СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ РЕЖИМОВ ТОРМОЖЕНИЯ

Стенд для испытания автоматических регуляторов режимов торможения (авторежимов) грузовых вагонов относится к автоматизированному оборудованию по контрольно-измерительным операциям при приемо-сдаточных или послеремонтных испытаниях. Стенд имитирует различные режимы торможения в авторежиме путем создания пневматических воздействий на его камеры и демпферный поршень, при этом выполняет непрерывное измерение перемещения упора демпфера, давления в камерах и каналах прибора и стенда с последующим сохранением полученной информации, анализом и передачей на ПК. По результатам испытаний стенд автоматически определяет технические характеристики авторежима и проверяет их на соответствие требованиям технических условий.
Известен стенд марки УКАР-2М, описание принципа работы и технические характеристики которого раскрыты в техническом описании 008.00.00ТО, утвержденном в 1998 г., а порядок эксплуатации и технического обслуживания стенда - в инструкции по эксплуатации 008.00.00 ИЭ, утвержденной в 1998 г. Данный стенд содержит блок питания, блок управления с линейкой светодиодов и трехразрядным цифровым индикатором, электропневматическую часть с измерителями давления, вентилями и задатчиком перемещения. Результаты проверки стенда и авторежима отображаются на линейке из светодиодов и на трехразрядном цифровом индикаторе. Различным комбинациям высвеченных светодиодов соответствует конкретная неисправность проверяемых авторежимов или аварийная ситуация. При нажатии соответствующих кнопок пульта управления, на цифровом индикаторе отображаются значения давления в каналах и камерах авторежима и значения перемещения штока задатчика перемещения, а также номер текущего режима или цикла проверки. В стенде предусмотрена возможность остановки испытания авторежима на любом цикле, при этом повторное проведение испытания возможно только с начального цикла режима. Передача результатов испытаний в ПК осуществляется по кабелю.
Недостатками данного стенда являются:
- невозможность одновременного контроля параметров стенда и процесса испытаний авторежима, что снижает оперативность диагностирования в целом;
- не предусмотрена возможность переключения циклов в режимах проверки стенда и авторежима, что увеличивает технологическое время выявления неисправностей проверяемых устройств;
- в случае нарушения связи между стендом и ПК происходит потеря результатов испытаний, т.к. не предусмотрено средство для синхронного сохранения;
- осуществление обмена данными между стендом и ПК по кабелю, что ограничивает мобильность стенда и усложняет его монтаж;
- узкий диапазон напряжения питающей сети, выход за который приводит к сбоям в работе стенда, что ограничивает применение стенда и требует использования дополнительного оборудования для стабилизации напряжения, установка которого в условиях АКП затруднена или невозможна.
Прототипом к предлагаемой полезной модели выбран стенд для испытания авторегулятора тормозных усилий по патенту РФ №86307 на полезную модель с приоритетом от 13.01.2009 г., который содержит блок питания и управления, электропневматическую часть с измерителями давления, вентилями и задатчиком перемещения. При этом задатчик перемещения имеет ход штока цилиндра перемещения, достаточный для испытания авторежима с увеличенными размерами хода демпфирующего поршня. Стенд может иметь сменный блок для задатчика перемещения, привалочного фланца и захватов. Для перехода с одного типа авторежима на другой выполняется выбор программы испытаний, осуществляемый перепрограммированием контроллера под проверяемый тип авторежима, а также производится перемещение задатчика перемещения по стойке или с его головки снимаются ограничительные упоры. Технический результат данной полезной модели направлен на расширение модельного ряда авторежимов для диагностирования, однако это не решает вышеуказанных технических проблем. Кроме того, к недостаткам данного стенда можно также отнести то, что при переходе с одного типа авторежима на другой для испытания необходимо осуществление механических работ и перепрограммирование, что значительно увеличивает общее время испытаний.
Задачи предлагаемой полезной модели направлены на расширение функциональных возможностей стенда для испытания разных типов авторежимов, а именно:
- одновременное отображение информации о процессе  испытаний и контролируемых параметрах авторежима в реальном времени, что повышает оперативность контроля;
- сокращение времени выявления неисправностей авторежима и, соответственно, времени испытаний в целом;
Дополнительными задачами также являются:
- сохранение результатов испытаний с возможностью дальнейшего считывания в случае нарушения обмена данными между стендом и ПК;
- повышение мобильности стенда;
- расширение диапазона напряжения питающей сети, что исключает сбои в работе стенда.
Технические результаты заявляемой полезной модели достигаются за счет того, что стенд для испытания автоматических регуляторов режимов торможения содержит блоки питания и управления, электропневматическую часть с измерителями давления, вентилями и задатчиком перемещения. Блок управления снабжен дисплеем и программой, позволяющей осуществлять переход с одного типа автоматического регулятора на другой, производить переключение циклов в режимах испытаний, одновременно отображать информацию о процессе испытаний и контролируемых параметров авторежима. Блок управления может быть дополнительно снабжен энергонезависимой памятью, микросхемой часов реального времени, модулем обмена данными по радиоканалу. Кроме того, блок питания может быть выполнен с расширенным диапазоном питающего напряжения, а стенд может дополнительно содержать фильтр со встроенным индикатором контроля состояния фильтрующего элемента.
