автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Разработка АРМ пункта комплексной диагностики локомотивов для опорного депо

Харьковская государственная академия ^ железнодорожного транспорта

На правах рукописи

ПУЗЫРЬ Владимир Григорьевич

УДК 629.472: 629.424.1

РАЗРАБОТКА АРМ ПУНКТА КОМПЛЕКСНОЙ

ДИАГНОСТИКИ ЛОКОМОТИВОВ ДЛЯ ОПОРНОГО

ДЕПО

05.22.07- подвижной состав железных дорог и тяга поездов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических паук

Харьков -1996

Работа выполнена на кафедре "Эксплуатация и ремонт

железнодорожного транспорта.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Эдуард Давидович Тартаковский. Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Виталий Андреевич Федорец. - кандидат технических наук, доцент Андрей Валериевич Погребняк

Ведущая организация - Главное управление локомотивного хозяйства Государственной администрации железных дорог Украины.

^Защита состоится " ишил^ 1996 г. в

"Ь (3"' & ^¿¿е-1>Г на заседании специализированного совета

Д.02.15.01 при Харьковской государственной академии железнодорожного транспорта.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: Украина, 310050, г. Харьков, пл. Фейербаха 7.

подвижного состава" Харьковской государственной академии

Автореферат разослан 1996 г.

Ученый секретарь

специализированного сове1 к.т.н., доцент

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Одним из направлений повышения эксплуатационной надежности локомотивов является совершенствование технологии технического обслуживания, диагностирования и ремонта. Приказом УЗ №187Ц от 19.12.1995г. отмечено, что использование средств диагностирования локомотивов при ремонте пе находит широкого применения на сети дорог Украины и поставлена задача первостепештого их внедрения с учетом механизации и автоматизации технологических процессов.

В настоящее время разработаны методы диагностирования отдельных узлов и агрегатов локомотивов и конструкции приборов для их реализации, обосновываются методы расчета мощности участков обслуживания и пунктов диагностики с учетом неравномерности поступления локомотивов в депо. Однако в них недостаточно отражено использование современных средств информационного обеспечения технологических процессов обслуживания и ремонта локомотивов, использование средств диагностики и ПЭВМ. В этой связи представляется важным определение мощности комплекса технических средств (КТС) информационного обеспечения технологических процессов обслуживания и ремонта локомотивов с использованием современных вычислительных устройств на базе разработки АРМ пункта комплексной диагностики Т1КД) локомотивов для опорных депо.

Данная работа является составной частью исследований кафедры ЭРПС ХарГАЖТ, выполняемых совместно с Главным управлением локомотивного созяйства "Укрзал1знищ" по направлениям и проблемам развития отрасли согласно приказа УЗ №94Ц от 24.05.95, а также с Главным управлением научно-технической политики, промышленности и сертификации Министерства транспорта Украины и Госстандартом в рамках Государственной программы эазвития системы сертификации продукции на 1996-1997 годы согласно постановления КМ №849 от 20.10.95.

Цель и задачи диссертации. Целью работы является улучшение технического состояния парка локомотивов путем совершенствования информационного обеспечения технологических процессов обслуживания, диагностирования и ремонта в опорном депо и определения мощности комплекса технических средств для создания АРМ ПКД.

В связи с поставленной целью возникает необходимость решения следующих задач:

• разработка методики расчета мощности (КТС) информационного обеспечения обслуживания, ремонта и диагностирования локомотивов;

• разработка алгоритмов и программ, реализующих методику расчета КТС информационного обеспечения;

• разработка алгоритмов и программ для АРМ КТС информационного обеспечения технологических процессов;

• разработка и совершенствование методов и средств диагностирования технического состояния локомотивов.

Методика исследования. Методической основой исследования явились

положения теории вероятностей, математической статистики, теории массового обслуживания. Экспериментальные исследования и внедрение результатов проводилось в опорном локомотивном депо Львовской железной дороги.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• разработаны модели функционирования информационных потоков о техническом состоянии локомотивов в депо;

• получены аналитические зависимости и построены номограммы основных качественных и количественных показателей, характеризующих мощность КТС информационного обеспечения ТП;

• разработана методика расчета мощности КТС для информационного обеспечения обслуживания, диагностирования и ремонта локомотивов.

