УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛОКОМОТИВА

Устройство для регистрации режимов работы локомотива
Предлагаемая полезная модель относится к устройствам регистрации измеряемых величин.
Известно устройство для регистрации режимов работы локомотива 1, состоящее из датчиков аналоговых сигналов (датчик тока, датчик напряжения, датчик положения реек топливных насосов, датчик частоты вращения коленчатого вала дизеля, датчик частоты вращения колёсной пары), датчиков дискретных сигналов множительно-делительного устройства, самопишущего прибора типа Н320-9. Сигнал от датчиков тока, напряжения, выхода реек топливных насосов, частоты вращения коленчатого вала, а также дискретные сигналы поступают на вход устройства хранения, информации. На основании сигналов от датчиков тока, напряжения и датчика частоты вращения множительно-делительное устройство производит вычисление касательной силы тяги тепловоза. Устройство позволяет регистрировать следующие величины: позицию контроллера мащиниста; ток и напряжение тягового генератора; скорость движения и касательную силу тяги тепловоза; частоту вращения коленчатого вала дизеля; выход реек топливных насосов; текущее время.
к недостаткам данного устройства следует отнести: сложность обработки накопленной информации, обусловленная ограниченными возможностями обработки измерительной информации, наличие расходных материалов (регистрационная лента), ограниченное количество и большая погрешность вычисляемых показателей работы локомотива, обусловленные низкой точностью множительно-делительного устройства. Составные части этого устройства являются лабораторным оборудованием и не могут постоянно эксплуатироваться в качестве бортовых локомотивных устройств.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для регистрации режимов работы локомотива 2, включаюш;ее датчики аналоговых сигналов, датчики релейных сигналов, коммутатор измерительных сигналов, аналогово-цифровой преобразователь, блок управления и записи сигналов, накопитель измерительной информации. Входные сигналы от аналоговых датчиков поступают через коммутатор на вход аналогово-цифрового преобразователя, с выхода аналогово-цифрового преобразователя сигнал, преобразованный в цифровой код, поступает на вход блока управления и записи сигналов и затем на накопитель измерительной информации. Сигналы от релейных датчиков через коммутатор измерительных сигналов поступают непосредственно на устройство управления и записи сигналов. На табло аналоговоцифрового преобразователя высвечивается результат измерения одного из аналоговых каналов. Хранение информации осуществляется на магнитной ленте. Устройство позволяет регистрировать: время работы дизеля; время работы дизеля на каждой позиции контролера машиниста; работу произведённую локомотивом за период 100-150ч., в целом и на каждой позиции котроллера машиниста в отдельности.
К недостаткам данного устройства относятся: ограниченные функциональные возможности и сложность последующей обработки результатов измерений, обусловленные отсутствием возможности предварительной обработки и анализа измерительной информации. Конструкция устройства не обеспечивает возможности постоянной эксплуатации его на борту локомотива .
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей за счёт обеспечения возможности вычисления дополнительных показателей работы локомотива и упрощение последующей обработки измерительной информации за счёт записи в накопитель измерительной информации, обработанной информации.
Технический результат достигается тем, что устройство для регистрации режимов работы тепловоза, включающее датчики аналоговых и релейных сигналов , выходы которых связаны с входами коммутатора измерительных сигналов, один из выходов которого связан с входом аналого//.
ЛУ
цифрового преобразователя, блок управления и записи сигналов, выход которого связан с входом накопителя измерительной информации, дополнено счётно-решающим блоком, один из входов которого связан с выходом аналогоцифрового преобразователя, второй вход связан с вторым выходом коммутатора измерительных сигналов, а выход связан с входом блока управления и записи сигналов.
Сущность полезной модели поясняется прилагаемым чертежом на котором изображена функциональная схема заявляемого устройства.
Выходы датчиков аналоговых 1,2 и дискретных 3,4,5,6 сигналов связаны с входами коммутатора измерительных сигналов 7, один из выходов которого связан с входом аналого-цифрового преобразователя 8, а второй выход связан с одним из входов счётно-рещающего блока 9, второй вход которого связан с выходом аналого-цифрового преобразователя 8, а выход связан с входом блока управления и записи сигналов 10, выход которого связан с входом накопителя измерительной информации 11.
В качестве датчиков аналоговых сигналов 1,2 в предлагаемом устройстве может использоваться преобразователь измерительный типа ЭП2716 3.
