Novi senzorji za železnice

Debata okoli voznega parka
Odgovori
Uporabniški avatar
železocestnik
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 9511
Pridružen: 30.12.2007, 22:01
Kraj: Ljubljana

Novi senzorji za železnice

Odgovor Napisal/-a železocestnik »

V reviji "Evolution", ki jo izdaja firma SKF je v septembrski številki iz leta 2005 članek o novih senzorjih za železnice. Želel sem uporabiti samo fotografije, zaprosil sem urednico revije go.Madeleine de Laval za dovoljenje, vendar sem dobil dovoljenje s pogojem, da je potrebno uporabiti cel članek. Revija "Evolution" je dostopna tudi on-line.

Članek je napisal g. Gottfried Kure, direktor marketinga iz oddelka za železnice v firmi SKF Avstrija. Soavtorja pa sta: Maurizio Martinetti, vodja razvoja senzorjev in Roberto Moretti, vodja oddelka za razvoj senzorjev za železnice, oba SKF Italija.

No pa poglejmo, kaj so napisali:

" V železniški industriji je povečana zahteva za zanesljivost in varnost, ki jih postavljajo naročniki. To velja še posebej za aplikacije pri vlakih za visoke hitrosti. SKF je razvil nove senzorje, ki so vgrajeni v ležajno enoto. Te izvedbe postajajo standard za nove generacije železniških vozil.

Evropa postaja vedno bolj integrirana, tudi vželezniškem prometu.
Železnica s potniškimi in tovornimi vlaki na dolge razdalje lahko postane atraktivnejša in komercialno zanimivejša.
Za podporo se bo na mednarodnih hitrih vlakih in konvencionalnih železniških koridorjih instaliral evropski železniški kontrolni sistem (European Train Control System)."

Poglejmo si karto evropskega železniškega omrežja hitrih vlakov (ne vem, če je karta še aktualna, ker je iz leta 2005!)

Slika

Karta prikazuje stanje leta 2010: nove linije (rdeče), nadgrajene linije (zeleno), nadaljne širjenje do leta 2020 (modro).


Evropski sistem upravljanja z železniškim prometom (European Rail Trafic Management System-ERTMS) je tehnološka rešitev za prihodnji signalni sistem. Veliko ETCS projektov je bilo speljanih, kar pomeni leta 2008 okoli 16.000 km prog z ETCS kontrolnim sistemom.
Sedaj obstaja v Evropi okoli 20 različnih kontrolno-komandnih sistemov.
Dolgoročni cilj je zamenjati obstoječe sisteme z ETCS.

Slika

Siemensov SF 400 podstavni voziček za Trenitalijo, narejen pri firmi Corifer, je opremljen s senzorji Compact TBU

Ležaji, opremljen s senzorji so del razvoja. Večina železniških vozil, konstruiranih za višje hitrosti je premljena s sistemom proti zdrsu koles, ki preprečuje zds oziroma blokiranje med zaviranjem. V principu ta sistem deluje podobno kot ABS (Antilock braking system) sistem pri avtu.


Slika

SKF ležaj s senzorji TBU za ETCS (zgoraj) in SKF ležaj s senzorji Compact TBU (spodaj)

Signal vrtilne hitrosti se uporablja za sistem preprečevanja zdrsa oz. drsenja. Druga aplikacija je za gnana vozila in sicer se uporablja za kontrolo hitrosti vlečnega vozila. Hitrostni signal se uporablja tudi za tahometer v strojevodjevi kabini.
Signal iz senzorja se uporablja tudi za dločanje pozicije v sistemu ETCS in v italijanskem sistemu SCMT (Sistema controllo movimentazione treno).

Zadnji razvoj so senzorji, ki detektirajo hitrost, smer vrtenja in stanje ležajev, ki postaja standard za mnoge konstrukcije modernih vlakov.
SKF senzor nudi možnosti detektiranja:

-temperatura ležaja za sistem monitoringa na vlaku
-smer vrtenja
-vertikalne/stranske pospeške

SKF senzorji so odobreni od Mednarodnega združenja železnic. Signali iz senzorja so združljivi z elektronskimi enotami, ki jih izdelujejo različni proizvajalci.

Kolesne dvojice za visoke hitrosti naj bi bile opremljene s stalno kontrolo temperature. SKF integrirani nadzor ležajev je montiran na vlaku.

