Система информационно-измерительная развески кузова электровоза 2ЭС5

Назначение

Система информационно-измерительная развески кузова электровоза 2ЭС5 (далее -Система) предназначена для измерения сил (нагрузок на опоры) и линейных перемещений в составе системы для развески кузова электровоза 2ЭС5.

Описание

Система развески кузова электровоза представляет собой комплекс (см. рис. 1), состоящий из двух измерительных тележек (ИТ): правой и левой и комплекта принадлежностей.

Каждая ИТ (см. рис. 2) собрана на шасси, в основе которого рама и колёсные пары

тележки электровоза 2ЭС5. На раме установлены четыре силовых модуля, являющиеся опорами для развешиваемого кузова и устройствами нагружения, пульт управления, гидравлическое и электрическое оборудование. В состав силовых модулей входят устройства измерения: датчики силы и перемещения. Пульт управления имеет программно-аппаратный вычислительный комплекс: измерительную аппаратуру с программируемым контроллером, блок питания и панельный компьютер (ПК).

В комплект принадлежностей входит устройство для поверки измерительных каналов (далее - ИК) силы.

Каждая из измерительных тележек включает в себя четыре ИК силы и четыре ИК перемещения. Измерительными компонентами каналов, в зависимости от их функции, являются датчики силы или датчики линейных перемещений, вычислительным компонентом - ПК и измерительная аппаратура, связующими компонентами - линии связи и вспомогательным компонентом - блок питания датчиков.

Тележка левая

Тележка правая

Блок питания

Аппаратура измерительная

. Панельный компьютер

Пультуправления

'' Модуль силовой (MCJ

Блок питан ня

Аппаратура измерительная

Опорный элемент

Датчик силы

Датчик перемещения

До м пр зт гидр а в лический

Стакан силового модуля

Панельный компьютер

Wi-Fi сеть беспроводная

МС-1.. .8 - силовые модули

Рисунок 1 - Состав Системы

Рисунок 2 - Фото ИТ Системы

Аппаратура измерительная, выполненная на базе контроллера AT91 SAM7S 256, обеспечивает питание датчиков, съем данных, усиление сигналов и аналого-цифровое преобразование их в цифровой код. Питание аппаратуры измерительной поступает от блока питания с постоянным напряжением 12 В (допускается 6...15 В). Стабилизация напряжения выполняется внутри измерительной аппаратуры.

Основой измерительной части Системы являются датчики силы, представляющие собой весоизмерительные тензометрические датчики сжатия LS-20. Датчики силы имеют класс точности С3 (государственный реестр средств измерений № 36444-09). Принцип действия весоизмерительных тензометрических датчиков силы основан на преобразовании деформации упругого элемента силоизмерительного датчика (возникающей под действием нагрузки на опору) в цифровой электрический сигнал, пропорциональный измеряемой силе (нагрузке). Датчики имеют термокомпенсацию в диапазоне от минус 10 до 40 °С. Для перевода показаний датчиков силы в цифровую форму используется 16-разрядный АЦП.

Рядом с датчиком силы устанавливается потенциометрический датчик линейного перемещения LTM-125, необходимый для расчета возможных зазоров между опорными точками и кузовом электровоза. Для перевода показаний датчиков перемещений в цифровую форму используется 10-разрядный АЦП.

На рисунке 3 приведены табличка Системы и схема пломбирования. Место для нанесения пломбы на крышку корпуса контроллера не допускает возможности получить доступ к контроллеру без нарушения пломбы, что позволяет обнаружить несанкционированное вмешательство.

