СИСТЕМА КОМПЛЕКСНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРОСЕКЦИЙ МОТОР-ВАГОННОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА Российский патент 2010 года по МПК G01M17/08 

Изобретение относится к области технической диагностики подвижного состава железнодорожного транспорта и может быть использовано для комплексной диагностики технического состояния электросекций мотор-вагонного подвижного состава (МВПС) путем объединения в единый комплекс разнородных систем, обеспечивающих диагностику электрической изоляции, колесно-моторных блоков (КМБ), автотормозной системы, включая подвагонный компрессор, электрических цепей управления, силовых и вспомогательных электрических цепей, токоприемника электросекции на испытательных участках в производстве или ремонте.

Известно устройство диагностики циклически функционирующих объектов по патенту РФ RU 2177607 С1 от 27.12.2001, которое может быть использовано для диагностики КМБ электросекций МВПС.

Известно устройство вибродиагностики роторных механизмов по патенту РФ RU 2153660 С1 от 27.07.2000, которое может быть использовано для диагностики КМБ электросекций МВПС.

Вышеперечисленные устройства имеют следующие недостатки:

- нет оценки технического состояния объекта диагностики;

- нет оценки степени опасности обнаруженных дефектов;

- отсутствует автоматическое формирование заключения о годности к эксплуатации объекта диагностики.

Известна полезная модель системы диагностики механизмов ОМСД-01 (02) по патенту РФ RU 56611 U1 от 10.09.2006, которая может быть использована для диагностики КМБ электросекций МВПС.

Вышеперечисленные устройства имеют следующие недостатки:

- устройства не позволяют осуществить поддержание заданного режима работы механизма во время измерения виброакустических сигналов в процессе диагностики, что приводит к снижению достоверности диагностики;

- устройства не позволяют осуществить комплексную диагностику электросекции МВПС в целом, включая диагностику электрической изоляции, автотормозной системы и подвагонного компрессора, электрических цепей управления, силовых и вспомогательных электрических цепей, токоприемника, вследствие чего имеет низкую достоверность диагностики технического состояния электросекции МВПС.

Известна полезная модель стенда для испытаний тормозного оборудования локомотива по патенту РФ RU 71103 U1 от 27.02.2008, который в полуавтоматическом режиме измеряет сигналы давления и температуры в магистралях локомотива на различных режимах работы тормозной системы, которые выполняются с помощью электропневматических клапанов в составе стенда и оператором в кабине машиниста по голосовым командам согласно заданного алгоритма, при этом результаты диагностирования фиксируются в памяти компьютера и могут быть распечатаны в виде протокола. Данная модель может быть использована для диагностики тормозной системы электросекции МВПС.

Недостатком известной модели является низкая достоверность диагностики по причине того, что стенд не позволяет осуществлять диагностику отдельной прицепной электросекции, так как часть операций контроля производится оператором с помощью крана машиниста, стенд измеряет давления только в магистралях и не позволяет локализовать неисправности в магистралях и отдельных резервуарах тормозной системы электросекции, при этом на результаты диагностирования значительно влияет «человеческий фактор», кроме того, стенд не позволяет осуществить комплексную диагностику электросекции МВПС, включая диагностику КМБ, электрической изоляции, токоприемника, подвагонного компрессора, электрических цепей управления, силовых и вспомогательных электрических цепей электросекции.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является система диагностики по патенту РФ RU 2315275 С1, предназначенная для диагностики технического состояния электроподвижного состава. Данная система может быть использована для диагностики электросекций МВПС, она содержит диагностический пост, в состав которого включены ЭВМ с принтером, блок беспроводного интерфейса, подсистема управления электропневматическими цепями и устройство диагностирования токоприемников.

Недостатком наиболее близкого аналога, принятого за прототип, является то, что система не позволяет осуществить комплексную диагностику электросекции МВПС, включающую диагностику КМБ, электрической изоляции, автотормозной системы и подвагонного компрессора, электрических цепей управления, силовых и вспомогательных электрических цепей электросекций МВПС, вследствие чего имеет низкую достоверность диагностики технического состояния электросекции МВПС.

Таким образом, рассмотренные аналоги имеют главный общий недостаток - узкие функциональные возможности, которые не позволяют обеспечить полноту диагностирования электросекции МВПС и приводят к снижению достоверности диагностики технического состояния электросекции в целом.

