УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛОКОМОТИВА

Предлагаемая полезная модель относится к измерительной технике, а конкретнее к области контроля режимов работы оборудования путем измерения активной мощности, потребляемой энергии и устройства регистрации измеряемых величин
Известно устройство для регистрации режимов работы локомотива, содержащие датчики аналоговых и дискретных сигналов, выходы которых соединены с входами коммутатора измерительных сигналов, один из выходов которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, а другой выход соединен с первым входом счетно-решающего блока, второй вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход соединен с входом блока управления и записи сигналов, первый выход которого соединен с входом накопителя измерительной информации, дополнительно содержит блок дистанционной передачи накопленной информации, вход которого соединен с вторым выходом блока управления и записи сигналов. [Патент РФ №48408, МПК G01D 9/00, опубл, 10.10.2005., Бюл. №28., автор Лавский В.Г., «Устройство для регистрации режимов работы локомотива»].
Недостатками данного устройства является низкая достоверность контроля режимов работы.
Известно устройство для регистрации режимов работы локомотива, содержащие датчики аналоговых сигналов тока и напряжения, датчики релейных сигналов, аналогово-цифрового преобразователя, счетно-решающий блок управления и записи сигналов, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены изолирующие усилители, адаптер релейных сигналов, часы реального времени, память Data Flash, адаптер коммуникационного порта и источник питания, причем счетно-решающий блок выполнен в виде микроконтроллера, который соединен с дисплеем и клавиатурой, шины вход-выход клавиатуры и дисплея соединены с первой шиной вход-выход микроконтроллера, изолирующие усилители соединены с аналоговым вводом микроконтроллера, выходы датчиков релейных сигналов соединены с адаптером релейных сигналов, а их выходные шины соединены с нулевой шиной ввода-вывода микроконтроллера, часы реального времени и память Data Flash соединены с шиной SPI микроконтроллера, адаптер коммуникационного порта соединен с коммуникационным портом микроконтроллера с одной стороны и с коммуникационным портом PC - с другой, источник питания, питающий электронные элементы, соединен с питающей бортовой электросетью, причем датчик аналоговых сигналов тока напряжения выполнены в виде шунта и делителя напряжения и установлены в электрической схеме локомотива, а датчик релейных сигналов выполнены в виде делителей напряжения, которые подключены к обмоткам реле нагрузки регулятора частоты вращения коленчатого вала локомотива [Патент РФ №46351, МПК G01D 9/00, опубл. 27.06.2005., Бюл№18., авторы Носырев Д.Я, Киселев Г.Г., «Устройство для регистрации режимов работы локомотива»].
Недостатком такого устройства является ограниченные функциональные возможности, так как они не позволяют контролировать режим работы локомотива.
Данное устройство выбрано в качестве прототипа.
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей.
Технический результат достигается тем, что в устройство для регистрации режимов работы локомотива, содержащее микроконтроллер, соединенный с первым аналого-цифровым преобразователем, адаптером релейных сигналов, часами реального времени, памятью Data Flash, дисплеем, клавиатурой, адаптером коммуникационного порта и источником питания, при этом первый аналого-цифровой преобразователь, выполнен с возможностью соединения через изолирующие соединители с датчиком аналогового сигнала по току и датчиком аналогового сигнала по напряжению, а адаптер релейных сигналов, выполнен с возможностью соединения с датчиками релейных сигналов, при этом дополнительно содержит, соединенные с микроконтроллером второй аналого-цифровой преобразователь, выполненный с возможностью подключения и получения данных с датчика температуры топлива в баке, датчика температуры воздуха на входе в компрессор трубопровода, датчика давления воздуха на входе в компрессор турбокомпрессора, датчика перепада давления, датчика температуры в выпускном коллекторе, датчика давления в выпускном коллекторе, датчика температуры отработавших газов в выпускном коллекторе, датчика давления отработавших газов в выпускном коллекторе, а также преобразователь частоты, выполненный с возможностью соединения и получения данных с датчика частоты вращения коленчатого вала дизеля, датчика частоты вращения ротора турбокомпрессора, датчика расхода топлива на выходе из топливного бака и датчика расхода топлива на входе в топливный бак.
Введение в устройство преобразователя частоты и второго аналого-цифрового преобразователя, соединенного с микроконтроллером, позволяет расширить функциональные возможности устройства для регистрации режимов работы локомотива.
На фиг.1 приведена структурная схема предложенного устройства.
