Совершенствование системы диагностирования топливной аппаратуры тепловозных дизелей

       I уровень. Цеховые системы контроля в технологических процессах ремонта. Включают в себя комплексные системы цехового контроля, укомплектованные соответствующим технологическим и стендовым оборудованием, оснащенным специализированными и стандартными средствами измерений и технической диагностики. Имеют информационный выход в общую базу данных системы через сеть «Intranet», способны формировать электронный паспорт;

       II уровень. Переносные и стационарные средства контроля и диагностирования. Представляют собой универсальное многоцелевое автоматизированное диагностическое оборудование и средства измерений отраслевого применения  для контроля и регистрации состояния узлов подвижного состава как до ремонта (определение объема работ), так и после ремонта (оценка качества ремонта). Способны формировать электронный паспорт, имеют общесетевое подключение;

       III уровень. Бортовые системы контроля и диагностирования. Используются в эксплуатации. Предназначены для оперативной регулировки и предотвращения аварийных ситуаций, выбора оптимальных режимов работы. Способны передавать информацию в общую базу данных для формирования электронного паспорта локомотива.

       С одной стороны, техническое состояние локомотивов постоянно ухудшается в процессе эксплуатации. С другой стороны, показатели технического состояния и паспортные характеристики локомотивов изменяются в результате ремонтных работ.

       Мониторинг  технического состояния топливной аппаратуры – это постоянное и синхронизированное наблюдение за его состоянием по множеству фиксированных параметров на всех этапах эксплуатации и ремонта с внесением и анализом последних в общую базу данных.  Система мониторинга должна отслеживать каждую неисправность в ее развитии, включая все возможные причины ее возникновения, периодичность возникновения, повторяемость.

       Все компоненты должны обеспечивать автоматическую регистрацию контролируемых параметров и передачу их в локальную сеть предприятия в режиме реального  времени, давать объективную информацию о техническом состоянии каждой единицы подвижного состава и отдельных ее узлов (сборочных единиц). Это должно позволить сформировать и скорректировать графики ремонта локомотивов, проводить анализ технического состояния парка, прогнозировать остаточный ресурс диагностируемых объектов (создание электронных паспортов), и, в то же время, определять недостатки применяемых в компонентах системы диагностических устройств с целью дальнейшего их совершенствования. Анализируя собранные со всех уровней данные, система на этапе принятия решения предлагает изменения в технологические и эксплуатационные процессы, касающиеся обеспечения безопасности движения и сокращения затрат за счет изменения технологических процессов;

       - модернизации производства и подвижного состава;

       - мер организационно-административного характера, а также других решений.

       Необходимость создания общей базы данных (в дальнейшем ОБД) результатов диагностики и  контроля тягового подвижного состава (в дальнейшем ТПС)  на предприятиях локомотивного хозяйства была продиктована следующими причинами:

       В связи с внедрением автоматизированной информационной системы «Электронный паспорт» (в дальнейшем ЭП), разработанной  специалистами ПКБЦ ЦТ, возникла необходимость предоставления полного объема данных о технических характеристиках локомотива при выходе из ремонта. Наиболее технологичной представляется технология, при которой экспорт данных в ЭП будет производиться не от каждой из разрозненных систем контроля и диагностики (в дальнейшем СКД), а из единого хранилища. При такой технологии можно обеспечить полную достоверность данных за счет использования специальных алгоритмов фильтрации, поскольку, в силу технических причин или человеческого фактора, СКД могут поставлять заведомо искаженную информацию (например измерение было произведено при неправильно присоединении измерительных щупов). Таким образом можно считать, что ОБД является подсистемой ЭП, предоставляющей данные результатов контроля и диагностики различных СКД.

       Постоянно увеличивающееся число разновидностей СКД требует систематизации и  единой классификации всех терминов и понятий предметной области. В  связи с этим ОБД, как подсистема ЭП, должна быть единственным источником предоставления нормативно-справочной информации (в дальнейшем НСИ) для всех СКД.

       Хранение  данных результатов контроля и диагностики  в локальных хранилищах каждой из СКД не позволяет создать общей картины состояния текущего ремонта, что практически делает невозможным оперативный контроль за процессом ремонта.

        

       1.2.1 Описание и назначение общей базы данных (ОБД) 

       ОБД предназначена для оперативного централизованного сбора информации о результатах контроля и диагностики ТПС, поступающих от различных СКД, используемых на предприятиях локомотивного хозяйства. ОБД имеет открытый универсальный интерфейс, предоставляющий возможность экспорта и совместного обработки данных. В настоящее время через этот интерфейс экспортируют свои данные следующие системы:

       - Серия «Доктор050»

       - «КСК АЦ» (комплексная система  качества аппаратного цеха);

       - «КСК ЭМЦ» (комплексная система качества электромашинного цеха);

       - «КСК АВЦ» (комплексная система  качества автоматного цеха);

       - «КСК КТ» (комплексная система  качества колесного цеха);

       - «КСК РЦ» (комплексная система  качества роликового цеха);

       - «КСК ТЦ» (комплексная система качества тележечного цеха);

       - «Доктор030» (переносная система  контроля и диагностики);

       - «Доктор030М» (переносная система  контроля и диагностики);

       - «Доктор040» (бортовая система  контроля и диагностики);

       - «Доктор060» (мобильная система контроля и диагностики).

