12.5 Контрольные вопросы
1. Виды испытаний ТЭД?
2. Дайте характеристику метода непосредственного нагружения?
3. Метод взаимной нагрузки: плюсы и минусы?
4. Виды испытательных станций их плюсы и минусы?
5. Какие потери компенсируют статические преобразователи ЛП и ВДП в процессе испытания ТЭД?
6. Из каких основных узлов состоит станция испытания ТЭД на статических преобразователях?
7. С какой целью ослабляют поле машины работающей в режиме генератора при испытании ТЭД?
8. Поясните принцип действия автоматизированной системы управления испытаниями ТЭД?
Практическая работа №13
БОРТОВЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ
Цель работы: изучить конструкцию, назначение и принцип действия бортовой системы контроля температуры узлов подвижного состава.
13.1 Общие положения
БСКТ аппаратно-программный комплекс, предназначен для непрерывного контроля подшипниковых узлов в период эксплуатации локомотива и предупреждения машиниста о нагреве подшипниковых узлов выше критической отметки. БСКТ позволяет: производить контроль нагрева подшипниковых узлов и запись информации о состоянии контролируемых узлов во время движения локомотива; передавать информацию о перегреве узла в экстренном порядке, а также предоставлять информацию о нагреве узлов по запросу машиниста; передавать накопленную информацию дежурному по депо и в локальную сеть депо для дальнейшей обработки и использования.
Бортовая система контроля подшипниковых узлов предназначена для использования на локомотивах типа ВЛ10, ВЛ80, ЧС2, ЭР2. Для каждого из указанных типов локомотивов предусмотрена световая и звуковая сигнализации при срабатывании системы, а также регистрация критических ситуаций на съёмном накопителе системы.
Для всех типов локомотивов применяются термодатчики типа DS-1820, количество термодатчиков для локомотивов типа ВЛ10 и ВЛ80 составляет 50 штук на локомотив, для локомотивов типа ЧС2 и ЭР2-43 штуки на локомотив. Схема соединения термодатчиков параллельная, рабочий диапазон температур составляет от -40 до +120°С. Для удобства использования системы в кабине машиниста предусмотрена индикация контроля работоспособности БСКТ.
Мощность, потребляемая от сети при номинальном напряжении не более 50 Вт, время установления рабочего режима не более 2 минут.
13.2 Устройство и работа бскт
БСКТ представляет собой аппаратно-программный комплекс для непрерывного контроля и предупреждения машиниста о нагреве подшипниковых узлов выше критического значения. В процессе работы БСКТ не требует вмешательства машиниста, при возникновении критической или аварийной ситуации для привлечения внимания машиниста подаётся звуковой и световой сигнал с одновременным выводом на экран соответствующего сообщения. БСКТ позволяет контролировать параметры интенсивности нагрева подшипниковых узлов с выводом результата на терминальный модуль. В подсистеме измерения температуры используется метод разности температур, преимуществом которого является независимость контролируемой величины нагрева узла от температуры окружающего воздуха.
На рисунке 13.1 приведена схема взаимодействия составляющих БСКТ.
Питание БСКТ осуществляется от бортовой сети локомотива. Внутри терминального модуля находится встроенный источник питания, обеспечивающий заданными значениями напряжения отдельные узлы БСКТ. Температурный модуль осуществляет непосредственную связь с термопреобразователями. Общее управление, обработка результатов осуществляется с терминального модуля. Для обмена информацией между модулями подсистемы и взаимодействия ее составных частей используется кабель - витая пара.
В момент включения выключателя управления машиниста подается питание от бортовой сети локомотива на встроенный источник питания. Он начинает питать температурный модуль. Температурный модуль производит опрос термопреобразователей на предмет их наличия, работоспособности, местоположения и далее с периодичностью 2,5 сек. опрашивает термопреобразователи об их состоянии (температуре).
Рисунок 13.1 – Структурная схема БСКТ
Далее происходит настройка всей подсистемы в целом. В момент настройки терминальный модуль по линии интерфейса RS-485 (CANopen) опрашивает все температурные модули на наличие их в подсистеме и получает информацию обо всех подключенных термопреобразователях. В дальнейшем происходит обмен информацией между терминальным модулем и температурным модулем.
Во время опроса терминальный модуль постоянно сравнивает температуру каждого термопреобразователя с температурой окружающего воздуха. В случае если разница температур достигает критического значения, на терминальный модуль выдает звуковое и световое предупреждение, а на дисплей терминального модуля выводится место нахождения перегретого подшипника. Места установки датчиков температуры показаны на рисунке 13.2.
Управление БСКТ осуществляется при помощи клавиатуры, расположенной на передней панели терминального модуля.
Рисунок 13.2 – Места установки датчиков температуры
Терминальный модуль представляет собой устройство, предназначенное для:
– отображения информации БСКТ, в том числе при достижении критической температуры.