Целью предлагаемого технического решения является повышение достоверности диагностики электросекций МВПС при одновременном обеспечении ее полноты путем расширения функциональных возможностей системы диагностики.

Поставленная цель в предлагаемом техническом решении, системе комплексной диагностики электросекций мотор-вагонного подвижного состава, содержащей диагностический пост, в состав которого включены ЭВМ с принтером и блок беспроводного интерфейса, подсистему управления электропневматическими цепями, устройство диагностики токоприемников и устройство вибродиагностики, достигается тем, что в состав системы включены измеритель изоляции и беспроводной терминал, в состав диагностического поста включен блок связи с полевым оборудованием, устройство диагностики токоприемников оборудовано внешним портом передачи данных, подсистема управления электропневматическими цепями имеет распределенную структуру и содержит блок питания, измерения и управления с соединителями межвагонных электрических соединений и электрозондами, два блока измерения межвагонных электрических соединений и два блока пневматики с пневмозондами, устройство вибродиагностики содержит выносной блок измерения вибрации, оборудованный датчиком частоты вращения, и блок управления приводом колесно-моторного блока, при этом измеритель изоляции подключен к внешнему порту передачи данных устройства диагностики токоприемников и подключается к заранее определенным для каждой серии мотор-вагонного подвижного состава точкам контроля изоляции, беспроводной терминал через блок беспроводного интерфейса соединен с ЭВМ, которая через блок связи с полевым оборудованием соединена двунаправленной связью с блоками пневматики, блоками измерения межвагонных электрических соединений, блоком питания, измерения и управления, выносным блоком измерения вибрации и входом блока управления приводом колесно-моторного блока, блоки пневматики соединены с пневмозондами, которые подключены к питательной и тормозной магистралям, главному, питательным, запасным, уравнительному резервуарам и тормозным цилиндрам вагонов электросекции, блоки измерения межвагонных электрических соединений подключены к внешним межвагонным электрическим соединениям электросекции, блок питания, измерения и управления соединен с электрозондами и соединителями межвагонных электрических соединений, и подключен к высоковольтному подвагонному компрессору электросекции, электрозонды подключены к силовым и вспомогательным цепям электросекции, соединители межвагонных электрических соединений подключены к межсекционным межвагонным электрическим соединениям электросекции, выход блока управления приводом колесно-моторного блока подключен к цепям питания электродвигателя диагностируемого колесно-моторного блока электросекции, датчик частоты вращения колеса диагностируемого колесно-моторного блока через последовательно соединенные выносной блок измерения вибрации и блок связи с полевым оборудованием подключен к ЭВМ, а также тем, что блок управления приводом колесо-моторного блока снабжен входом обратной связи, к которому подключен выход датчика частоты вращения.

Анализ отличительных признаков предлагаемой системы комплексной диагностики электросекций МВПС и обеспечиваемых ею технических результатов показал что

- включение в состав устройства вибродиагностики системы выносного блока измерения вибрации с датчиком частоты вращения и блока управления приводом КМБ, их подключение через общую полевую шину и блок связи с полевым оборудованием к ЭВМ позволяет оперативно, удобно и с высокой степенью достоверности осуществлять автоматическую диагностику любого КМБ электросекции МВПС на заданном скоростном режиме без привлечения дополнительных устройств для питания и управления приводом КМБ;

- включение в состав системы измерителя изоляции обеспечивает измерение параметров электрической изоляции электросекции, а оборудование устройства диагностики токоприемников внешним портом передачи данных обеспечивает подключение измерителя изоляции по беспроводной сети к ЭВМ для передачи результатов измерений и диагностики технического состояния электрической изоляции электросекции МВПС;

- включение в состав подсистемы управления электропневматическими цепями (ПУЭПЦ) блока питания, измерения и управления помимо функций управления подъемом и опусканием токоприемника обеспечивает в процессе диагностики формирование управляющих и питающих напряжений от штатной сети депо и их оперативное подключение к электрическим цепям управления, вспомогательным электрическим цепям, электрическим цепям автотормозного оборудования, электродвигателю подвагонного компрессора, а также измерение параметров силовых и вспомогательных электрических цепей, электрических цепей управления и электрических цепей автотормозного оборудования электросекций различных серий МВПС, при этом соединители межвагонных электрических соединений (МЭС) обеспечивают быстрое, надежное и безопасное подключение блока питания, измерения и управления системы через штатные межсекционные МЭС к электрическим цепям управления электросекций различных серий МВПС, а электрозонды обеспечивают гибкое и надежное соединение блока питания, измерения и управления с участками силовых и вспомогательных цепей электросекции различных серий МВПС;