Практическая ценность. Разработанная методика, реализованная на ЭВМ типа ШМ, и полученные на ее основании аналитические зависимости и номограммы позволяют оперативно определять параметры, характеризующие мощность КТС информационного обеспечения технологических процессов обслуживания, ремонта и диагностирования локомотивов. Разработаны алгоритмы и программы для функционирования АРМ для КТС информационного обеспечения. Разработаны и созданы стационарные и переносные средства технического диагностирования, которые использованы для оснащения ПКД опорного локомотивного депо Ковель Львовской ж.д. Разработаны варианты создания АРМ типового пуикта комплексного диагностирования тепловозов для железных дорог Украины

Реализация работы. Результаты исследований использованы:

• при подготовке рекомендаций по совершенствованию технического содержания локомотивного парка, утвержденных приказом УЗ №187Ц от 19.12.95;

• при подготовке государственной программы по созданию системы сертификации в части организации органов и центров по сертификации железнодорожного транспорта;

• при внедрении технологии информационного обеспечения диагностирования тепловозов в локомотивном депо Ковель Львовской ж.д.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались автором на научно-технических конференциях ХарГАЖТ (ХИИТ, 1988-1994г.), международной научно-практической конференции "Работа локомотивного хозяйства железных дорог в рыночных условиях"(Брест,1995). Полностью диссертация докладывалась на расширенном заседании кафедры "Эксплуатация и ремонт подвижного состава" ХГАЖТ (1995), на научно-техническом совете Харьковского органа по сертификации ж.д. транспорта (1995 г.).

Публикации.. Материалы диссертации опубликованы в 8 печатных работах, использованы при подготовке 4-х научно-исследовательских отчетов, получено авторское свидетельство на изобретение.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем составляет 185 страниц, в т.ч. 96 страниц основного машинного текста, 28 рисунков, 12 таблиц, списка литературы, включающего 126 наименований библиографий и 45 страниц приложений.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы и приведена краткая аннотация работы, сформулирована цель и задача диссертации.

Глава 1 посвящена анализу системы обслуживания и ремонта магистральных локомотивов и условий их эксплуатации. Проведен анализ основных положений системы технического содержания и показано, что совершенствование существующей системы производится в основном за счет корректировки стратегии, изменения цикличности и периодичности технических обслуживании и текущих ремонтов без существенной корректировки технологии обслуживания и диагностирования. Изучение вопросов совершенствования конструкции и надежности локомотивов, оптимизации системы ТОР локомотивов проводится в ряде вузов и научных организациях под руководством: В .Д. Кузьмича, И.П.Исаева, В.А.Четвергова, В.В.Стрекопытова, Е.Е.Коссова,

A.И.Володина, Е.С.Павлоаича, А.Л.Голубенко, Т.Ф.Кузнецова, В.А.Федорца,

B.Н.Каи1никова, Э.Д.Тартаковского, В.Л.Феоктистова, Просвирова Ю.Е, Скуева В.Б. и др.

Анализ и обзор исследований показал, что теоретические и экспериментальные работы проводились в основном по нескольким направлениям: изучались надежность локомотивов как в целом, так и по составляющим элементам; разрабатывались методы расчета пропускной способности устройств ло-

комотивного хозяйства; исследовались возможности получения диагностической информации о состоянии локомотива и алгоритмы ее обработки; рассматривались пути оптимизации системы ТОР, включая и нормы межремонт-пых пробегов;. Ранее кафедрой ЭРПС ХИИТа были разработаны и утверждены ЦТ МПС технические требования на типовым пункт технической диагностики, базирующийся на разработках ВНИИЖТа, ПКБ ЦТ МПС, ХИИТа, ОмИИТа, РИИЖТа, МИИТа, ЛИИЖТа, ДИИТа, БелИИЖТа, ВНИТИ, Та-шИИТа и др. организаций.

В укачанных работах не нашло достаточного отражения представление о локомотиве, как о носителе значительного объема информации, которую необходимо автоматизировано обрабатывать в условиях депо. В соответствии с вышеуказанным сформулированы цель и задачи настоящей диссертации.

В гласе 2 проведена оценка локомотива, как источника информации, нуждающейся в обработке в условиях депо, определены возможные потоки информации (включая диагностическую), возникающие в системе обслуживания и ремонта локомотивов, предложена модель функционирования комплекса технических средств информационного обеспечения обслуживания и ремонта локомотивов с диагностикой.

