СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ИСПЫТАНИЙ КОМПРЕССОРОВ ТЕПЛОВОЗОВ

Система автоматизации испытаний компрессоров тепловозов относится к железнодорожному транспорту, а именно к автоматизированным системам управления технологическим оборудованием компрессорных станций для повышения эффективности и обеспечения безопасности работ, снижения затрат и повышения производительности труда обслуживающего персонала.
Известна комплексная система автоматизации управления компрессорной станцией (КСАУКС), включающую компрессорную установку, устройство плавного пуска, панель управления, контроллер сбора информации и управления, исполнительную и измерительную аппаратуру, сервер баз данных, автоматизированное рабочее место машиниста компрессорной станции с автоматизированной системой управления сортировочным процессом, который связан с контроллером сбора информации и управления (см. Патент на полезную модель РФ №98725, МПК B61L 17/00, публикация 27.10.2010).
Известна комплексная система автоматизации управления компрессорной станцией (КСАУКС), включающая компрессорные установки, оборудованные датчиками давления и температуры, контроллер сбора информации, автоматизированное рабочее место машиниста компрессорной станции, сервер баз данных, расходомеры сжатого воздуха, средства ввода сигналов датчиков уровня охлаждающей жидкости в резервуарах, средства управления двигателями насосов, вентиляторов, клапаны долива воды, клапаны слива конденсата (см. Патент на полезную модель РФ №59511, МПК В61 L 17/00, публикация 27.12.2006).
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является испытательная станция компрессоров системы кондиционирования пассажирского вагона (ИСК-ПВ),включающая пневмостенд, силовой преобразователь, комплект измерительных датчиков и кабелей подключения, блок контроля и электроники, рабочее место мастера(см. Патент на полезную модель РФ №81160, МПК B64D 13/06, публикация 10.03.2009), принято за прототип.
Недостатком известных аналогов и прототипа является относительно невысокая производительность и ненадежность в работе из-за морально и физически устаревшей элементной базы и слабой информационной инфраструктуры.
Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, состоит в повышении качества испытаний путем повышения точности и достоверности диагностических данных, а также надежности работы самой системы.
Технический результат, достигаемый при реализации, заявленной полезной модели, состоит в достижении комплексной системы автоматизации управлением испытаний компрессоров тепловозов и соответственно, повышении качества, безопасности и производительности работ, из-за этого расширяются функциональные и эксплуатационные возможности системы.
Указанный технический результат достигается тем, что система автоматизации испытаний компрессоров тепловозов, включающая компрессор, испытательный стенд с установленным на нем электродвигателем, системой воздушной магистрали с запирающими соленоидными вентилями и пультом управления, систему датчиков, автоматизированное рабочее место с персональным компьютером, согласно полезной модели, содержит управляемый логический микроконтроллер - главное управляющее устройство, обеспечивающее согласно программы испытаний сбор диагностической информации, измерение и кодирование контролируемых сигналов, управление электродвигателем испытательного стенда и обеспечение связи с персональным компьютером для обработки результатов испытаний, их сохранения и формирования электронного паспорта оборудования, составление протокола испытаний, позволяющее производить контроль, мониторинг и непосредственное управление процессами испытаний с автоматизированного рабочего места посредством последовательного интерфейса.
Полезная модель поясняется чертежами:
на фиг.1 - система автоматизации испытаний компрессоров тепловозов, структурная схема;
на фиг.2 - система автоматизации испытаний компрессоров тепловозов, схема электрическая принципиальная, цепи питания электронных устройств;
на фиг.3 - система автоматизации испытаний компрессоров тепловозов, схема электрическая принципиальная, цепи измерительных датчиков;
на фиг.4 - система автоматизации испытаний компрессоров тепловозов, схема электрическая принципиальная, цепи дискретных входов-выходов;
на фиг.5 - система автоматизации испытаний компрессоров тепловозов, схема электрическая принципиальная, цепи управления электроприводом;
на фиг.6 - система автоматизации испытаний компрессоров тепловозов, интерфейс программного автоматизированного рабочего места.
Система автоматизации испытаний компрессоров тепловозов включает микроконтроллер 1 марки FX2N фирмы Mitsubisy, соединенный внутренними шинами с встроенными блоком аналоговых входов 2 и блоком аналоговых выходов 3, при этом базовый блок микроконтроллера 1 имеет восемь дискретных входов и восемь дискретных выходов на испытательный стенд, на котором установлены испытываемый компрессор (на чертеже не показано), пульт управления 4, электропривод (на чертеже не показано), датчики давления 5, датчики температуры 6 и пневмосистема с электромагнитными клапанами 7.