- включение в состав ПУЭПЦ двух одинаковых блоков измерения МЭС обеспечивает измерение параметров сигналов электрических цепей управления с внешних сторон электросекции в процессе диагностики, в том числе и для контроля прохождения сигналов через электросекцию, локализации обрывов и замыканий, в независимости от положения вагонов электросекции на участке испытаний;

- включение в состав ПУЭПЦ двух одинаковых блоков пневматики обеспечивает управление пневматическими цепями электросекции и измерение параметров газодинамических процессов в пневматических цепях электросекции в процессе диагностики в независимости от положения вагонов электросекции на участке испытаний, при этом анализ газодинамических процессов происходит во всех магистралях с двух сторон электросекции, во всех резервуарах и тормозных цилиндрах электросекции, что обеспечивает возможность локализации неисправности, при этом пневмозонды обеспечивают гибкое, быстрое и безопасное соединение блоков пневматики системы и пневматических цепей электросекций различных серий МВПС;

- предложенная структура и состав ПУЭПЦ обеспечивает управление токоприемником, а также реализацию объективной с высокой степенью полноты, достоверности и детализации автоматизированной диагностики технического состояния электрических цепей управления, силовых и вспомогательных электрических цепей, электропневматической автотормозной системы и подвагонного компрессора электросекций различных серий МВПС в независимости от положения вагонов электросекции на участке испытаний;

- включение в состав системы беспроводного терминала обеспечивает удаленное управление процессом диагностирования из любой точки участка испытаний, что позволяет одному оператору без помощников осуществлять диагностику головных электросекций МВПС, включая кран машиниста, контроллер машиниста и кнопки управления, без увеличения трудоемкости и дополнительных временных затрат;

- снабжение блока управления приводом колесо-моторного блока входом обратной связи и подключение к нему выхода датчика частоты вращения обеспечивает высокую точность поддержания стабильной частоты вращения, что повышает достоверность диагностики КМБ.

Анализ совокупности отличительных признаков показал, что структура и состав предложенной системы обеспечивают автономную автоматизированную комплексную диагностику с высокой степенью достоверности наиболее ответственного оборудования электросекций различных серий МВПС в сборе на участке испытаний, что позволяет значительно сократить затраты на их поэлементную диагностику, ремонт и наладку. Совокупность отличительных признаков системы позволяет использовать результаты диагностики одних элементов электросекции при диагностике других. Например, система не позволит проводить диагностику КМБ при неисправной изоляции тяговых электродвигателей или прижатых тормозных колодках диагностируемого КМБ, система не позволит проводить диагностику токоприемника при неисправностях в пневматических или электрических цепях электросекции, что повышает безопасность и достоверность диагностики электросекции в целом.

Таким образом, предложенная совокупность отличительных признаков, обеспечивающая полученный результат, представляется новой на существующем этапе развития науки и техники и превосходит существующий мировой уровень. Изобретение соответствует изобретательскому уровню, поскольку достигаемый результат определяется не только суммой отличительных признаков, но и результатом их тесного взаимодействия между собой.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена система комплексной диагностики электросекций МВПС, содержащая:

- диагностический пост ДП 1, в состав которого включены ЭВМ 2 с принтером 5, блок беспроводного интерфейса 4 и блок связи с полевым оборудованием 5;

- устройство диагностики токоприемников 6, оборудованное внешним портом передачи данных 7;

- подсистему управления электропневматическими цепями (ПУЭПЦ) 8, в состав которой включены блоки пневматики 9 и 13, блоки измерения МЭС 10 и 12, блок питания, измерения и управления 11, соединители МЭС 19, электрозонды 20, пневмозонды 21 и 22;

- устройство вибродиагностики (УВД) 14, в состав которого включены выносной блок измерения вибрации 15 с датчиками вибрации 16 и датчиком частоты вращения 17, блок управления приводом КМБ 18;

- измеритель изоляции 23 и беспроводной терминал 24.