       В том случае, если разработчики какой-либо СКД, в силу объективных причин, не могут воспользоваться универсальным  интерфейсом (отсутствие локальной  сети или доступа к ней, отсутствие доступа в сети "Intranet" и др.), может быть разработан специализированный интерфейс, при наличии технического задания.

 
 

      Рис. 1.5 Структура ОБД 

       Каждый  из перечисленных объектов, по сути, представляет собой прототип объектов предметной области (локомотив, депо, измерения), связанных различными видами связей.

       В системе представлены следующие  протоколы доступа к данным:

• веб-доступ посредством браузера Интернет - Эксплорера;
• передача по TCP/IP в режиме реального времени;
• передача посредством файловой системы;
• передача по радиоканалу как в режиме реального времени, так и в режиме отложенной доставки.

       При создании нормативно-справочной информации (НСИ), в рамках ОБД, максимально использовались отраслевые классификаторы. 

       1.2.2. Область применения базы 

       Наличие доступа к полной информации, поступающей  от различных СКД, позволяет руководителям среднего звена производить оперативный контроль за качеством и объемом проводимого ремонта и принимать управленческие решения.

       При проведении технического обслуживания локомотивов важное значение имеет  правильное определение объема работ и локализация оборудования, подлежащего ремонту. При использовании СКД на этапе предварительной диагностики на основе данных, поступивших в ОБД, автоматизируется процесс составления наряд - задания на ремонт.

       На  основе данных, поступивших в ОБД от СКД по результатам выходного контроля оборудования и данных паспортов тягового подвижного состава, позволяют автоматизировать процесс подготовки технических паспортов диагностируемых объектов.

       ОБД представляет большие возможности  по формированию различного вида отчетов как статистического, так и аналитического характера.

       По  мере накопления в ОБД информации по конкретному экземпляру оборудования на основе динамики изменения его  характеристик можно прогнозировать его поведение на будущее и, в случае необходимости, проводить упреждающий ремонт.

       На  основе накопленной в ОБД статистики по определенным параметрам,  значения которых не регламентируются в нормативных документах, но имеют важное значение при определении работоспособности оборудования, используя аппарат математической статистики рассчитываются номинальные значения этих параметров и границы допусков.

       ОБД содержит полный набор НСИ, необходимый  для работы различных СКД, а так же средства ее ведения и экспорта.

       Поскольку в СКД не всегда можно обеспечить полную безопасность локальных данных и они по каким-либо причинам могут быть утеряны, то при наличии ОБД с более высоким уровнем безопасности данных и встроенной системой резервного копирования вопрос безопасности локальных данных перестает быть актуальным.

       Используя "Intranet"-доступ ОБД может быть интегрирована с другими информационными системами, как в части предоставления данных, так и в части их получения.

       В качестве СУБД на этапе первичного накопления данных используется InterBase компании Borland. В дальнейшем планируется переход на платформу Oracle.

       Возможны  несколько режимов доступа к  ОБД:

       Доступ  в информационно-аналитическом режиме осуществляется посредством Web-браузера в пределах внутренней сети передачи данных в виде WEB-сервисов.

       Доступ  в режиме обмена данными осуществляется в пакетном режиме по оговоренному протоколу.

       Интеграция  с другими подсистемами осуществляется по оговоренному протоколу обмена данными  либо в режиме предоставления/запроса  сервисов.

       Доступ  в режиме администрирования и  системной диагностики осуществляется специализированным программным обеспечением удаленно (Remote Desktop Connection), либо с консоли сервера.

       Для доступа к функциональности информационно-аналитического режима (экранные формы, таблицы, диаграммы, отчеты и т.д.) на клиентской стороне достаточно наличие установленного WEB-браузера компании Microsoft. 

1.3. Модернизация системы диагностики топливной аппаратуры 

       При выполнении основных текущих ремонтов тепловоза обычно проводят полные реостатные испытания, которые состоят из обкаточных (4 часа) и сдаточных (1 часа). В настоящее время для их осуществления широко применяются ролика-лопастные расходомеры.

       Для проведения реостатных испытаний и настройки характеристик дизеля 10Д100 тепловоза 2ТЭ10М выбран типоразмер двух измерительных расходомеров, установленных между топливным баком и дизелем тепловоза. Установлено, что наиболее предпочтительны для установки на пунктах реостатных испытаний расходомеры типоразмера НОРД-40/2С, что, в частности, подтверждено опытом применения расходомеров НОРД-40С в депо Узловая.

       Эффективность предлагаемой настройки генераторных характеристик была оценена применительно к магистральным тепловозам 2ТЭ10М, исходя из сравнения предполагаемой настройки дизеля с оптимальной, рекомендуемой инструкцией [15].

       В качестве начальных параметров используются данные о поездках тепловоза 2ТЭ10М на реальном участке профиля пути в течение 475,6 мин (7,9 ч), а базовые показатели дизеля принимаются по паспортным показателям дизеля 10Д100. Далее определяется повышение расхода топлива, планируемое  

по результатам  реальной выполненной поездки на номинальном режиме работы дизеля.

       Начальный этап предусматривает определение среднеэксплуатационной экономичности по оптимистическому направлению анализа. Анализ базируется на условии работы дизеля при наилучшей теоретически возможной топливной экономичности. Методика ее определения сводится к нахождению среднеэксплуатационной топливной себестоимости единицы работы, выполненной дизелем на всех эксплуатационных режимах, при условии сохранения на каждом промежуточном режиме паспортных показателей по удельному эффективному расходу топлива. Далее учитывается вся  эксплуатационная работа, выполненная дизелем.