Блок проверки комплексов средств сбора и регистрации данных на тяговом подвижном составе Российский патент 2023 года по МПК G01R31/50 G01R19/25 B61C17/12 

Область техники

Изобретение относится к измерительным устройствам для выявления неисправностей электрических цепей на тяговом подвижном составе.

Уровень техники

Из уровня техники известен цифровой мультиметр с автоматическим выбором функции измерения, который содержит терминал ввода с тремя контактами для подсоединения к ним объекта измерений, последовательно связанные быстрый аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор анализа и обработки и дисплей, а также программно управляемый источник питания. Источник питания выполнен с возможностью подачи на объект измерений переменного или постоянного тока. Источник питания подключен к микропроцессору и к первому контакту терминала, и через одно сопротивление к аналого-цифровому преобразователю. Аналого-цифровой преобразователь через делитель напряжения с группой сопротивлений подключен ко второму контакту терминала и непосредственно к третьему контакту терминала, связанному со вторым контактом терминала через другое сопротивление, выполненное с возможностью приложения к нему измеряемого тока через второй и третий контакты терминала, первый и второй контакты которого выполнены с возможностью подсоединения к ним объекта из группы: резистор, конденсатор, катушка индуктивности, диод. Микропроцессор выполнен с возможностью неоднократного опроса наличия, определения значения и полярности напряжения на контактах терминала, сравнения с пороговым значением и определения вида измеряемого объекта из указанной выше группы. Микропроцессор снабжен средствами управления видом напряжения, подаваемого источником питания, управления коммутатором аналого-цифрового преобразователя для выбора метода и диапазона измерений с задействованием соответствующего сопротивления из состава делителя напряжения (RU 2482501, С2, G01R 15/12, дата публикации 27.10.2010).

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности оперативного выявления неисправностей входных сигналов, их обработку и архивацию, как следствие, увеличение времени перепростоя локомотивов на плановых и неплановых видах ремонта.

Известен компактный мультиметр с одновременной индексацией нескольких физических величин, отражающих электрические параметры объекта исследований, включающего подключающее устройство, электронную схему и как минимум один дисплей, отличающееся тем, что электронная схема и дисплей выполнены с возможностью одновременной индикации мультиметром как минимум трех электрических параметров объекта исследования: электрическое сопротивление, индуктивность, электрическая емкость, при том, что дисплей имеет соответственно как минимум три информационные зоны, за каждой из которых закреплено индицирование своего конкретного параметра, а расстояние между центрами таких зон не превышает 20 см (RU 162521, U1, G01R 15/00, дата публикации 10.06.2016).

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности оперативного выявления неисправностей входных сигналов, их обработку и архивацию, как следствие, увеличение времени перепростоя локомотивов на плановых и неплановых видах ремонта.

Известен встраиваемый цифровой мультиметр, считывающий во времени, сохраняющий и передающий результаты измерения с кабеля электропитания электропотребляющего оборудования, который характеризуется функцией диагностирования электрической сети к электро-потребляемому оборудованию на силу тока и напряжение наличием встроенного цифрового амперметра и встроенного цифрового вольтметра, отличающийся тем, что встраивается в сеть электропитания электрооборудования для работы на постоянной основе, в случае встраивания внутрь (в полости) электрооборудования электроприборов и электроприспособлений не имеет собственного корпуса, в случае если пристраивается к корпусу или в разрыв открытого кабеля электропитания электропотребляемого оборудования, имеет собственный корпус (RU 2020107372, А, Е01Н 8/00, дата публикации 20.08.2021).

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности встраивания внутрь (в полость) проверяемых цепей, а также проведения последующего анализа архивированных параметров.

В качестве наиболее близкого аналога принят индикатор контроля входных сигналов на блоках управления на тяговом подвижном составе. Технический результат заявленного изобретения достигается за счет того, что индикатор контроля входных сигналов на блоках управления на тяговом подвижном составе, отличающийся тем, что выполнен в антивандальном металлическом корпусе, в котором установлен штатный разъем для подключения к панели соединительной, для отображения наличия входных сигналов, приходящих на соединительную панель, на лицевой панели устройства установлены светодиоды, которые сигнализируют об исправности электрической схемы комплекса средств сбора и регистрации данных серии КПД-3П, КПД-3ПА (RU 2788758, C1, G01R 31/50 дата публикации 24.01.2023).