– питания элементов системы БСКТ (самого терминального модуля, а так же температурного модуля).
– управления всей системой БСКТ.
Рисунок 13.3 – Общий вид терминального модуля
Терминальный модуль представляет собой блок, работающий от напряжения бортовой сети локомотива в диапазоне 48±12 В. Обмен информацией терминального модуля с температурным модулем осуществляется по протоколу стандарта RS-485 (CANopen). Конструктивно модуль выполнен в виде блока с габаритными размерами : 80*168*100 мм. На лицевой панели расположен жидкокристаллический дисплей и клавиши управления БСКТ, на задней стенке разъем интерфейса RS-485 (CANopen), питание 48±12 В и питание 12±2 В.
Условия эксплуатации в составе терминального модуля:
– Температура окружающей среды для рабочего состояния – от - 5 С до +55 С.
– Температура окружающей среды для нерабочего состояния - от – 25 С до +55 С.
Терминальный модуль состоит из следующих частей:
– базовый модуль;
– блок питания;
– плата дисплея;
– плата клавиатуры;
– кросс-плата.
Структурная схема терминального модуля изображена на рисунок 13.4
Рисунок 13.4 – Структурная схема терминального модуля.
Температурный модуль представляет собой устройство, предназначенное для:
– идентификации термопреобразователей;
– получения данных термопреобразователей;
– передачи блока данных по запросу терминального модуля.
Температурный модуль представляет собой устройство, работающее от стабилизированного напряжения постоянного тока 12 В, которое выдает стабилизатор напряжения терминального модуля. Информационная связь между температурным модулем и терминальным модулем осуществляется по протоколу RS-485 (CANopen). Конструктивно блок выполнен в корпусе с габаритными размерами: 194*250*44 мм. На двух торцевых стенках установлены разъемы, один для подключения к терминальному модулю, второй для подключения к линии MicroLan .
Условия эксплуатации в составе БСКТ:
– Температура окружающей среды для рабочего состояния – от-5 С до +55 С.
– Температура окружающей среды для нерабочего состояния - от – 25 С до +55 С.
Модуль измерения температуры состоит из следующих частей:
– базового модуля;
– блока разъемов;
Общий вид блока температуры приведен на рисунке 13.4.
Рисунок 13.4 – Общий вид температурного модуля.
Термопреобразователи предназначен для измерения температуры объекта. Основой служит датчик DS-1820, который помещен в герметичный корпус, необходимый для защиты самого датчика и его крепежа в месте установки.
Условия эксплуатации в составе БСКТ:
Температура окружающей среды для рабочего состояния – от - 35 С до +55 С.
Температура окружающей среды для нерабочего состояния - от – 35 С до +55 С.
Общий вид датчика в корпусе представлен на рисунке 13.5.
Рисунке 13.5 – Датчик температуры в корпусе.
Монтаж БСКТ осуществляется согласно конструкторской документации поставляемой производителем. На рисунке 13.6 приведена схема подключения БСКТ для локомотивов с двухосными тележками, а на рисунке 13.7 схема подключения БСКТ для локомотивов с трехосными тележками.
Рисунок 13.6 – Схема подключения БСКТ и название
термопреобразователей для локомотивов с двухосными тележками.
Рисунок 13.7 – Схема подключения БСКТ и название
термопреобразователей для локомотивов с трехосными тележками.
После включения БСКТ начинается режим автоматической настройки системы, включающий прогон внутренних тестов и проверку целостности системы, определения количества термопреобразователей. На дисплее терминального модуля выводиться сообщение:
БСКТ
НАСТРОЙКА
После окончания режима автоматической настройки (если все устройства работают нормально) на дисплеи выводится сообщение:
СОСТОЯНИЕ КОНТРОЛИРУЕМЫХ УЗЛОВ В
НОРМЕ
Дополнительной настройки БСКТ не требуется – подсистема готова к работе.
Техническое обслуживание БСКТ проводиться с целью обеспечения нормальной работы БСКТ в течении его эксплуатации. Техническое обслуживание БСКТ сводиться к соблюдению правил эксплуатации, хранения, транспортирования, изложенных в данном описании:
проверка работоспособности БСКТ – ТО-2, ТО-3;
проверка работоспособности терминального модуля – ТР1;
проверка работоспособности температурного модуля – ТР1;
проверка состояния сварного шва на опоре термопреобразователя, осмотр термопреобразователя – ТР-3;
проверка целостности распределительных коробок на тележках – ТР-3, КР;
проверка состояния контактов разъемов от тележек на кузов – ТР-3, КР;
проверка сопротивления изоляции электрических цепей на клеммой рейке - КР;
периодическая калибровка БСКТ.
Проверка работоспособности БСКТ.