Принцип действия стенда для испытания автоматических регуляторов режимов торможения грузовых вагонов основан на выполнении нескольких режимов, таких как «Прогрев», «Настройка стенда», «Аварийный», «Стоп (остановка испытания)», «Выбор типа и установка авторежима», «Самоконтроль (проверка стенда)», «Проверка авторежима» и другие. Режимы «Самоконтроль (проверка стенда)» и «Проверка авторежима» состоят из циклов.
При включении стенда автоматически выполняется режим «Прогрев», при этом на дисплее блока управления отображается название текущего режима, его продолжительность и текущее время в режиме. По окончании режима «Прогрев» осуществляется автоматический переход в режим «Самоконтроль», при котором производится проверка технических характеристик стенда. В каждом цикле режима «Самоконтроль» на дисплее блока управления одновременно отображаются название текущего режима, номер текущего цикла, продолжительность текущего цикла и текущее время в цикле, значение контролируемого измерительного параметра стенда, а также вид выявленных неисправностей. Информация на дисплее непрерывно обновляется. Таким образом, программа блока управления позволяет одновременно отображать на дисплее информацию о процессе испытаний и контролируемых параметрах авторежима в реальном времени.
Сведения о состоянии фильтрующего элемента для очистки сжатого воздуха также отображаются на дисплее блока управления, что позволяет техническому персоналу своевременно оценивать ресурс фильтра и производить его замену. Установка фильтра со встроенным индикатором в питающую магистраль стенда позволяет контролировать состояние фильтрующего элемента во избежание технологических простоев, связанных с засорением электропневматаческой части стенда и проверяемого авторежима.
В последнем цикле режима «Самоконтроль» на дисплее отображаются номера циклов и параметры стенда, при которых были выявлены неисправности стенда с указанием их видов.
При отсутствии выявленных неисправностей стенда осуществляется автоматический переход в режим «Выбор типа и установка авторежима», при этом на дисплее отображаются название текущего режима и тип проверяемого авторежима. Выбор типа авторежима определяет алгоритм программы испытаний и осуществляется с помощью клавиатуры или сенсорной панели блока управления. Переход с одного типа авторежима на другой при испытаниях осуществляется исключительно за счет программы блока управления без проведения дополнительных работ (конструктивных изменений или перепрограммирования), что сокращает время испытаний. После установки авторежима и запуска его испытаний, стенд переходит в режим «Проверка авторежима». Данный режим состоит из циклов, реализующих методику проверки выбранного типа авторежима. Аналогично режиму «Самоконтроль» на дисплее блока управления отображается информация о процессе проверки и контролируемых параметрах авторежима, которая непрерывно обновляется в течение испытания. В последнем цикле данного режима на дисплее отображаются номера циклов и измеряемые параметры авторежима, при которых были выявлены неисправности авторежима с указанием их видов.
Программа блока управления также позволяет производить остановку испытаний и переключение циклов в режимах «Самоконтроль» и «Проверка авторежима» в любой момент времени с целью сокращения времени на устранение выявленных неисправностей устройств. Для этого устанавливается режим «Стоп (остановка испытания)», при котором освобождаются все резервуары от воздуха, что позволяет извлечь неисправные детали устройств. Остановка испытаний и переключение циклов производится с помощью клавиатуры или сенсорной панели блока управления. После устранения выявленных неисправностей, детали устройств устанавливаются обратно, затем выполняется выбор цикла режима для продолжения испытаний. Таким образом, переключение циклов режимов позволяет не проводить повторно циклы, в которых не были обнаружены неисправности устройств, что сокращает время испытаний в целом.
Блок управления может содержать энергонезависимую память для сохранения результатов и истории испытаний. Для этого в протоколе обмена данными блока управления, кроме возможности передачи данных на ПК, предусмотрена возможность считывания из энергонезависимой памяти сведений об испытании. В случае нарушения связи между блоком управления стенда и ПК результаты испытаний сохраняются в энергонезависимой памяти, которые считываются для восстановления данных. Также блок управления дополнительно может быть снабжен микросхемой часов реального времени, что позволяет регистрировать и сохранять результаты испытаний с учетом даты и времени испытаний.
По запросу программы регистрации ПК программа блока управления производит передачу данных в ПК. Передаваемые данные содержат информацию о процессе испытаний, контролируемых технических характеристиках авторежима и стенда, а также результаты испытаний. Обмен данными производится по протоколу, реализованному в управляющей программе блока управления. Исходный протокол обмена данными в программе регистрации ПК позволяет подключить в единую сеть несколько стендов. Программа регистрации ПК непрерывно обеспечивает визуализацию полученных данных испытаний со стенда, а также сохранение в базе данных с возможностью распечатки результатов испытаний.
Включение модуля обмена данными по радиоканалу в блок управления стенда позволяет производить обмен данными по радиоканалу, что делает стенд мобильным и исключает необходимость прокладки кабелей.
Использование в стенде блока питания с расширенным диапазоном напряжения питающей сети (от 85 до 264 В) обеспечивает работоспособность стенда при нестабильном напряжении питающей сети.
Стенд для испытания автоматических регуляторов режимов торможения грузовых вагонов с расширенными функциональными возможностями позволяет сократить время испытаний и устранения неисправностей авторежима при обеспечении оперативного контроля технологического процесса с возможностью синхронного сохранения результатов испытаний в энергонезависимой памяти и передачи данных по радиоканалу. Таким образом, заявляемый стенд по сравнению с ближайшим аналогом обладает более широкими функциональными возможностями.