Управление техническим содержанием локомотивов основывается на принятии решений в условиях неопределенности и включает организацию контроля их состояния. При достаточно жестких вертикальных связях в существующей системе управления локомотивным парком для принятия решений необходимо наличие множества форм документации, являющейся носителем информации как о конкретном локомотиве, так и о парке в целом. Быстрое развитие средств обработки и передачи данных, сопровождающееся значительным их удешевлением и доступностью, создает предпосылки для внедрения их в локомотивном хозяйстве.

Для обработки информации о техническом состоянии и условиях работы локомотива представляется возможным оснащение депо КТС, в состав ко-

торых может входить единый процессорный блок для обработки и хранения информации, а также ряд терминалов, функционирующих в виде АРМ, для информационного обеспечения отделов, участков и конкретных специалистов депо (рисунок 1). В существующий КТС включено создание пункта комплексной диагностики для значительного увеличения, повышения объективности и достоверности первичной информации о техническом состоянии локомотивов.

Рисунок 1 Состав КТС информационного обеспечения ТО и ТР локомотивов с диагностикой Исследованиями кафедры ЭРГТС ХГАЖТа показано, что определить параметры функционирования такого комплекса представляется возможным, применив математический аппарат теории массового обслуживания (ТМО). Действительно, приняв в качестве обслуживающего прибора процессорный олок, а в качестве заявок на обслуживание - запросы от терминалов с требованием поиска, обработки или хранения, информации можно представить рассматриваемый комплекс в виде двухприоритегной СМО с ожиданием с прерыванием обслуживания с учетом возможного отказа обслуживающего прибора.

Требования, имеющие две категории срочности, поступают в систему по закону Пуассона с параметрами X и Л, и не покидают ее, пока не будут обслужены. Приоритетом более высокого уровня обладают требования, поступающие от терминала дежурного по депо (ТЧД), остальные терминалы обращаются к системе с требованиями без приоритета. Дисциплина очереди РСРЗ (первой будет обслужена заявка, поступившая раньше остальных), однако, если на обслуживании находится простое требование и в систему поступает приоритетное - текущее обслуживание прерывается, обслуживается срочное требование, и только после этого продолжается обслуживание простого тре-

Рисунок 2 Граф-модель состояний системы

бования.

Время обслуживания любого требования примем подчиняющимся закону Пуассона с интенсивностью ц . Надежность обслуживающего прибора в системе охарактеризуем как поток "сбоев" процессорного блока, время вос-

становления его работоспособности простейшими потоками с интенсивно-стями соответственно X гц /лх

Рассматриваемая система может находиться в одном из состояний Sabed, с соответствующими вероятностями Pabcd, где а - количество сообщений от терминалов с требованием выполнения задачи (в данной системе изменяется от 0 до 6); b - количество обращений от терминалов с требованием выполнения задач с приоритетом первого уровня (Ь принимает значения 0 или I); с - количество обращений от терминалов с требованием выполнения задач, которые поступили в момент занятости процессорного блока и находятся в стадии ожидания обслуживания (с изменяется от 0 до 5); d - признак работоспособности системы (d=0 - система работоспособна, d=l - система находится в стадии восстановления после "сбоя" или неисправности). В соответствии с граф-моделью состояний системы (рисунок 2) и с учетом того, что предельные вероятности существуют составлены уравнения Колмогорова относительно вероятностей состояний Pabcd.

= -(2 + 2, +А3)-/>оооо(Г)+МЛюо(0+-Рпоо(')) + /'1 -Лии (О

= -(2 + 2, + Л3 + м)- + fx-{Pmo{t) + Ршо{1)) + A-Pom(t) = -(2 + 2, +22 +/0- Р2СЮ(0 + м ■ (P,uo(f) + Лого (ОНЛ-Лооо (О = -(2+2, +лг +/0*р3020 (0 ■+ М ■ (Л 130 (0+Лозо (0)+Я • р2т (0 = -(Л + 2, + Л 2 + //) - Р4т (0 + /С (Р5140 (0 + Р53,3 (t)) + Л ■ Рзт (г) = -(Л+Л, +л2 +р)-РмО(о+р-Ры»(0+л-Рто(0 = -(л+я 2 + /0 • р1100 (о +■ я, ■ Р0000 (о = -(2+2, +р)-р2Ш(0+л-р1щ(0+л1 -pim(t)