Датчики релейных сигналов 3,4,5,6 выполнены из элементов серийно выпускаемых промышленностью, конструктивно
могут быть выполнены аналогично модулю гальванически развязанных входов дискретных сигналов, многофункциональной системы управления и обеспечения безопасности тягового подвижного состава(АСУБ «Локомотив) 4.
Коммутатор измерительных сигналов 7, может быть построен на базе микросхем типа КР590 (КН2 - КН10), серийно выпускаемых отечественной промышленностью, выполняющих функцию аналогового ключа 5.
В качестве аналого-цифрового преобразователя 8, может быть использована микросхема аналого-цифрового преобразователя типа К1113ПВ1, серийно выпускаемая отечественной промышленностью 5.
Счётно-решающий блок 9, может быть реализован на базе микропроцессорного комплекта типа: Intel 196, АТ89 и др., представляющих собой набор больших интегральных схем серийно вьшускаемых промышленностью, конструктивно может быть выполнен аналогично вычислительному устройству, электронного счётчика семейства «Темп б.
Блок управления и записи сигналов 10, может быть выполнен на базе микросхем прямого доступа к памяти (например, КР580ВТ57), серийно выпускаемых отечественной промышленностью 7 .
В качестве накопителя измерительной информации 11 в предлагаемом устройстве может использоваться устройство аналогичное используемому в семействе электронных счётчиков
«Темп, энергонезависимому запоминающему устройству реализованному на микросхеме флэш-памяти, серийно выпускаемой промышленностью б.
Устройство для регистрации режимов работы локомотива функционирует следующим образом.
После получения питания устройство начинает производить отсчёт времени, через коммутатор измерительных сигналов 7 контролировать состояние всех датчиков 1,2, , б, осуществлять математическую обработку сигналов, производить обмен информацией, с накопителем измерительной информации 11, при установке связи через интерфейс реализованный на базе протокола RS-232C - с внешней ЭВМ. Счётнорешающий блок 9 позволяет вычислять значения величин: общей работы дизеля за регистрируемый промежуток времени работы тепловоза; работы на каждой позиции контроллера машиниста за регистрируемый промежуток времени работы тепловоза; общее время работы дизеля за регистрируемый промежуток времени работы тепловоза. Результаты математической обработки сигналов заносятся в накопитель измерительной информации 11. Благодаря тому, что в накопитель измерительной информации 11 заносятся результаты математической обработки сигналов, объём накапливаемой информации значительно сокращается.
При нулевых значениях сигналов датчиков 1,2,3,4,5,6 в накопитель 11 заносится только значение общего времени работы дизеля за регистрируемый промежуток времени работы тепловоза. Объём памяти накопителя 11 позволяет в течение не менее 7 суток вести непрерывную запись всех регистрируемых величин. Интерфейс на базе протокола RS-232C позволяет производить считывание содержимого энергонезависимого запоминающего устройства во внещнюю ЭВМ, а также осуществлять сброс накопленной информации.
Источники принятые во внимание при составлении описания:
1.A.M. Костромин, В.В. Шидловский, Г.И. Буханевич, С.А. Чулак, В.М. Шарлай. Устройства и методы измер(ргя и регистрации режимов работы тепловоза в процессе эксплуатации. Межвузовский сборник научных статей. «Оптимизация управления и совершенствования узлов локомотивов. БелЛИИЖТ, Гомель1979.
2.К.Р. Захаров, Н.Н. Киров, . Миляева. Применение ИИС К20 для исследования режимов работы тепловозов с записью информации на магнитной ленте. Труды института
«Совершенствование тяговой передачи тепловозов и путевых машин, ВНИТИ, Коломна, 1982.
3.С.И. Ким, Ю.В. Бабков, Микропроцессорная система управления электропередачей тепловоза, «Локомотив, №12., 1997.
4.О.М. Котов. Автоматизированная многофункциональная система управления локомотивом. «Современные технологии автоматизации, №4., 1998.
5.Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник/ С.В. Якубовский, Л.И. Ниссельсон, В.И. Кулешова и др., под ред. С.В. Якубовского. - М.: Рдио и связь, 1990.
6.Ю.Ф. Рубцов. Методологические основы создания элементов систем учёта и управления потребления энергоресурсов. «Приборы и системы управления  стр. 36, №6, 1999.
7.Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Справочник. В 2 т./В.-В.В.Абрайтис, Н.А.Аверьянов, А.И.Белоус и др.; Под ред. Б.А.Шахнова. М.:Радио и связь, 1988. - Т.1. - 368 с.: ил.