Здесь сплошными линиями показаны проводные соединения между элементами системы, пунктирными линиями показаны соединения элементов системы с электросекцией МВПС, линиями в виде молнии показаны беспроводные соединения между элементами системы, стрелки на концах линий указывают направления соединений.

Система комплексной диагностики электросекций МВПС работает следующим образом.

Диагностический пост 1 обеспечивает организацию рабочего места оператора системы, который управляет процессом диагностики с помощью ЭВМ 2 или беспроводного терминала 24. ЭВМ 2 осуществляет выполнение диагностических процедур, обработку сигналов, вычисление диагностических признаков, оценку технического состояния электросекции, формирование, сохранение и вывод на принтер 3 актов испытаний, при этом ЭВМ управляет блоками, входящими в состав ПУЭПЦ 8 и УВД 14, и принимает от них измеренные сигналы через блок связи с полевым оборудованием 5, а через блок беспроводного интерфейса 4 взаимодействует с устройством диагностики токоприемников 6 и принимает результаты измерений с измерителя изоляции 23, подключенного к внешнему порту передачи данных 7 устройства диагностики токоприемников. При этом управление процессом диагностики и отображения результатов может осуществляться оператором по беспроводному терминалу 24 через ЭВМ 2 с любого места диагностического стойла и поста 1.

Блоки пневматики 9 и 13 через пневмозонды 21 и 22 сообщаются с питательной магистралью (ПМ) 33 и 45, тормозной магистралью (ТМ) 34 и 46, питательными резервуарами (ПР) 35 и 47, запасными резервуарами (ЗР) 36 и 48, главным резервуаром (ГР) 51, уравнительным резервуаром (УР) 52, тормозными цилиндрами Т1 37 и 49, Т2 38 и 50 моторного MB 25 и прицепного/головного вагонов (ПВ/ГВ) 39 электросекции соответственно, и по командам ЭВМ 2 осуществляют перепуск воздуха из питательной магистрали в тормозную магистраль и выпуск воздуха из отдельных магистралей и резервуаров электросекции в атмосферу с заданным темпом, производят измерения давлений в магистралях и резервуарах электросекции. При этом каждый пневмозонд представляет собой гибкий шланг с быстросъемными соединителями на концах, подключаемыми с одной стороны к штуцеру магистрали, резервуара или тормозного цилиндра электросекции, с другой стороны - к определенному штуцеру блока пневматики. Блоки измерения МЭС 10 и 12 измеряют напряжения на контактах внешних разъемов МЭС электросекции 30 и 43. Блок питания измерения и управления 11 по командам ЭВМ 2 формирует питающие и управляющие напряжения, через соединители МЭС 19 подает и измеряет напряжения на контактах межсекционных разъемов МЭС электросекции 31 и 42, через электрозонды 20 измеряет сопротивления участков силовых и вспомогательных цепей электросекции 29 и 40, измеряет токи потребления по напряжениям, выдаваемым в электросекцию. Питание электродвигателя высоковольтного подвагонного компрессора 41 осуществляется, как правило, через межсекционные разъемы МЭС 42, а для МВПС серии ЭР2 - через специальный выход блока питания, измерения и управления 11. Результаты измерений блоки ПУЭПЦ 8 регулярно передают в ЭВМ 2.

Беспроводной терминал 24 регулярно запрашивает и считывает с ЭВМ 2 через блок беспроводного интерфейса 4 информацию о процессе диагностирования электросекции и соответственно обновляет ее на своем экране. Оператор управляет процессом диагностики путем активации управляющих элементов на экране беспроводного терминала 24, при этом беспроводной терминал 24 отправляет команды ЭВМ 2 через блок беспроводного интерфейса 4 и ЭВМ 2 исполняет команды оператора.

Комплексную диагностику электросекции с помощью предложенной системы производят в несколько этапов: диагностика электрической изоляции, диагностика КМБ, подключение подсистемы управления электропневматическими цепями, диагностика автотормозной системы, диагностика электрических цепей управления и силовых цепей, диагностика вспомогательных электрических цепей, диагностика токоприемника, комплексная оценка технического состояния электросекции.

