АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УЧЕТА, КОНТРОЛЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИЗНОСА КОЛЛЕКТОРОВ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВОВ

Автоматизированная система учета, контроля и прогнозирования износа коллекторов тяговых электродвигателей локомотивов относится к системам контроля за технологическими процессами ремонта и испытаний тяговых электродвигателей (ТЭД) и может быть использовано в условиях локомотивных депо железных дорог.
Известна Система контроля технологической дисциплины процесса управления движением поездов (СКТД) по патенту РФ №2307041 от 2005.12.23 опубл. 2007.09.27, включающая центральный web-портал, по меньшей мере, один центральный обрабатывающий комплекс, по меньшей мере, одно автоматизированное рабочее место контроля выполнения технологических норм управления движением поездов, автоматическую систему управления железнодорожным транспортом, по меньшей мере, один управляющий вычислительный комплекс, двухконтурную систему взаимодействия с тяговым подвижным составом, в которой автоматическая система управления железнодорожным транспортом содержит базу исходных данных, а также осуществляет сбор данных с технических средств железнодорожной автоматики и телемеханики и их передачу на центральный обрабатывающий комплекс, совокупность центрального обрабатывающего комплекса, осуществляющего сбор, обработку, анализ данных, связь с автоматизированными рабочими местами, и автоматизированных рабочих мест выполняет функции контроля технологической дисциплины, обучения персонала, оперативной системы поддержки принятия решений на уровне дорожного центра управления перевозками, первый контур системы взаимодействия с тяговым подвижным составом, обеспечивающий безопасность движения поездов, включает технические средства железнодорожной автоматики и телемеханики, комплексное локомотивное устройство безопасности, взаимодействующее с тяговым подвижным составом по радиоканалу с использованием радиомодемов, и межконтурную систему взаимодействия, при этом сбор данных с комплексного локомотивного устройства безопасности и с технических средств железнодорожной автоматики и телемеханики, их обработку и подготовку к передаче на тяговый подвижной состав осуществляют при помощи управляющего вычислительного комплекса, далее информация посредством межконтурной системы взаимодействия поступает в центральный обрабатывающий комплекс, второй технологический контур системы взаимодействия с тяговым подвижным составом, включает бортовые приборы управления за исключением комплексного локомотивного устройства безопасности, устройство цифрового взаимодействия, обеспечивающее взаимодействие с автоматической системой управления железнодорожным транспортом, с одной стороны, и с бортовыми приборами - с другой, перевозную радиостанцию, систему цифровой радиосвязи, обеспечивающую связь с центральным обрабатывающим комплексом, управляющим тяговым подвижным составом, центральный web-портал осуществляет анализ представленных из центрального обрабатывающего комплекса данных в наглядном виде;
Самым близким к заявляемому техническому решению является способ ремонта и технического обслуживания и применяемые в способе аппаратно-программный комплекс для диагностики и система для контроля качества ремонта и технического обслуживания по заявке №2007103326 от 2007.01.26 опубл. 2008.08:10 включающий классификацию и кодирование объектов, подлежащих ремонту и техническому обслуживанию, путем присвоения каждому объекту идентификационной метки, диагностику объекта путем измерения параметров, характеризующих его работоспособность, ремонтные работы по результатам диагностики, осуществляемые с использованием возможностей ЭВМ и ее программного обеспечения, управление процессами ремонта и технического обслуживания, накопление, централизованное хранение и наглядное представление сведений об объектах и их паспортизацию, а также контроль качества ремонта и технического обслуживания, включающий оценку технического состояния отремонтированного объекта путем его диагностики и качественной оценки результатов последней, учет, классификацию и количественный анализ выявленных качественной оценкой дефектов и отслеживание выполнения ремонтных работ, отличающийся тем, что диагностику объектов каждой видовой, согласно проведенной классификации, группы осуществляют с использованием специализированного измерительного оборудования, подключенного к локальному серверу, предварительно измерениям осуществляют идентификацию исполнителя и объекта путем считывания их идентификационных меток в локальный сервер, который управляет процессом измерения параметров идентифицированного объекта, результаты измерений по линии связи передают непосредственно с измерительного оборудования в локальный сервер, где формируют протокол измерений, содержащий сведения об объекте, и исполнителе, результаты измерений и фактическое время их проведения, сгруппированную в протоколе информацию сохраняют в локальном сервере и передают по каналу информационной связи в ЭВМ, собирающую информацию от локальных серверов всех видовых групп, при этом качественную оценку результатов диагностики осуществляют в локальном сервере путем сравнения результатов измерений с нормативными значениями параметров, хранящимися в его памяти, и в ЭВМ путем сравнения результатов измерений с нормативными значениями параметров, хранящимися в памяти ЭВМ, выявленные в результате последней упомянутой оценки дефекты используют для количественного анализа, устанавливающего наличие и причины браков ремонтных работ, с учетом которых корректируют процесс ремонта путем передачи по каналам информационной связи управляющих воздействий от ЭВМ на локальные серверы групп.