- -(2 + 2, + ¿0 • Рзио (0 ■+ Л ■ Лно (0 + Я, • Р2010 (0 = -(Л + 2, + ц)■ Рта(О + 2• Р3120(í) + 2, • Р3020 (0 = -(2 + 2, + ц) ■ Р,м (0 + 2 ■ Р4Ш (*) + 2, • />4030 (0 = ~(Лг +М)-Рбио(0 + Л-Р5т(0 + Л, -P¡m(t) = " ^0001 (0 + Л г -(Р0ООО (0 + (/) +

^2010 (0 + 1*3020 (0 +

(0 + Р I10Ü (0+ (0 + 1 3)20 (0+ (0 +

)+p«,J»(í))

' 0001 +Л<

При решении системы уравнений одно из них заменяется на условие нормировки

¿■¿•¿•¿•^,(0=1

0-0 О с=0 d=G

Характеристики внешней эффективности функционирования системы определяются по аналитическим зависимостям, полученным в диссертации.

Для систем обработки информации одним из наиболее важных показателей является среднее время реакции (отклика) на задание. Определим его как произведение величины обратной интенсивности обслуживания процессорного блока на сумму вероятностей нахождения системы в состоянии "занятости" с учетом возможного "сбоя" или ремонта и соответствующей интенсивности восстановления

К +^3020 +^3120 + ^150)+Т" '^0001

и И\

Пропускная способность - среднее число задач, выполненных за единицу времени - можно выразить как произведение суммарной интенсивности входного потока задач на величину, обратную вероятности отказа Ротк, которая определяется суммой вероятностей пограничных состояний системы. Таким образом

А = (Л+^)\ 1 -(р^ + р^+р^)'

Среднее число задач в ожидании обработки можно выразить как сумму вероятностей состояний, при которых возможно образование очереди задач

Г = Ц<м\ +^2110(-РШ) + -^3120) + 3' + ^413о) (^»Ю + ^51«) -^6130

Предельные вероятности состояний Pabcd и характеристики эффективности функционирования исследуемого комплекса рассчитаны на ЭВМ типа IBM по специально разработанной программе в среде PC MatLAB Предварительный анализ результатов показал, что среднее время реакции системы

при постоянной интенсивности обслуживания находится в пределах го =0,2 -0,65. При интенсивности входного потока простых задач Л =1,5 время реакции системы не зависит от увеличения интенсивности срочных заданий Л, и практически остается постоянным. Пропускная способность системы с увеличением интенсивности входных задач Л линейно возрастает. Угол наклона зависит от Л, прямо пропорционально. Среднее число заданий в очереди при различных значениях интенсивности их поступления остается постоянным при интенсивности обработки /л >6.

Для оценки внешней эффективности функционирования системы предложены критерии приведенной интенсивности обслуживания задач р =(Л + Л,) /ц и приведенной интенсивности восстановления системы = Л з . По результатам моделирования получены объемные номограммы характеристик внешней эффективности (рисунок 3), которые положены в основу методики расчета и проектирования АРМ ПКД , оснащения его КТС и диагностическим оборудованием.

В главе 3 приведены результаты экспериментальных работ, направленных на создание КТС информационного обеспечения обслуживания и ремонта локомотивов в опорном депо Ковель, для которого на протяжении ряда лет разрабатывалось соответствующее программное обеспечение АРМ ПКД. Созданные при этом информационные массивы предназначены для хранения и анализа следующих сведений о локомотивах приписного парка:

• причины заходов на неплановые ремонты;

• характер неисправностей в эксплуатации;

• наработка локомотива и его узлов от постройки и всех видов ремонтов;

• результаты обмера колесных пар.

Такая структура исходных данных позволила решать ряд задач краткосрочного планирования постановки локомотивов на ремонты; прослеживать динамику износа колесных пар и заранее планировать постановку локомоти-

вов на их обточку; учитывать техническое состояние локомотивов при подготовке к сезонной эксплуатации.

Первоначальный опыт эксплуатации такой информационной системы в условиях локомотивного депо наряду с определенными достоинствами выявил и ряд недостатков. Главным из них является фактор информационного "голода", т.е. частная информационная система, состоящая из одного АРМ в процессе функционирования теряет в эффективности от недостаточности информации, от неизбежного дублирования ввода. Частичное устранение такого недостатка видится возможным за счет создания нескольких АРМ локомотивного депо, связанных в единое информационное пространство аппаратными средствами.