1. Диагностика электрической изоляции электросекции

Оператор с помощью измерителя изоляции 23 производит последовательные измерения параметров электрической изоляции в заранее определенных точках электросекции, результаты которых накапливаются в памяти измерителя 23, после чего подключает измеритель изоляции 23 к внешнему порту передачи данных 7 устройства диагностики токоприемников 6 и дает команду ЭВМ 2. ЭВМ 2 считывает результаты измерений, при этом данные передаются через устройство диагностики токоприемников 6 и блок беспроводного интерфейса 4. ЭВМ 2 рассчитывает вектор диагностических признаков, формирует экспертные сообщения, производит оценку технического состояния изоляции электросекции, формирует акт испытаний с результатами диагностики электрической изоляции электросекции и заключением о годности электрической изоляции к эксплуатации, по команде оператора выводит акт испытаний на принтер 3. Пример акта испытаний электрической изоляции приведен в приложении 1.

Процесс диагностики изоляции занимает не более 60 минут.

2. Диагностика КМБ моторного вагона электросекции

Оператор устанавливает выносной модуль измерения вибрации 15 в непосредственной близости с диагностируемым КМБ-1 27, устанавливает датчики вибрации 16 и датчик частоты вращения 17 на узлы КМБ. Далее оператор поднимает колесную пару КМБ с помощью домкратов и подключает блок управления приводом КМБ 18 к цепям питания двигателя КМБ. Удостоверившись в правильности подключения и установки датчиков, оператор отдает команду ЭВМ 2, начинается процесс диагностики КМБ. ЭВМ 2 отдает команду включения блоку управления приводом КМБ 18, который обеспечивает питание двигателя КМБ с заданной частотой вращения. В процессе диагностики КМБ сигналы с датчиков вибрации 16 и датчика частоты вращения 17 поступают на входы выносного блока измерения вибрации 15, который передает их через блок связи с полевым оборудованием 5 в ЭВМ 2, где они обрабатываются, в результате чего рассчитывается вектор диагностических признаков, формируются экспертные сообщения, производится оценка технического состояния КМБ, при этом ЭВМ 2 каждый раз вычисляет и передает откорректированное значение частоты вращения КМБ на вход блока управления приводом КМБ 18, тем самым обеспечивается обратная связь для поддержания заданного скоростного режима работы КМБ в процессе диагностики. При наличии у блока 18 управления приводом КМБ входа обратной связи выход датчика частоты вращения 17 может быть непосредственно подключен ко входу обратной связи 53 блока 18, что существенно повышает быстродействие и точность поддержания стабильной частоты вращения тягового двигателя и обеспечевает повышение достоверности диагностирования КМБ. По завершении испытаний ЭВМ 2 подает команду выключения блоку 18 управления приводом КМБ, который отключает питание двигателя КМБ. Далее ЭВМ 2 формирует акт испытаний с результатами диагностики КМБ и заключением о годности КМБ к эксплуатации, и по команде оператора выводит акт испытаний на принтер 3. Пример акта испытаний КМБ приведен в приложении 2. Аналогично производится диагностика остальных КМБ2-4 - 28 моторного вагона MB 25. Процесс диагностики одного КМБ, включая подготовительные операции, занимает не более 10 минут.

3. Подключение подсистемы управления электропневматическими цепями

Для диагностики автотормозной системы, электрических цепей управления и силовых электрических цепей, токоприемника оператор выполняет следующие подготовительные операции: подключает блоки измерения МЭС 9 и 12 к разъемам МЭС 30 и 43 электросекции, соединители МЭС 19 к разъемам МЭС 31 и 42 электросекции, пневмозонды 21 и 22 к пневматическим магистралям, резервуарам и тормозным цилиндрам электросекции: ПМ 33 и 45, ТМ 34 и 46, ПР 35 и 47, ЗР 36 и 48, Т1 37 и 49, Т2 38 и 50, ГР 51 и УР 52, при этом если электросекция относится к МВПС серии ЭР2, оператор подключает блок питания, измерения и управления 11 к двигателю высоковольтного подвагонного компрессора 41. При этом подключение подсистемы управления электропневматическими цепями занимает не более 15 минут.