Предлагаемое техническое решение направлено на применение информационных технологий в ремонтном производстве, а именно в ремонте и техническом обслуживании ТЭД локомотивов в локомотивных депо железных дорог, и позволяет вести непрерывный, автоматизированный учет и контроль параметров износа коллекторов ТЭД, производит сбор статистических данных по неисправностям коллекторов ТЭД, дает возможность прогнозирования отказов коллекторно-щеточного узла ТЭД, а также позволяет с высокой точностью определять остаточный ресурс ТЭД по критерию долговечности коллектора.
Поставленная задача решается за счет того, что автоматизированная система учета, контроля и прогнозирования износа коллекторов тяговых электродвигателей локомотивов включающая диагностику объекта путем измерения параметров, характеризующих его работоспособность, ремонтные работы по результатам диагностики, осуществляемые с использованием возможностей ЭВМ и ее программного обеспечения, управление процессами ремонта и технического обслуживания, накопление, централизованное хранение и наглядное представление сведений об объектах, их паспортных данных, а также контроль качества ремонта и технического обслуживания, включающий оценку технического состояния отремонтированного объекта путем его диагностики и качественной оценки результатов последней, учет, классификацию и количественный анализ выявленных дефектов, и отслеживание выполнения ремонтных работ, диагностику объектов каждой видовой, согласно проведенной классификации, группы осуществляют с использованием специализированного измерительного оборудования, подключенного к локальному серверу, предварительно измерениям осуществляют идентификацию исполнителя и объекта путем считывания их идентификационных меток в локальный сервер, который управляет процессом измерения параметров идентифицированного объекта, результаты измерений по линии связи передают непосредственно с измерительного оборудования в локальный сервер, где формируют протокол измерений, содержащий сведения об объекте и исполнителе, результаты измерений и фактическое время их проведения, сгруппированную в протоколе информацию сохраняют в локальном сервере и передают по каналу информационной связи в ЭВМ с момента поступления ТЭД в локомотивное депо параметры, характеризующие работоспособность коллектора ТЭД, снимаемые датчиками с помощью преобразователей поступают в автоматизированный комплекс измерений износа коллекторов ТЭД и заносятся в систему, после обработки данные направляются в блок программного управления и обработки данных, включающий данные по браковочным параметрам коллекторов ТЭД, а через пульт управления автоматизированного рабочего места (АРМ) мастера электромашинного цеха, позволяющего управлять ходом измерений как в автоматическом режиме в соответствии с заданной программой, так и с возможностью ручного регулирования процесса измерений, в этот же блок программного управления и обработки данных вводятся дополнительные данные по измерениям, которые включают результаты ручных замеров диаметров коллекторов ТЭД, а из базы данных отдела главного технолога локомотивного депо в этот же блок программного управления и обработки данных поступают, дополнительные данные по ТЭД, которые включают паспортные данные ТЭД, включающие информацию о пробегах, величине износов коллекторов ТЭД в процессе эксплуатации и данные о локомотивах, на которых эксплуатировался каждый приписанный к локомотивному депо ТЭД; после обработки всех введенных