Недостатком наиболее близкого аналога является отсутствие возможности контроля сообщений CAN-линии, а также сохранения принятых параметров в автоматическом режиме.

Технической проблемой заявленного изобретения является преодоление технических недостатков, присущих аналогам, что ведет к необходимости создания блока проверки комплексов средств сбора и регистрации данных на тяговом подвижном составе с возможностью контроля различных сообщений CAN-линии и автоматического сохранения принятых сигналов из бортовых цепей локомотива для последующего анализа принятых данных, что не только значительно сокращает время на проведение плановых видов ремонта тягового подвижного состава, но и позволяет проводит анализ выявленных сбоев на блоках управления КПД-3П, КПД-3ПА.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом заявленного изобретения является обработка, расшифровка, контроль и сохранение принятых сигналов в автоматическом режиме на тяговом подвижном составе, оборудованном комплексами средств сбора и регистрации данных серии КПД-3П (КПД-3ПА) при проведении как плановых, так и неплановых видов ремонта в сервисных локомотивных депо.

Технический результат заявленного изобретения достигается за счет того, что блок проверки комплексов средств сбора и регистрации данных на тяговом подвижном составе отличается тем, что выполнен в компактном корпусе, содержащий снаружи кнопку включения, разъем для зарядного устройства, соединительный разъем для подключения кабеля, в корпусе блока установлена плата модуля питания с аккумуляторной батареей, к плате модуля питания с аккумуляторной батареей методом пайки вмонтирован микроконтроллер, CAN-модуль, Bluetooth-модуль, микроконтроллер аналогичным способом спаян с CAN-модулем и Bluetooth-модулем, CAN-модуль соединен с соединительным разъемом в корпусе устройства, который, в свою очередь, при помощи кабель разъемов подключен к штатным разъемам комплекса средств сбора и регистрации данных серии КПД-3П, КПД-3ПА тягового подвижного состава, Bluetooth-модуль по беспроводной связи передает полученные данные на мобильное приложение, мобильное приложение производит операции по обработке, расшифровке, контролю и архивации обработанных данных.

Краткое описание схемы работы устройства

Заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых изображены принципиальная схема работы, структурная схема, общий и вид спереди блока проверки комплексов средств сбора и регистрации данных на тяговом подвижном составе, на котором изображено следующее:

Фиг. 1 - общий вид;

Фиг. 2 - вид спереди.

Фиг. 3 - принципиальная схема работы;

Фиг. 4 - структурная схема.

Позициями на чертежах обозначены следующие элементы:

1 - соединительный разъем,

2 - кабель с разъемами,

3 - кнопка включения,

4 - аккумуляторная батарея,

5 - микроконтроллер,

6 - CAN-модуль,

7 - Bluetooth-модуль,

8 - компактный корпус блока,

9 - разъем подключения внешнего питания,

10 - плата модуля питания,

NX1, NXD - передающая линия интерфейса UART,

RX1, RXD - принимающая линия интерфейса UART,

D2, INT - контакт прерывания CAN-модуль,

D10, CS - контакт SS интерфейса SPI,

D11, SI - контакт MOSI интерфейса SPI,

D12, SO - контакт MISO интерфейса SPI,

D13, SCK - контакт SCK интерфейса SPI,

5V, VCC, VIN - контакт питания 5 В,

GND - общий провод (земля),

ВАТ - контакт питания аккумуляторной батареи,

OUT - выходной контакт стабилизированного питания 5 В,

D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, REF, А0, A1, А2, A3, А4, А5, А6, А7, RST, VIN - незадействованные контакты.

Осуществление изобретения

Блок проверки комплексов средств сбора и регистрации данных на тяговом подвижном составе используется при проведении плановых и неплановых видов ремонта тягового подвижного состава, оборудованного комплексами средств сбора и регистрации данных серии КПД-3П (КПД-3ПА).