4. Диагностика автотормозной системы электросекции

Оператор выполняет подготовительные операции согласно п.3, после чего отдает команду ЭВМ 2 на диагностику автотормозной системы электросекции, ЭВМ 2 по заданному алгоритму через блок связи с полевым оборудованием 5 производит управление входящими в состав ПУЭПЦ 8 блоками пневматики 9 и 13, которые в свою очередь управляют пневматическими цепями электросекции 33-38 и 45-52, блоками измерения МЭС 10 и 12, которые измеряют напряжения на контактах разъемов МЭС 30 и 43, блоком питания, измерения и управления 11, который управляет электрическими цепями электросекции через разъемы МЭС 31 и 42 и питанием высоковольтного компрессора 41. В заданные моменты времени ЭВМ 2 получает от блоков ПУЭПЦ 8 результаты измерений, рассчитывает вектор диагностических признаков, формирует экспертные сообщения, производит оценку технического состояния автотормозной системы электросекции. Кроме того, при диагностике головной электросекции, в заданные моменты времени в процессе испытаний, ЭВМ 2 выдает указания оператору, который их выполняет, после чего он дает ЭВМ 2 команду подтверждения. По окончании испытаний ЭВМ 2 формирует акт испытаний с результатами диагностики и заключением о годности к эксплуатации автотормозной системы электросекции, по команде оператора выводит акт испытаний на принтер 3. Пример акта испытаний автотормозной системы приведен в приложении 3.

Процесс диагностики автотормозной системы электросекции занимает не более 40 минут.

5. Диагностика электрических цепей управления и силовых электрических цепей электросекции

Оператор выполняет подготовительные операции согласно п.3 и подключает электрозонды 20 к заданным точкам силовых электрических цепей 29 и 40, после чего отдает команду ЭВМ 2 на диагностику электрических цепей управления и силовых электрических цепей электросекции. ЭВМ 2 по заданному алгоритму через блок связи с полевым оборудованием 5 производит управление входящими в состав ПУЭПЦ 8 блоками пневматики 9 и 13, которые в свою очередь управляют пневматическими цепями электросекции 33-38 и 45-52, блоками измерения МЭС 10 и 12, которые измеряют напряжения на контактах разъемов МЭС 30 и 43, блоком питания, измерения и управления 11, который управляет электрическими цепями электросекции через разъемы МЭС 31 и 42 и управляет питанием высоковольтного компрессора 41. В заданные моменты времени ЭВМ 2 получает от блоков ПУЭПЦ 8 результаты измерений, рассчитывает вектор диагностических признаков, формирует экспертные сообщения, производит оценку технического состояния электрических цепей управления и силовых электрических цепей электросекции. Кроме того, при диагностике головной электросекции, в заданные моменты времени в процессе испытаний, ЭВМ 2 выдает указания оператору, который их выполняет, после чего он дает ЭВМ 2 команду подтверждения. По окончании испытаний ЭВМ 2 формирует акт испытаний с результатами диагностики и заключением о годности к эксплуатации электрических цепей управления электросекции, формирует акт испытаний с результатами диагностики и заключением о годности к эксплуатации силовых электрических цепей электросекции, по команде оператора выводит акты испытаний на принтер 3. Пример акта испытаний электрических цепей управления приведен в приложении 4, пример акта испытаний силовых электрических цепей приведен в приложении 5.

Процесс диагностики электрических цепей управления и силовых электрических цепей электросекции занимает не более 30 минут.

6. Диагностика вспомогательных электрических цепей электросекции

Оператор выполняет подготовительные операции: подключает блоки измерения МЭС 9 и 12 к разъемам МЭС 30 и 43 электросекции, соединители МЭС 19 к разъемам МЭС 31 и 42 электросекции и электрозонды 20 к заданным точкам вспомогательных электрических цепей 29 и 40. Затем оператор отдает команду ЭВМ 2 на диагностику вспомогательных электрических цепей электросекции, ЭВМ 2 по заданному алгоритму через блок связи с полевым оборудованием 5 производит управление входящими в состав ПУЭПЦ 8 блоками измерения МЭС 10 и 12, которые измеряют напряжения на контактах разъемов МЭС 30 и 43, и блоком питания, измерения и управления 11, который управляет электрическими цепями электросекции через разъемы МЭС 31 и 42. В заданные моменты времени ЭВМ 2 получает от блоков 10, 11 и 12 результаты измерений, рассчитывает вектор диагностических признаков, формирует экспертные сообщения, производит оценку технического состояния вспомогательных электрических цепей электросекции. По окончании испытаний ЭВМ 2 формирует акт испытаний с результатами диагностики и заключением о годности к эксплуатации вспомогательных электрических цепей электросекции, по команде оператора выводит акт испытаний на принтер 3. Пример акта испытаний вспомогательных электрических цепей приведен в приложении 6.