данных результаты попадают в блок накопления данных по измерениям износа коллекторов ТЭД, где собираются и архивируются данные по параметрам коллекторов ТЭД, измеренные до ремонта и параметры отремонтированных коллекторов ТЭД, занесенные мастером электромашинного цеха с АРМ, а также вычисленный прогнозируемый остаточный ресурс коллекторов ТЭД, эти данные в процессе проведения очередного текущего ремонта дополняются, при этом система обеспечивает передачу оперативной информации в единую базу данных локомотивного депо доступную для всех подразделений локомотивного депо в режиме реального времени, и непосредственно связана, с АРМ руководителя локомотивного депо по ремонту осуществляющего контроль и руководство производственным процессом ремонта на всем предприятии с возможностью передачи информации по износу коллекторов ТЭД в базу данных технического отдела службы локомотивного хозяйства железной дороги из единой базы данных локомотивного депо, а также напрямую из базы данных отдела главного технолога локомотивного депо. Автоматизированная система учета, контроля и прогнозирования износа коллекторов тяговых электродвигателей локомотивов включает полные сведения по каждому приписанному к депо ТЭД (с момента поступления в локомотивное депо до момента отправки в завод на капитальный ремонт, либо исключения из инвентаря). Кроме того, в данной системе отражены данные о локомотивах, на которых эксплуатировался ТЭД, пробеги ТЭД, величины износов коллектора в процессе эксплуатации. Структура автоматизированной системы учета, контроля и прогнозирования износа коллекторов тяговых электродвигателей локомотивов представляет собой совокупность аппаратных и вычислительно-программных средств, включающая: базовый компьютер, ведущий учет данных по каждому приписанному к депо ТЭД; устройства для защиты системы от сбоев в работе и др. Данная система устанавливается в локомотивных депо, и данные диаметра и износа коллекторов, паспортные данные и. пробеги ТЭД с начала эксплуатации заносятся с момента поступления ТЭД в депо, далее каждый плановый текущий ремонт ТЭД в объеме ТР-3 до момента отправки в завод на капитальный ремонт, либо исключения из инвентаря. В системе технического обеспечения выделены следующие группы технических средств: средства программного управления и обработки данных, передачи данных, измерительного оборудования, связи мастера цеха с системой, средства корректировки работы системы.
Структурная схема автоматизированной системы учета, контроля и прогнозирования износа коллекторов тяговых электродвигателей локомотивов приведена на фигуре 1.
На фигуре 1 изображена Структурная схема автоматизированной системы учета, контроля и прогнозирования износа коллекторов тяговых электродвигателей локомотивов содержащая: тяговый электродвигатель (ТЭД) (1); датчики (2); преобразователи (3); автоматизированный комплекс измерений износа коллекторов ТЭД (4); блок программного управления и обработки данных (5); блок поступления дополнительных данных по измерениям (6); автоматизированное рабочее место (АРМ) мастера электромашинного цеха локомотивного депо (7); блок накопления данных по измерениям износа коллекторов ТЭД (8); блок поступления дополнительных данных по ТЭД (9); единая база данных локомотивного депо (10); база данных отдела главного технолога локомотивного депо (11); АРМ руководителя локомотивного депо по ремонту (12); база данных технического отдела службы локомотивного хозяйства железной дороги (13).