Блок аналоговых входов 2 обеспечен вводом сигналов с датчиков давления 5 и датчиков температуры 6, а блок аналоговых выходов 3 обеспечен выходом сигнала на управление частотой вращения электропривода. К основному модулю микроконтроллера 1 подключен персональный компьютер 8. Питание системы автоматизации осуществляется от однофазной сети переменного тока через выключатель 9 и автоматический выключатель 10 на регуляторы температуры 11 марки ТРМ1-1А и источник питания датчиков 12 марки Б3-15-2.
Датчики температуры 6, через входящие в комплект регуляторы температуры 11 имеют выходы для аналогового сигнала на блок аналоговых входов 3. Датчики давления 5 имеют выходы для аналогового сигнала на блок аналоговых входов 3. Для питания цепей датчиков 5 и 6 напряжением 34 B используется источник питания 12.
Кнопки управления 13 и светосигнальные индикаторы режима испытаний 14 подключены через основной блок микроконтроллера 1. Для питания кнопок управления 13 током безопасного напряжения 12 B используется второй канал источника питания 12. Электромагнитные клапаны 7 и контактор 15, для управления силовой пневматической системы стенда, подключены к выходам основного блока микроконтроллера 1. Преобразователь частоты 16 марки ACS-800 для изменения режимов работы электродвигателя имеет каналы для дискретного сигнала от основного модуля микроконтроллера 1 и аналогового сигнала от блока аналоговых выходов 2.
Система автоматизации испытаний компрессоров тепловозов работает следующим образом.
В процессе испытания компрессоров, согласно программе, необходимо обеспечить измерение следующих сигналов:
- давление масла в системе смазки компрессора;
- температура масла в картере;
- давление воздуха;
- расход воздуха;
Для обеспечения управления электроприводом испытательного стенда необходимо обеспечить обмен следующими сигналами:
- аналоговый выходной сигнал для управления частотой вращения электропривода;
- дискретный выходной сигнал - «Включение вращения»;
- дискретный выходной сигнал - «Сброс давления воздуха»;
- дискретный выходной сигнал - «Редукция давления 9 кгс/см.кв»;
- дискретный выходной сигнал - «Редукция давления 10 кгс/см.кв»;
- дискретный входной сигнал - «Пуск»№;
- дискретный входной сигнал - «Стоп цикла»;
- дискретный входной сигнал - «Аварийный стоп».
Кроме того, необходимо обеспечение связи с персональным компьютером 8. Вышеперечисленным требованиям отвечает микроконтроллер 1 марки FX2N фирмы Mitsubisy, располагающий 16 дискретными входами и 16 дискретными выходами с входящими в комплект блоком аналоговых выходов 2 на два выхода и блоком аналоговых входов 3 на четыре входа.
На испытательный стенд устанавливается подготовленный к испытаниям компрессор (на чертеже не показано), к нему подсоединяется электродвигатель (на чертеже не показано). Устанавливаются датчик температуры 6 и датчик давления 5 в системе смазки компрессора. Устанавливаются датчик температуры 6 и датчик давления 5 на воздушной магистрали. Включается автомат питания на пульте управления 4.
После загрузки и тестирования системы по запросу программы вводится номер испытываемого компрессора, затем курсором мыши на дисплее персонального компьютера 8 кнопками на интерфейсе программного автоматизированного места, последовательно включают сначала кнопку «ПУСК» а затем согласно программы выполнения режимов испытаний кнопки: «НАГРЕВ»; «ПЕРЕГРУЗ»; «ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ»; «ПРОВЕРКА КЛ.»; «ПРОСМОТРЕТЬ ОТЧЕТ».
Микроконтроллер 1 и входящие в комплект блоки аналоговых выходов 2 и аналоговых входов 3 получают сигналы на свои входы от датчиков температуры 6 через регуляторы температуры 11 и от датчиков давления 5 о контролируемых параметрах и далее, формируя на выходах управляющие сигналы, отправляет их на ПК, в виде исполнительных команд на преобразователь частоты 16, управляющий работой привода, а также на контактор 15 и электромагнитные клапаны 7, управляющие пневмосистемой и светосигнальные индикаторы 14, свечение которых, соответствует работе конкретного устройства.
При этом визуальный контроль контролируемых параметров на всех режимах испытания производится по интерфейсу на мониторе компьютера, а протокол испытаний в отпечатанном виде на бумажном носителе выдает принтер персонального компьютера 8. Возможно, управление процессами испытаний соответствующими кнопками непосредственно на пульте управления 4 испытательного стенда.
Использование предлагаемой системы автоматизации испытаний компрессоров тепловозов, позволяет повысить эффективность и производительность труда, обеспечить должную безопасность обслуживающего персонала при проведении испытаний компрессоров.
Предложенная система автоматизации испытаний компрессоров тепловозов может найти свое применение в ремонтных предприятиях на железнодорожном транспорте, в диагностических пунктах предприятий и организаций, занимающихся обслуживанием и ремонтом воздушных компрессоров.