®            ИИП0*"Т»н»ар"          ©

СИСТЕМА "

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ

РАЗВЕСКИ КУЗОВА ЭЛЕКТРО В О ЗА 2 ЭС 5

Тяммсюа измерительная правая

Зяйцдежн* мимр

Год валусы

Днапаюн чм«р«н»*1 итррнм- кигрдог ин       ■“ 5Й до 2М

11рОДМк№ДОТТ| ~НИМ НШф¥1К* ни гмину; ИI          "JU

Htay******** гитынч. И                               ЯС

Ри&чшдоапы» т«ыпйрд.*уБ С              от -+2 до +43

®                       е

Рисунок 3 - Табличка Системы и схема пломбирования

Программное обеспечение

Функции Системы реализуются с помощью программно-аппаратного комплекса на основе программируемых контроллеров, IBM совместимых персональных компьютеров (ПК) под управлением операционной системы Windows c использованием прикладного программного обеспечения «Развеска кузова электровоза» (далее - ПО РКЭ). ПО функционально делится на метрологически значимую часть и сервисную часть, не влияющую на метрологические характеристики Системы. Метрологически значимая часть ПО РКЭ осуществляет идентификацию программ и данных, обработку измерительной информации, управление нагружающими устройствами, сохранение и защиту результатов измерений и параметров юстировки в базе данных.

Метрологически значимая часть ПО РКЭ представляет собой встроенное ПО, разработанное в среде Atmel Studio 6, исполняемое микроконтроллером AT91 SAM7S 256 (далее контроллер). Имеется два комплекта ПО РКЭ для левой и правой ИТ (контроллер 1 и 2 соответственно). Компиляция модулей ПО контроллеров осуществляется перед записью в энергонезависимую память на заводе-изготовителе.

Защита ПО РКЭ от несанкционированного доступа, от непреднамеренных и преднамеренных изменений обеспечивается с помощью пароля и контрольных сумм. Кроме этого запись программы в энергонезависимую память микроконтроллера осуществляется только на заводе-изготовителе. Техническая возможность модификации ПО РКЭ в процессе эксплуатации отсутствует (необходимо механическое замыкание соответствующих контактов на плате контроллера). Таким образом, модификация ПО РКЭ невозможна без нарушения защитной пломбы корпуса контроллера.

Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.

Таблица 1

Недопустимое влияние на метрологически значимую часть ПО Системы через интерфейс пользователя и интерфейс связи отсутствует. ПО не оказывает влияния на метрологические характеристики Системы.

Защита программного обеспечения комплекса от преднамеренных и непреднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010. Примененные специальные средства защиты в достаточной мере исключают возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимой части ПО комплекса и измеренных данных.

Технические характеристики

Основные технические и метрологические характеристики Системы приведены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 - Метрологические характеристики Системы

Таблица3- _Технические_характеристики_Системы

Рабочие условия эксплуатации

- диапазон рабочих температур от +2 до + 45 °С;

- относительная влажность окружающего воздуха от 30 до 60 % во всем диапазоне тем-

ператур;

- атмосферное давление от 96 до 106 кПа.

Знак утверждения типа

наносится на маркировочную табличку, расположенную на раме ИТ методом гравировки, а также на титульный лист паспорта и руководства по эксплуатации методом печати.

Комплектность

Комплект Системы приведен в таблице 4

Таблица 4

Поверка

осуществляется в соответствии с документом СРЛ-01.000.000 МП «Система информационноизмерительная развески кузова электровоза 2ЭС5. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ФБУ «Ростовский ЦСМ» в ноябре 2013 г.

Основные средства поверки:

- динамометр электронный эталонный ДОС-3-И (Госреестр № 27202-09), наибольший предел измерений 200 кН, пределы допускаемой относительной погрешности ±0,2 %;

- штангенрейсмас ШРЦ (Госреестр № 27502-04), диапазон измерений (0 - 1000) мм, пределы допускаемой погрешности ±0,09 мм.

Сведения о методах измерений

Методы измерений содержатся в разделе 2.4 СРЛ-01.000.000 РЭ «Система информационно-измерительная развески кузова электровоза 2ЭС5. Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

1. ГОСТ Р 8.663-2009 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений силы».

2. Техническая документация предприятия-изготовителя ООО «НИПВФ «Тензор».

Рекомендации к применению

- выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.