Система учета, контроля и прогнозирования износа коллекторов тяговых электродвигателей локомотивов действует следующим образом. После визуального осмотра работником и установки измерительных датчиков на тяговый электродвигатель (ТЭД) (1), измерения износа коллектора производятся датчиками (2), далее, сигналы датчиков с помощью преобразователей (3) переводятся в надлежащий вид (аналоговые сигналы преобразуются в цифровые, цифровые сигналы нормализуются) и поступают в автоматизированный комплекс измерений износа коллекторов ТЭД (4). После обработки данные направляются в блок программного управления и обработки данных (5), включающий данные по браковочным параметрам коллекторов ТЭД. Через пульт управления АРМ мастера электромашинного цеха локомотивного депо (7) в этот же блок (5) поступают дополнительные данные по измерениям (6), которые включают результаты ручных замеров диаметров, коллекторов ТЭД. Из базы данных отдела главного технолога локомотивного депо (11) в блок программного управления и обработки данных (5) поступают дополнительные данные по ТЭД (9), которые включают паспортные данные ТЭД, включающие информацию о пробегах, величине износов коллекторов ТЭД в процессе эксплуатации и данные о локомотивах, на которых эксплуатировался каждый приписанный к локомотивному депо ТЭД. После обработки результаты измерений попадают в блок накопления данных по измерениям износа коллекторов ТЭД (8). В блок накопления данных по измерениям износа коллекторов ТЭД (8) помещаются данные по параметрам коллекторов ТЭД, измеренным до ремонта и параметрам отремонтированных коллекторов ТЭД, занесенным мастером электромашинного цеха с АРМ, а также вычисленный прогнозируемый остаточный ресурс коллекторов ТЭД. Блок программного управления и обработки данных (5) представляет собой совокупность нескольких программ. Первая программа отвечает за сортировку данных по измерениям, сопоставление данных и поиск наиболее часто встречающихся неисправностей. Следующая программа отвечает за анализ неисправностей, выявление степени износа коллектора и на основе этого анализа дает прогноз остаточного ресурса коллектора При обнаружении брака или при выходе номинальных параметров из допустимых границ в автоматическом режиме управляющей ЭВМ производится определение вида брака. За правильность существующих учетных и отчетных документов по коллекторам отвечает программа, которая обрабатывает данные, поступающие с АРМ мастера электромашинного цеха (7). Эти данные не изменяются в процессе работы, а лишь дополняются в связи с проведением очередного текущего ремонта ТЭД в объеме ТР-3. Кроме того, система непосредственно связана с АРМ. руководителя локомотивного депо по ремонту (12), осуществляющим руководство производственным процессом ремонта на всем предприятии. Система обеспечивает передачу оперативной информации из электромашинного цеха в единую базу данных локомотивного депо (10) в режиме реального времени. База данных выполняется при помощи пакета прикладных программ. В информационной структуре локомотивных депо железных дорог автоматизированная система. учета, контроля и прогнозирования износа коллекторов тяговых электродвигателей локомотивов выполняет функцию сбора, обработки и передачи данных о техническом состоянии коллекторов. Данная информация, поступая в деповскую информационную сеть, становится доступной для всех подразделений локомотивного депо, в первую очередь для базы данных отдела главного технолога локомотивного депо.(11), а также для базы данных технического отдела службы локомотивного хозяйства железной дороги (13), поскольку деповская сеть является частью информационной сети железной дороги в целом. Программные средства, представляющие собой комплекс взаимосвязанных программ обеспечивают подготовку исходных данных (результатов измерений износа) для выполнения расчетов, контроль исходных данных и корректировку их в ходе проведения измерений износа, контроль функционирования системы, автоматическое исполнение операций по командам с клавиатуры, обработку результатов измерений по соответствующим алгоритмам, корректировку результатов расчетов, накопление результатов измерений износа и расчетов в электронных базах данных или в ином виде, возможность дальнейшей обработки полученных результатов, визуальное представление результатов измерений износа и расчетов (вывод данных на экран монитора и печать на принтере). В процессе измерений работнику доступна следующая информация: справка о проведенных текущих и капитальных ремонтах данного ТЭД; сообщения о ходе измерений и выполняемых директивах; справка о значениях всех полученных в ходе последнего замера параметров износа коллектора данного ТЭД - контроль параметров по вызову; сообщения о выходе параметров износа коллектора ТЭД за границы контроля; сообщения об ошибочных ситуациях в системе; протоколы измерений износа коллекторов ТЭД. Управление ходом измерений может осуществляться как автоматически (в соответствии с заданной программой измерений), так и по директивам, например, мастера электромашинного цеха. Мастер цеха может со своего АРМ (7) установить автоматический переход от измерения к измерению, но оставить ручное регулирование. В этом случае система выдает ему рекомендации об установке очередных режимов измерений. В случае автоматического регулирования система сама обслуживает режимы. В этом случае присутствие мастера цеха у АРМ (7) необязательно, технология измерений износа будет выдержана в соответствии с заданной программой измерений износа. При необходимости мастер цеха может корректировать процесс измерений, снять ТЭД с ремонта, повторить какие-либо измерения и т.д.