Процесс диагностики вспомогательных электрических цепей электросекции занимает не более 5 минут.

7. Диагностика токоприемника

Оператор выполняет подготовительные операции согласно п.3 и дает команду ЭВМ 2 на обеспечение необходимого давления в пневматических магистралях и резервуарах электросекции, при этом ЭВМ 2 дает команду блоку питания, управления и измерения 11, который обеспечивает запуск подвагонного компрессора и его работу, кроме того, ЭВМ 2 производит управление блоками пневматики 9 и 13, которые обеспечивают поддержание необходимого давления в магистралях электросекции для подъема и опускания токоприемника 26. После этого оператор устанавливает устройство диагностики токоприемников 6 на крышу вагона 25 и выполняет диагностику токоприемника 26. В процессе диагностики устройство 6 передает команды на подъем и опускание токоприемника в ЭВМ 2 через блок беспроводного интерфейса 4. ЭВМ 2 обрабатывает эти команды и через блок связи с полевым оборудованием 5 подает команды блоку питания, измерения и управления 11, который через соединители МЭС 19 осуществляет подачу сигналов в управляющие электрические цепи электросекции, что приводит к подъему или опусканию токоприемника 26. Результаты диагностики токоприемника 26 через блок беспроводного интерфейса 4 передаются в ЭВМ 2, которая рассчитывает вектор диагностических признаков, формирует экспертные сообщения, производит оценку технического состояния токоприемника, формирует акт испытаний с результатами диагностики токоприемника и заключением о годности токоприемника к эксплуатации, по команде оператора выводит акт испытаний на принтер 3. Пример акта испытаний токоприемника приведен в приложении 7.

Процесс диагностики токоприемника занимает не более 20 минут.

8. Комплексная оценка технического состояния электросекции

После диагностики отдельных подсистем электросекции (электрической изоляции, колесно-моторных блоков, автотормозной системы, электрических цепей управления и силовых электрических цепей, вспомогательных электрических цепей, токоприемника) оператор дает команду ЭВМ 2 на формирование сводного протокола по электросекции. ЭВМ 2 формирует акт комплексных испытаний электросекции с краткими результатами диагностики ее отдельных подсистем и их элементов, оценкой технического состояния электросекции и заключением о годности ее к эксплуатации, по команде оператора ЭВМ 2 выводит акт комплексных испытаний электросекции на принтер 3. Пример акта комплексных испытаний электросекции приведен в приложении 8. Предложенная система позволяет одному оператору не более чем за 3,5 часа произвести комплексную диагностику электросекции мотор-вагонного подвижного состава.

Таким образом, включение в состав устройства вибродиагностики системы выносного блока измерения вибрации с датчиком частоты вращения и блока управления приводом КМБ, их подключение через общую полевую шину и блок связи с полевым оборудованием к ЭВМ позволяет оперативно, удобно и с высокой степенью достоверности осуществлять автоматическую диагностику любого КМБ электросекции МВПС на заданном скоростном режиме без привлечения дополнительных устройств для питания и управления приводом КМБ; включение в состав системы измерителя изоляции и оборудование устройства диагностики токоприемников внешним портом передачи данных обеспечивает подключение измерителя изоляции по беспроводной сети к ЭВМ; предложенная структура и состав подсистемы управления электропневматическими цепями (ПУЭПЦ) обеспечивает управление токоприемником, а также реализацию объективной с высокой степенью полноты, достоверности и детализации автоматизированной диагностики технического состояния электрических цепей управления, силовых и вспомогательных электрических цепей, электропневматической автотормозной системы и подвагонного компрессора электросекций различных серий МВПС в независимости от положения вагонов электросекции на участке испытаний; включение в состав системы беспроводного терминала обеспечивает удаленное управление процессом диагностирования из любой точки участка испытаний; снабжение блока управления приводом КМБ входом обратной связи и подключение к нему выхода датчика частоты вращения обеспечивает высокую точность поддержания стабильной частоты вращения, что повышает достоверность диагностики.