Для депо Ковель был предложен проект такой системы и рассчитаны некоторые показатели ее функционирования.

Оценка внутренней эффективности системы определялась по известным методикам. Для сравнительного анализа расчет проводился по двум вариантам информационного обмена в системе (с общим процессорным блоком и на основе отдельных ЭВМ). При этом учитывались такие факторы, как интенсивность входного потока задач; коэффициент концентрации информационного потока; быстродействие процессорного блока и средняя трудоемкость программы. Расчет показал, что использование технических ресурсов системы при формировании КТС по сетевому принципу является более эффективным. Коэффициент загрузки при этом на 40% выше, чем при функционировании отдельных ЭВМ. Увеличение времени выполнения задачи и пребывания в системе составляет порядка 10-15% и может быть скомпенсировано увеличением быстродействия процессорного блока. Наиболее важным преимуществом такого построения системы является возможность дальнейшего наращи-вагагя КТС и интегрирования с другими системами.

Для оценки внешней эффективности по предложенной методике в качестве исходных данных для расчета принимались: интенсивности потоков об-

ращений к процессорному блоку Я и Л1 и отказов самого блока Л 2; потоков обработки задач //и восстановления работоспособности процессорного блока М\ • Пределы изменения Л а ¡л для проведения расчетов выбирались на основе обследований, проведенных в опорном депо Ковель, а также ранее проводимых кафедрой ЭРПС ХИИТа по ряду депо (таблицы 1, 2).

Таблица 1

Параметры входных потоков задач для модели

Вид требований Обозначение Пределы изменений

Простые задачи (ТО и ГР ло- Я 0,1-3,0

комотивов, ПКД и др.)

Приоритетные задачи (ТЧД) -Л1 1,0-5,0

Сбои обслуживающего прибо- я2 0,01 - 0,2

ра

Таблица 2

Параметры потоков обслуживания задач для модели

Вид обслуживания Обозначение Пределы изменений

Выполните простых и при- м 2,0 - 20,0

оритетных задач

Восстановление системы после 0,5 - 5,0

сбоя

По номограммам, полученным в главе 2, определены значения пропускной способности, времени реакции системы и среднего числа задач в очереди для опорного депо (при р =0,35 и />, =0,95) составившие соответственно 2,3 (задания/час); 0,26 (часа); 1,63 (задания). Анализ поведения поверхностей номограмм в расчетной области показал, что рассматриваемая система обладает определенным резервом пропускной способности, тем самым предоставляя

возможность увеличить объем информационного потока, который необходимо обрабатывать. Угол наклона поверхности номограммы пропускной способности к плоскости осей абсцисс превышает такой же показатель номо-храмм времени реакции системы и средней длины очереди. Так увеличение интенсивности входных потоков простых и срочных требований на 20% увеличивает пропускную способность на 17%. При этом время реакции системы и среднее число заданий в очереди также увеличивается, но порядок цифр составляет б - 8%.

На основании проведенных расчетов для депо Ковель рекомендовано дооснащение ПКД дополнительными устройствами получения информации о техническом состоянии локомотивов. Принятые за основу технические требования на типовьш пункт технического диагностирования ТПС позволили определить информационную емкость диагностических параметров тепловозов для использования в АРМ ПКД. Основные из них приведены в таблице 3.

Состав информационных параметров тепловозов при диагностировании и их

информационная емкость для АРМ ПКД.

Таблица 3

Измеряемый параметр Единица измерения Диапазон изменения Погрешность измерения, класс то-сти Информацион ная емкость, Байт

Температура теплоносителей: воды, масла, топлива, воздуха °С -50...200 кл.2 15 - наименование параметра 5 - значение

Температура выпускных газов дизеля и перед турбокомпрессором °С 0...800 0,6% 15 - наименование параметра 5 - значение