Включить БСКТ. Начнется режим автоматической настройки БСКТ, включающий прогон внутренних тестов и проверку целостности подсистемы. При включении БСКТ на дисплее терминального модуля появиться сообщения:
БСКТ
НАСТРОЙКА
По включению БСКТ необходимо убедиться в наличии звукового и светового сигнала на терминальном модуле. Дождаться окончания настройки и конфигурирования. По окончанию настройки на дисплее терминального модуля должно появиться сообщение:
СОСТОЯНИЕ КОНТРОЛИРУЕМЫХ УЗЛОВ В
НОРМЕ
В случае появления на дисплее терминального модуля другого сообщения проверка работоспособности БСКТ прекращается. В журнале технического состояния локомотива (формы ТУ-152) делается запись о неисправности БСКТ с занесением последнего сообщения выводимого на дисплее терминального модуля.
Для продолжения проверки необходимо нажать клавишу «Start» на клавиатуре терминального модуля. На дисплее появиться сообщение:
БСКТ
ВЫБОР СЕКЦИИ ПРОСМОТР МЕТРОЛОГИЯ
Клавишами “↑” ”↓” на клавиатуре терминального модуля выбрать пункт «ВЫБОР СЕКЦИИ» и нажать клавишу «Start». На дисплее появиться сообщение позволяющее выбрать номер секции. При помощи клавиш “↑” ”↓” на клавиатуре терминального модуля выбираем необходимый номер секции и нажимаем клавишу «Start». На дисплее терминального модуля появиться сообщение «СЕКЦИЯ ВЫБРАНА». Нажимаем клавишу «Start» и переходим к следующему пункту меню:
КМБ - 1
КМБ - 2 КМБ - 3 КМБ - 4
Клавишами “↑” ”↓” на клавиатуре терминального модуля выбрать пункт «КМБ - 1» и нажать клавишу «Start». На дисплее терминального модуля появиться сообщение:
БСКТ
ВЫБОР СЕКЦИИ ПРОСМОТР МЕТРОЛОГИЯ
Клавишами “↑” ”↓” на клавиатуре терминального модуля выбрать пункт «ПРОСМОТР» и нажать клавишу «Start». На дисплее терминального модуля появиться сообщение:
ТЕМПЕРАТУРА
ПЕРЕГРЕВ
Клавишами “↑” ”↓” на клавиатуре терминального модуля выбрать пункт «ТЕМПЕРАТУРА» и нажать клавишу «Start». На дисплее терминального модуля появиться сообщение (в зависимости от типа локомотива с двухосными или трёхосными тележками):
КМБ – 1 ТВ=023
ЛБ=024
ПБ=024 ЛМЯП=024
ПМЯП=024 ЛМОП=024
ПМОП=024
КМБ – 1 ТВ=023
ЛБ=024 ПБ=024
ОП=024 ЛМЯП=024
ПМЯП=024 ЛПМШ=024
ППМШ=024
В данном сообщении в первой строке выводиться номер секции, номер КМБ и температура воздуха. В последующих строчках данного сообщения выводиться названия термопреобразователей (в зависимости от места установки) и измеренная ими температура соответствующих узлов.
В случае появления на дисплее терминального модуля другого сообщения проверка работоспособности БСКТ прекращается. В журнале технического состояния локомотива (формы ТУ-152) делается запись о неисправности БСКТ с занесением последнего сообщения выводимого на дисплее терминального модуля.
Нажатием клавиши «Start» выходят в главное меню и производят проверку состояния термопреобразователей КМБ – 2, КМБ – 3 и КМБ – 4. В случае соединения БСКТ по системе многих единиц производят проверку всех секции и всех КМБ.
По окончанию проверки работоспособности БСКТ делается запись в журнале технического состояния локомотива формы ТУ-152, с указанием техничесого состояния БСКТ.
Проверка работоспособности терминального модуля.
Произвести внешний осмотр терминального модуля. Проверить наличие маркировки предусмотренной конструкторской документацией. Проверить отсутствие механических повреждений, трещин на дисплее, надежность крепления самого терминального модуля к пульту машиниста.
Включить БСКТ. Если по включению БСКТ на терминальном модуле не происходит срабатывание звукового и светового сигнала, на дисплее терминального модуля не выводятся ни каких сообщений, то необходимо отсоединить сетевой кабель от терминального модуля. Затем проверить напряжение бортовой сети (диапазон от 36 до 60 В постоянного тока). Если напряжение бортовой сети находиться в необходимом диапазоне, то необходимо проверить сетевой предохранитель, который находиться на задней панели терминального модуля. Если и предохранитель и напряжение бортовой сети находиться в норме, но включение БСКТ не происходит, то необходимо произвести замену всего терминального модуля.
