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
| Идентификацион ное наименование ПО | Номер версии (идентификаци онный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Другие идентификацио нные данные (если имеются) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| «Развеска кузова электровоза» (ПО РКЭ контроллер 1) | V 1.1 | D00D9029 | - | CRC-32 |
| «Развеска кузова электровоза» (ПО РКЭ контроллер 2) | V 1.1 | B68107E1 | - | CRC-32 |
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
| Наименование характеристики | Размерность | Значение |
| 1 | Количество измерительных каналов (ИК) силы (нагрузки) | шт | 8 |
| 2 | Диапазон измерений силы | кН | от 50 до 200 |
| 3 | Пределы допускаемой относительной погрешности измерений силы | % | ±0,5 |
| 4 | Цена деления ИК силы | Н | 10 |
| 5 | Количество ИК линейного перемещения | шт | 8 |
| 6 | Диапазон измерений линейного перемещения | мм | от 0 до 120 |
| 7 | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений линейного перемещения | мм | ±0,3 |
| 8 | Цена деления ИК линейного перемещения | мм | 0,1 |
Таблица3- _Технические_характеристики_Системы
| Наименование характеристики | Размерность | Значение |
| 1 | Масса ИТ, не более | т | 12 |
| 2 | Габаритные размеры ИТ, не более - длина - ширина - высота | мм | 4700 3780 2050 |
| 3 | Параметры электрического питания от 4-х проводной сети 3-х фазного тока с заземлённой нейтралью: - напряжение - частота - установленная мощность Системы - максимальный рабочий ток Системы | В Гц кВт А | 230/400 +10%-15% от 49 до 51 10 16 |
| 4 | Предельная допустимая нагрузка на ИТ в течении 20 мин, не более | т | 40 |
| 5 | Степень защиты оборудования по ГОСТ 14254, не менее | | IP 54 |
| 6 | Время готовности системы к работе, не более | мин | 5 |
| 7 | Средняя наработка на отказ | ч | 2000 |
| 8 | Значение вероятности безотказной работы за 2000 часов | | 0,92 |
| 9 | Средний срок службы (установленный срок службы оборудования до капитального ремонта), не менее | лет | 8 |
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
| Наименование | Обозначение | Кол-во |
| Измерительная тележка правая | СРЛ-01.100.000 | 1 |
| Измерительная тележка левая | СРЛ-01.200.000 | 1 |
| Комплект принадлежностей | СРЛ-01.600.000 | 1 |
| Система информационно-измерительная развески кузова электровоза 2ЭС5. Паспорт | СРЛ-01.000.000 ПС | 1 |
| Система информационно-измерительная развески кузова электровоза 2ЭС5. Руководство по эксплуатации | СРЛ-01.000.000 РЭ | 1 |
| Система информационно-измерительная развески кузова электровоза 2ЭС5. Методика поверки | СРЛ-01.000.000 МП | 1 |
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.