Давление вспышки по цилиндрам МПа 0...16 2% 15 - наим. параметра 4 - значение

Давление избыточное МПа 0...1,6 0,5% 15 - наимено-

воздуха, воды, масла, МПа 0-1,0 вание пара-

топлива выпускных МПа 0..Д6 метра

газов кПа кПа 0...160 0-6,0 5 - значение

Результаты спектраль- 20 байт на

ного анализа масла параметр

Частота вращения кот 1/с 0-16,7 0,1% 10 - на™, па-

ленчатых валов дизеля раметра 4 - значение

Частота вращения 1/с 0...500 0,1% 10 - наим. па-

турбокомпрессоров раметра 6 - значение

Угол опережения по- поворо- 0...360 0,5 10 - наим. па-

дачи топлива в цилин- та КБ раметра

дры 4 - значение

Постоянный ток А 0... 6000 10 - наим. параметра 5 - значение

Постоянное напряже- В 0...1000 кл. 0,5 10 - наим. па-

ние раметра 4 - значение

Сопротивление изоля- мОм 0...10 кл. 1,5 10 - наим. па-

ции раметра 4 - значение

Проблеме оснащения пунктов диагностики, обслуживающих и ремонт-

ных участков современными устройствами получения информации о техническом состоянии локомотивов посвящена глава 4 диссертационной работы.

Предварительный анализ неисправностей в эксплуатации и причин заходов на НР по опорному депо показал, что основная их часть приходится на дизель и его системы (до 70%), в меньшей степени на электрооборудование, экипажную часть и вспомогательное оборудование. На основании этого разработаны и предложены для оснащения АРМ ПКД ряд устройств диагностирования дизеля и его систем, а также системы автоматического регулирования мощности (САР) тепловоза.

Для оценки технического состояния цилиндро-поршневой группы тепловозного дизеля, как наиболее ответственного узла, при участии автора было

разработано устройство диагностирования ЦПГ тепловозного дизеля по величине мощности, затрачиваемой на его прокрутку (а.с. СССР № 1599693).

Принципиальная блок схема устройства представлена на рисунке 4. Устройство содержит датчик тока в электрической цепи прокрутки вала (1), датчик напряжения на клеммах источника тока (2), датчик ВМТ одного го цилиндров двигателя (3), датчик угла поворота вала двигателя (4), перемножитель сигналов (5), схему синхронизации (6), систему регистрации (7) и буфер обмена (8).

В основу принципа действия устройства положено измерение и точная привязка к углу поворота коленвала дизеля мгновегашй мощности стартер-генератора, которая затрачивается на прокрутку без подачи топлива. Величина давления сжатия в каждом из цилиндров дизеля при этом зависит от состояния ЦПГ и может служить диагностическим параметром для его оценки. Достоинством такого метода диагностирования является, прежде всего, его оперативность и малая трудоемкость. Устройство подключается только к электрической схеме тепловоза, датчики угла поворота и ВМТ легкосъемные, что предоставляет возможность при проведении диагностических операций быстрой проверки состояния ЦПГ и, при необходимости, локализовать место возможного дефекта. Наличие буфера обмена позволяет сохранять информацию об измерениях и передавать ее в АРМ ПКД по стандартному канату передачи данных.

Рисунок 4 Блок-схема устройства определения плотности ЦПГ

На кафедре ЭРПС ХГАЖТ при участии автора был разработан ряд переносных приборов диагностирования дизелей тепловозов и их систем на базе микропроцессорного контроллера серии 1816, в число которых входит:

• прибор для оценки технического состояния турбокомпрессоров;

• прибор для регулировки и настройки регуляторов частоты вращения (РЧО);

• прибор для определения угла опережения подачи топлива.

Указанные приборы предназначены для использовашщ как на ПКД так и на участках обслуживания ТО-2, ТО-3 и могут работать как в составе АРМ так и самостоятельно. Приборы оснащены универсальными источниками питания с автоматическим выбором входного напряжения, что позволяет использовать их на локомотивах любых серий. Использование микропроцессорного контроллера позволило изменить подход к созданию диагностических приборов такого класса и сместить направление разработки от аппаратного к программному. Кроме того, наличие внутренней памяти позволяет весьма эффективно использовать их совместно с программно-аппаратным комплексом АРМ ПКД. Представляется возможным результаты измерений переносить в память ЭВМ по каналу обмена данными.

Для оценки технического состояния системы автоматического регулирования (САР) передачи мощности тепловозов серии М62 предложено устройство безреостатной проверки и регулировки селективной характеристики, функциональная схема которого представлена на рисунке 5. Устройство состоит из трех блоков: блока питания и управления (1), блока преобразования (2) и блока измерения и индикации (3).