В случае нормального включения терминального модуля (или после замены на новый терминальный модуль) производим проверку все подсистемы БСКТ согласно п. 3.3.1. Если проверка подсистемы БСКТ согласно п. 3.3.1 дает положительные результаты, то считаем терминальный блок работоспособным.
В завершении произвести очистку корпуса терминального модуля от грязи и пыли мягкой тряпкой или щеткой, а затем необходимо произвести протирку лицевой панели (мягкой фланелью, смоченной водным раствором моющих средств).
Проверка работоспособности температурного модуля.
Произвести внешний осмотр температурного модуля. Проверить наличие маркировки предусмотренной конструкторской документацией. Проверить отсутствие механических повреждений, надежность крепления крышки температурного модуля, надежность крепления температурного модуля к стенке шкафа аппаратуры, находящегося в кабине машиниста.
Включить БСКТ. Начнется режим автоматической настройки БСКТ, включающий прогон внутренних тестов и проверку целостности подсистемы. При включении БСКТ на дисплее терминального модуля появиться сообщения:
БСКТ
НАСТРОЙКА
По включению БСКТ необходимо убедиться в наличии звукового и светового сигнала на терминальном модуле. Дождаться окончания настройки и конфигурирования. По окончанию настройки на дисплее терминального модуля должно появиться сообщение:
СОСТОЯНИЕ КОНТРОЛИРУЕМЫХ УЗЛОВ В
НОРМЕ
В случае появления на дисплее терминального модуля сообщения:
НЕ
НАЙДЕНЫ МОДУЛИ
КОНТРОЛЯ
СОСТОЯНИЯ УЗЛОВ
Необходимо произвести проверку кабеля, соединяющего терминальный модуль с температурным модулем.
После замены или в случае нормального определения температурного модуля производим проверку все подсистемы согласно пункта 3.3.1. В случае положительных результатов проверки БСКТ считаем, что температурный модуль полностью исправен.
В завершении произвести очистку корпуса температурного модуля от грязи и пыли мягкой тряпкой или щеткой, а затем необходимо произвести протирку мягкой фланелью, смоченной водным раствором моющих средств.
Проверка состояния сварного шва на опоре термопреобразователя.
Проверить надежность крепления опоры термопреобразователя к подшипниковому щиту. Проверить сварочный шов на опоре термопреобразователя и надежность крепления термопреобразователей к опоре.
В случаи наличия об неисправности термопреобразователя записи в журнале технического состояния локомотива ТУ-152 произвести замену данного термопреобразователя. Для этого необходимо:
определить по схеме установки термопреобразователей (11ДК 667528.001 Э7) разветвительную коробку, через которую производиться подключение неисправного термопреобразователя;
отсоединить термопреобразователь в точках крепления металлорукова и от опоры термопреобразователя;
ключом № 10 открыть крышку разветвительной коробки термопреобразователя;
записать при помощи тестера MicroLAN (11ДК 421415.006) место установки нового термопреобразователя;
торцевым ключом № 7 в разветвительной коробке отсоединить неисправный термопреобразователь и заменить на новый;
закрыть разветвительную коробку крышкой, предварительно закрепив на болте крышки экранный вывод – наконечник под болт с нижней стороны крышки;
закрепить металлорукав термопреобразователя в точках крепления, а сам термопреобразователь на опоре.
Проверить надежность крепления разветвительных коробок к рамам тележек локомотива. Проверить надежность крепления крышки разветвительной коробки.
Проверить места пайки проводов к разъемам, отсутствие обрывов проводов в местах крепления. Проверить целостность и зачистить контакты разъемов.
Перед проверкай сопротивления изоляции необходимо отсоединить кабели между температурным модулем и терминальном модулем, между температурным модулем и термопроебразователями. Соединить вместе контакты термопреобразователей и произвести измерения сопротивления изоляции между контактами термопреобразователей и корпусом локомотива. Соединить вместе контакты линии RS-485 (или CANopen). Проозвести измерения сопротивления изоляции между соединенными вместе контактами линии RS-485 (или CANopen) и корпусом локомотива.
Измеренное сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм.
После проверки сопротивления изоляции произвести соединение кабелей с модулями и произвести проверку работоспособности БСКТ .
Периодическая калибровка БСКТ.
При периодической калибровке демонтируются все термопреобразователи, температурный и терминальный модуль. Произвести проверку всех кабелей, в случае неисправности произвести замену. Термопреобразователи разобрать полностью. Находящийся внутри датчик температуры DS 18S20 извлечь и отправить на периодическую калибровку. Вновь приобретенные или заново откалиброванные датчик температуры DS 18S20 установить внутрь термопреобразователя. Собрать БСКТ согласно схеме эклектической 11ДК 667528.001 Э6 и произвести калибровку БСКТ согласно методике калибровки 11ДК 667528.001 МК. После калибровки БСКТ устанавливают на локомотив.