Устройство для регистрации режимов работы локомотива включает в себя датчик аналогового сигнал по току 1, датчик аналогового сигнал по напряжению 2, датчики релейных сигналов 3,4,5,6, изолирующие усилители 7,8, адаптер релейных сигналов 9, микроконтроллер 10, аналого-цифровой преобразователь 11, часы реального времени 12, памяти Data Flash 13, дисплей 14, клавиатуру 15, адаптера коммуникационного порта 16, источник питания 17, датчика частоты вращения коленчатого вала дизеля 18, датчика частоты вращения ротора турбокомпрессора 19, датчик расхода топлива на выходе из топливного бака 20, датчик расхода топлива на входе в топливный бак 21, датчик температуры топлива в баке 22, датчик температуры воздуха на входе в компрессор турбокомпрессора 23, датчика давления воздуха на входе в компрессор турбокомпрессора 24, датчик перепада давления 25, датчик температуры в выпускном коллекторе 26, датчик давления в выпускном коллекторе 27, датчик температуры отработавших газов в выпускном коллекторе 28, датчик давления отработавших газов в выпускном коллекторе 29, преобразователь частоты 30, аналого-цифровой преобразователь 31.
Устройство работает следующим образом.
Работа устройства основана на периодическом измерении тока и напряжения с помощью датчика тока 1 и датчика напряжения 2, которые выполнены в виде шунта и делителя напряжения соответственно (условно не показаны). Полученные значения проходят через изолирующие усилители 7,8 и поступают в аналого-цифровой преобразователь 11, который располагается на базе микроконтроллера 10, служит для обработки информации с дальнейшей ее передачей по протоколу обмена компьютерной сети на сервер с информационной базой.
Датчики релейных сигналов 3,4,5,6, которые выполнены в виде делителей напряжения и подключены к соответствующим обмоткам реле загрузки регулятора частоты вращения коленчатого вала дизеля (условно не показаны), соединены с адаптером релейных сигналов 9, который служит для преобразования полученных значений и передачи в микроконтроллер 10.
Данные с датчика частоты вращения коленчатого вала дизеля 18, датчика частоты вращения ротора турбокомпрессора 19, датчика расхода топлива на выходе из топливного бака 20 и датчика расхода топлива на входе в топливный бак 21, поступают в преобразователь частоты 30, из которого снятые и обработанные данные поступают в микроконтроллер 10.
Данные с датчика температуры топлива в топливном баке 22, датчика температуры воздуха на входе в компрессор турбокомпрессора 23, датчика давления воздуха на входе в компрессор турбокомпрессора 24, датчика перепада давления 25, датчика температуры в выпускном коллекторе 26, датчика давления в выпускном коллекторе 27, датчика температуры отработавших газов в выпускном коллекторе дизеля 28 и датчика давления отработавших газов в выпускном коллекторе 29, обрабатываются в аналого-цифровом преобразователе 31 откуда полученные значения поступают в микроконтроллер 10.
Для получения статистических данных на определенном участке в определенный момент времени в устройстве имеются часы реального времени 12 и хранилище памяти Data Flash 13. Вывод полученных и обработанных значений осуществляется на дисплей 14 посредством работы с клавиатурой 15, которая соединена микроконтроллером 10. Адаптер коммуникационного порта 16 соединен с коммуникационным портом микроконтроллера 10 с одной стороной и с коммуникационным портом PC - с другой, а источник питания 17, питающий электронные элементы, соединен с питающей бортовой электросетью. Микроконтроллер используется для расшифровки режимов работы дизель-генераторной установки, значения в который поступают из аналого-цифрового преобразователя, частоты, где определяется текущий режим работы дизель-генераторной установки (заглушенный дизель, холостой ход или нагрузка, позиция контроллера машиниста).
Функционально-конструктивным единством заявленного устройства для регистрации режимов работы локомотива является то, что оно может работать как в виде стационарного или портативного устройства, применяемого для настройки и регулировки дизель-генераторных установок тепловозов на станции реостатных испытаний, так и в виде бортовой системы параметрической диагностики локомотива, для контроля параметров работы дизель-генераторных установок тепловозов в процессе эксплуатации.
На фиг. 2 приведена схема подключения регистратора режимов работы к силовой цепи маневрового тепловоза ЧМЭЗ для работы в виде бортовой системы параметрической диагностики.
Согласно схеме подключения, значения напряжений главного генератора фиксируются на клеммах резистора R7, расположенного в цепи катушек напряжения дифференциального реле, а значения тока главного генератора фиксируются на клеммах килоамперметра.
Предлагаемое устройство позволяет повысить точность контроля на 2-3%, настройки дизель-генераторной установки локомотива на 2-3% и обеспечить снижение удельного расхода топлива в эксплуатации на 2-5%.