Блок питания и управления предназначен для организации питающих напряжений всех составных частей прибора и регулировки тока через обмотку управления амплистата возбуждения тепловоза. Входными разъемами прибор подключен параллельно обмотке ТПТ тепловоза и во время работы блок обеспечивает питающие напряжения для других блоков путем преобразования

и стабилизации переменного тока, протекающего через него и одновременно его

регулировку. Блок 2 предназначен для преобразования исходного аналогового сигнала в пропорциональное изменение выходной частоты, а также для генерации тактовых и стробирующих импульсов для блока измерения и индика-

тпт ,

5 1 1 * н._Ь 1 А 2 В 3

; 1 •

С 1 5 1 \=

1—

Рисунок 5 Блок схема устройства для проверки селективной характеристики

ции. Простота подключения к схеме тепловоза, малый вес и габариты, отсутствие необходимости в дополнительном источнике питания прибора и достаточно высокая точность измерений позволяют рекомендовать его для использования в технологическом процессе ремонта тепловозов. Возможном применением является:

• текущая проверка состояния САР мощности тепловоза как в процессе эксплуатации так и после ремонтов;

• накопление с помощью прибора статистической информации о состоянии САР мощности для более точного диагноза при постановке в ремонт.

Таким образом, предлагаемый АРМ ПКД должен базироваться на КТС, в состав которого входят следующие компоненты:

• аппаратное обеспечение организации ввода/вывода информации о состоянии локомотива обслуживающим персоналом ПКД в форматах текстовом и графическом;

• аппаратно-программное обеспечение работы в вычислительной сети локомотивного депо с параметрами быстродействия процессорного блока не

менее 50-103 оп/сек и средней трудоемкостью выполняемых программ 5-10? операций;

• программное обеспечение для ввода, накопления и анализа паспортных характеристик локомотивов приписного парка, их технического состояния в межремонтный период, диагностических параметров и результатов измерений;

• комплект необходимых устройств диагностир'овашя стационарного и переносного типов, обеспечивающих получение диагностической информации о локомотиве и ее. автоматизированный ввод по стандартным каналам обмена данными в память ЭВМ;

• необходимые подъездные пути и капитальные сооружения для размещения оборудования, обслуживающего персонала (в случае совмещения ПКД с постом реостатных испытаний с проведением необходимых природоохранных мероприятий).

Экономическая целесообразность АРМ ПКД для опорного депо подтверждается проведенным расчетом капитальных затрат при создании ПКД в оборотных депо, который показываег, что путем увеличения пропускной способности основного ПКД возможно сократить капитальные затраты по оборотным депо на 32,6%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненного исследования решена задача разработки АРМ пункта комплексной диагностики локомотивов для опорного депо.

При этом получены следующие выводы и результаты: 1. Предложена модель функционирования КТС информационного обеспечения обслуживания и ремонта тепловозов, базирующаяся на представлении его в виде системы массового обслуживания с простейшими входными потоками, двумя категориями срочности, экспоненциальным временем об-

служивания и возможностью отказа обслуживающего прибора. Разработана программа расчета на ЭВМ типа ШМ вероятностей состояний системы.

2. Получены аналитические зависимости определения показателей внешней эффективности функционирования информационного комплекса ТО и ТР локомотивного депо. Предложены номограммы их зависимости по критериям приведенной интенсивности выполнения задач и восстановления системы.

3. Разработана методика определения мощности КТС информационного обеспечения обслуживания и ремонта тепловозов, которая положена в основу проектирования АРМ ПКД и его оснащения. Получены интенсивности информационных потоков при обслуживании и ремонте тепловозов в опорном депо, на основании которых, по разработанной методике, определены значения времени реакции, пропускной способности и среднего числа заданий в очереди для КТС информационного обеспечения.

4. Сравнительный расчет параметров внутренней эффективности функционирования информационной системы для опорного депо показал, что более оптимальным является ее построение по сетевому принципу с общим процессорным блоком. При этом коэффициент за!-рузки вычислительного блока достигает 0,97.

5. Разработано АРМ ПКД для опорного депо и определены технические требования к его информационному обеспечению и экологической безопасности. Разработано соответствующее программное обеспечение для АРМ ПКД локомотивного депо. Определена информационная емкость диагностических параметров тепловозов для использования в АРМ ПКД.