Устройство работает следующим образом:

Через соединительный разъем 1 и при помощи кабеля с разъемами 2 блок подключается к штатному разъему комплекса средств сбора и регистрации данных на тяговом подвижном составе. Включением кнопки 3 обеспечивается подача стабилизированного напряжения величиной 5 В с аккумуляторной батареей 4 на микроконтроллер 5, CAN-модуль 6 и Bluetooth-модуль 7. После установления рабочего режима CAN-модуль подключается по беспроводному каналу связи Bluetooth к устройству с установленным мобильным приложением. После включения общего питания комплекса средств сбора и регистрации данных на тяговом подвижном CAN-модуль начинает прием сообщений из CAN-линии и трансляцию в микроконтроллер по интерфейсу SPI, который, в свою очередь, проводит предварительный анализ и обработку полученных сообщений. После принятия сообщений микроконтроллером выполняется передача по интерфейсу UART Bluetooth-модулю, который, в свою очередь, обеспечивает циклическую трансляцию данных по беспроводному каналу связи Bluetooth в мобильное приложение.

В случае разряда аккумуляторной батареи в корпусе блока 8 установлен разъем для подключения внешнего питания 9 напряжением 5 В. В момент зарядки плата модуля питания 10 обеспечивает контроль напряжения и защиту аккумуляторной батареи.

Блок обеспечивает прием, обработку, автоматическое сохранение и индицирование следующих сигналов, считанных из CAN-линии комплекса: тип и номер локомотива, отображение информации об идентифицированных блоках (БУ, БУС, ККМ), огни АЛСН (З, Ж, КЖ, К, Б), состояние клеммы ЭПК1, состояние клеммы ЭПК2, положение ключа ЭПК, индикация фактической скорости, отображение информации о направлении движения, состояние тумблера «ДЗ»; индикация включенного состояния системы САУТ-ЦМ/485; индикация включенного состояния системы ТСКБМ; индикация давления в тормозной магистрали (по первому каналу); индикация давления в главном резервуаре (по второму каналу); наличие сигнала «ИФ»; код и период рельсовой цепи; наличие сигнала «Тяга» на локомотиве; положение контроллера крана машиниста.

Изобретение относится к измерительным устройствам для выявления неисправностей электрических цепей на тяговом подвижном составе. Техническим результатом заявленного изобретения является обработка, расшифровка, контроль и сохранение принятых сигналов в автоматическом режиме на тяговом подвижном составе, оборудованном комплексами средств сбора и регистрации данных серии КПД-3П (КПД-3ПА) при проведении как плановых, так и неплановых видов ремонта в сервисных локомотивных депо. Блок проверки комплексов средств сбора и регистрации данных на тяговом подвижном составе отличается тем, что выполнен в компактном корпусе, содержащий снаружи кнопку включения, разъем для зарядного устройства, соединительный разъем для подключения кабеля, в корпусе блока установлена плата модуля питания с аккумуляторной батареей, к плате модуля питания с аккумуляторной батареей методом пайки вмонтирован микроконтроллер, CAN-модуль, Bluetooth-модуль, микроконтроллер аналогичным способом спаян с CAN-модулем и Bluetooth-модулем, CAN-модуль соединен с соединительным разъемом в корпусе устройства, который, в свою очередь, при помощи кабель разъемов подключен к штатным разъемам комплекса средств сбора и регистрации данных серии КПД-3П, КПД-3ПА тягового подвижного состава, Bluetooth-модуль по беспроводной связи передает полученные данные на мобильное приложение, мобильное приложение производит операции по обработке, расшифровке, контролю и архивации обработанных данных.

Блок проверки комплексов средств сбора и регистрации данных на тяговом подвижном составе отличается тем, что выполнен в компактном корпусе, содержащий снаружи кнопку включения, разъем для зарядного устройства, соединительный разъем для подключения кабеля, в корпусе блока установлена плата модуля питания с аккумуляторной батареей, к плате модуля питания с аккумуляторной батареей методом пайки вмонтирован микроконтроллер, CAN-модуль, Bluetooth-модуль, микроконтроллер аналогичным способом спаян с CAN-модулем и Bluetooth-модулем, CAN-модуль соединен с соединительным разъемом в корпусе устройства, который, в свою очередь, при помощи кабель разъемов подключен к штатным разъемам комплекса средств сбора и регистрации данных серии КПД-3П, КПД-3ПА тягового подвижного состава, Bluetooth-модуль по беспроводной связи передает полученные данные на мобильное приложение, мобильное приложение производит операции по обработке, расшифровке, контролю и архивации обработанных данных.