Предлагаемая система комплексной диагностики электросекций МВПС обеспечивает существенное повышение достоверности диагностики электросекции благодаря широким функциональным возможностям и позволяет осуществить автономную автоматизированную комплексную диагностику электросекций различных серий МВПС в сборе на участке испытаний и значительно сократить затраты на их поэлементную диагностику, ремонт и наладку. При этом комплексная диагностика включает диагностику наиболее ответственного оборудования электросекции: электрической изоляции, колесно-моторных блоков, автотормозной системы, включая подвагонный компрессор, электрических цепей управления, силовых электрических цепей, вспомогательных электрических цепей, токоприемника, и занимает не более 3,5 часов, что позволяет одному диагносту за одну 8-часовую смену диагностировать до 2 электросекций, а также за 1-2 смены отладить электросекцию бригадой из одного диагноста и одного/двух слесарей-наладчиков после изготовления, капитального или подъемочного ремонта. Данная система комплексной диагностики электросекций МВПС была разработана, изготовлена и прошла испытания на МВПС серий ЭР2, ЭР2Р, ЭР2Т, ЭД4, ЭР9, ЭД9.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано для комплексной диагностики технического состояния электросекций мотор-вагонного подвижного состава. Система диагностики образована путем объединения в единый комплекс разнородных систем, обеспечивающих диагностику электрической изоляции, колесно-моторных блоков, автотормозной системы, включая подвагонный компрессор, электрических цепей управления, силовых и вспомогательных электрических цепей, токоприемника электросекции. Такая система позволяет осуществлять диагностику на испытательных участках в производстве или ремонте. В состав системы включены измеритель изоляции и беспроводной терминал. В состав диагностического поста включен блок связи с полевым оборудованием. Устройство диагностики токоприемников оборудовано внешним портом передачи данных. Устройство вибродиагностики содержит выносной блок измерения вибрации, оборудованный датчиком частоты вращения, и блок управления приводом колесно-моторного блока. Технический результат заключается в повышении достоверности и сокращении продолжительности диагностики электросекции мотор-вагонного подвижного состава до нескольких часов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система комплексной диагностики электросекций мотор-вагонного подвижного состава, содержащая диагностический пост, в состав которого включены ЭВМ с принтером и блок беспроводного интерфейса, подсистему управления электропневматическими цепями, устройство диагностики токоприемников и устройство вибродиагностики, отличающаяся тем, что в состав системы включены измеритель изоляции и беспроводной терминал, в состав диагностического поста включен блок связи с полевым оборудованием, устройство диагностики токоприемников оборудовано внешним портом передачи данных, подсистема управления электропневматическими цепями имеет распределенную структуру и содержит блок питания, измерения и управления с соединителями межвагонных электрических соединений и электрозондами, два блока измерения межвагонных электрических соединений и два блока пневматики с пневмозондами, устройство вибродиагностики содержит выносной блок измерения вибрации, оборудованный датчиком частоты вращения, и блок управления приводом колесно-моторного блока, при этом измеритель изоляции подключен к внешнему порту передачи данных устройства диагностики токоприемников и подключается к заранее определенным для каждой серии мотор-вагонного подвижного состава точкам контроля изоляции, беспроводной терминал через блок беспроводного интерфейса соединен с ЭВМ, которая через блок связи с полевым оборудованием соединена двунаправленной связью с блоками пневматики, блоками измерения межвагонных электрических соединений, блоком питания, измерения и управления, выносным блоком измерения вибрации и входом блока управления приводом колесно-моторного блока, блоки пневматики соединены с пневмозондами, которые подключены к питательной и тормозной магистралям, главному, питательным, запасным, уравнительному резервуарам и тормозным цилиндрам вагонов электросекции, блоки измерения межвагонных электрических соединений подключены к внешним межвагонным электрическим соединениям электросекции, блок питания, измерения и управления соединен с электрозондами и соединителями межвагонных электрических соединений, и подключен к высоковольтному подвагонному компрессору электросекции, электрозонды подключены к силовым и вспомогательным цепям электросекции, соединители межвагонных электрических соединений подключены к межсекционным межвагонным электрическим соединениям электросекции, выход блока управления приводом колесно-моторного блока подключен к цепям питания электродвигателя диагностируемого колесно-моторного блока электросекции, датчик частоты вращения колеса диагностируемого колесно-моторного блока через последовательно соединенные выносной блок измерения вибрации и блок связи с полевым оборудованием подключен к ЭВМ.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок управления приводом колесно-моторного блока снабжен входом обратной связи, к которому подключен выход датчика частоты вращения.