6. Разработан ряд переносных и стационарных устройств для получения диагностической информации о техническом состоянии тепловозов, базирующихся на применении микропроцессоров с возможностью запоминания параметров и каналом межмашинного обмена диагностической информацией с основной ЭВМ АРМ ПКД.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Бутько Т.В., Пузырь В.Г., Каргаок В.А. Разработка моделей функционирования ремонтных участков тепловозов в депо с диагностикой. / "Совершенствование конструкции, технологии эксплуатации и ремонта подвижного состава" // Межвуз. сб. научн. тр. / ХИИТ,- Харьков, 1991

2. Бутько Т.В., Пузырь В.Г. Имитационное моделирование процессов технического обслуживания локомотивов в депо. // Межвуз. сб. научн. тр. / Харьков, ХИИТ , "Совершенствование конструкции, технологии эксплуатации и ремонта подвижного состава".-.с.51-55

3. Пузырь В.Г., Каленик Н.В. Информационное обеспечение корректировки технологических процессов ГО и TP локомотивов с диагностикой. // Межвуз. сб. научн. Тр. / Харьков, ХИИТ 1993, "Совершенствование конструкции, эксплуатации и ремонта подвижного состава "- с.78-82

4. Тартаковский Э.Д., Усгенко A.B., Пузырь В.Г. Основы автоматизации технического обслуживания, диагностирования и ремонта локомотивов. // Учебн. пособие - ч.Ш. - Харьков, ХИИТ, 1992

5. A.c. по заявке № 1599693 "Устройство для диагностирования цшшндро-порщневой группы двигателя с электрическим запуском" Тартаковский Э.Д., Климов Г.Е, Каганский О.С., Бойчук В.Б., Мальцев А.Н., Пузырь В.Г.

6. Бабанин А.Б., Пузырь В.Г. Диагностирование ответственных узлов тепловозов при помощи микропроцессорных приборов. Л Тез. докл. научн. техн. конф. кафедр ин-та н спец-тов ж.д. тр-та. Харьков, 1991

7. Пузырь В.Г., Мельман Е.А., Мороз Ю.И., Создание автоматизированной системы сбора и обработки информации о работе оборудования опытного образца дизель-поезда. // Тез. докл. научн. техн. конф. кафедр ин-та и спец-тов ж.д. тр-та. Харьков, 1995

8. Тартаковский Э.Д., Бутько Т.В., Пузырь В.Г. Моделирование работы участков обслуживания тепловозов. // Деп. В ЦНИИТЭИ МПС 05.07.1988. -№4271.

Личный вклад. В трудах, опубликованных в соавторстве диссертанту принадлежит: в работах [1,2,3] разработка построения моделей и принципов их имитационной реализации; [4] постановка научной задачи, определение возможной схемы построения информационных взаимообменов; [5,6] разработка конструкции приборов диагностики, технологии их применения; [7] определение информационной емкости измеряемых параметров; [8] обоснование метода диагностирования, разработка конструкции устройства для его реализации.

АННОТАЦИЯ

Пузырь В.Г. Разработка АРМ пункта комплексной диагностики локомотивов для опорного депо.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.07 - подвижной состав железных дорог и тяга поездов. Харьковская Государственная Академия Железнодорожного Транспорта, Харьков, 1996.

Исследованы возможные варианты построения информационной сети локомотивного депо. Для улучшения технического состоятгя парка локомотивов в опорном депо разработан АРМ пункта комплексной диагностики. Предложена методика расчета мощности комплекса технических средств информационного обеспечения обслуживания и ремонта локомотивов. Разработаны и модернизированы ряд приборов для диагностики тепловозов с использованием микропроцессоров.

Pouzar V.G. The dezign of computer working station for locomotive diagnostics point for locomotive repair plant.

The dissertation on scientific degree - candidat of technical sciences on 05.22.07 speciality - rolling-stock of the railways and the pull of the trains. Kharkov State Academy of Railway Transport, Kharkov, 1996

Possible variants of constructions of locomotive repair plant information networks are investigated. Complex diagnostics point workstation was designed for locomotive repair plant locomotive park technical state impruvement. Power calculation methodics of information porovision and locomotive reparing technical means set was propoused. Microprocessor-based diesel electric locomotiv diagnostic instruments scries was designed and modifieated.

Ключевые слова: техническая диагностика; информационное обеспечение; модель функционирования; автоматизированное рабочее место.

ANNOTATION