Slika

SKF stalni sistem meritve temperature


Sistem prenaša opozorila in alarmna sporočila direktno k posadki vlaka. Temperaturni senzorji so popolnoma integrirani v ležajno ohišje. Signali so pretvorjeni v digitalni format in preneseni po bus povezavi do centralne enote za monitoring temperature, ki omogoča pregled temperature na vlaku.

Za točno pozicijo vlaka je potreben števec vrtljajev in nadzorna naprava za smer vrtenja koles lokomotive, poleg tega pa še naprava za množenje.

SKF je razvil novo mehatronično rešitev za ETCS, ki ima naslednje lastnosti:
-modularna izvedba
-samo en priključek
-enostavna demontaža kolesnih dvojic
-enostavno vzdrževanje vsakega senzorja
-na koncu osi/gredi ni nič montirano in se lahko pritrdi ozemljilni kabel

Merilni princip je na osnovi ležajne enote s senzorji (TBU), ki je zatesnjena in namazana za vgradnjo.


Še prerez skozi ležaj in pozicija senzorja v samem ležaju...
(senzor je bil razvit že leta 1992 (Evolution št.4/1995)

Slika[/img]


Kaj lahko dodamo?


Italijanski ETR 500, ki je pričel z obratovanjem leta 1992 že ima vgrajen senzor za temperaturo in vibracije, ICE 3 in ICE3-T, ki sta šla v obratovanje leta 1999 pa ne, čeprav je ležajna ohišja dobavljal ravno tako SKF. Šparanje....

Še moje izkušnje s senzorji za temperaturo na ležajih...
Na 50 ležajnih ohišij smo privili temperaturna tipala PT 100 in jih povezali v nadzorni sistem, ki je omogočal kontrolo temperature in alarmiral pri določeni temperaturi. Sistem je omogočil, da smo preprečili strojelome gredi/osi. Sedaj smo sistem zamenjali z meritvami vibracij, ki sicer omogoča veliko preje ugotoviti napako na ležajnem sistemu, vendar ne vedno, tako da se nam včasih kar kolca za starim sistemom. Še boljši pa bi bila kombinacija :idea: :roll:

V kolikor bi imeli na ICE v Nemčiji montiran sistem detekcije temperature/vibracij na ležajih bi zagotovo pravočasno ugotovili na pol prelomljeno gred/os! Vsaj takrat, ko so drveli 300 km/h!
Uporabniški avatar
zbowe
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 1189
Pridružen: 19.09.2007, 16:14
Kraj: Na sončni strani Krasa
Kontakt:

Odgovor Napisal/-a zbowe »

No ja, nevem če je edina razlika med vozički ETR500 in ICE3 le prisotnost senzorjev. Morda je debelina osi različna (večja pri ICE-jih) in je Siemens smatrala da senzorjev ni potreba.

V zadnje, kdo odloča za prisotnost senzorjev in ostale varjante pri izgradnji vlaka? Vemo, da je v Italiji (tako kot v Franciji npr) materijal (lokomotive, EM-ji in DM-ji) zgrajeni 100% po zahtevah Trenitalia, a v Nemčiji? Je Siemens sama ki določa kaj in kako ali DB? Al so SŽ imele glavno besedo pri naročenih Taurisih ali je Siemens rekel to je to?!?
Je čut cuh na kaluneh, fanti bu dež!
Maaaamaaaaaaaaaaa. Tudi meni pingo!
Prvo krašouc, pole primorc, pole slovenc. Tljan smo na karti.
Uporabniški avatar
železocestnik
Strojevodja I
Strojevodja I
Prispevkov: 9511
Pridružen: 30.12.2007, 22:01
Kraj: Ljubljana

Odgovor Napisal/-a železocestnik »

Včasih je DB odločala o mnogočem, danes, ko pa je počila os/gred pa se zgovarja izključno na proizvajalce lokomotive. Prej pa pritiskajo na njih, naj znižajo ceno, naj vgradijo čim manj materiala... :roll:
bojan
Kontrolni
Kontrolni
Prispevkov: 731
Pridružen: 15.01.2006, 19:54

Odgovor Napisal/-a bojan »

Nadvse zanimiva tehnična tema...!!!
Včasih je DB odločala o mnogočem, danes, ko pa je počila os/gred pa se zgovarja izključno na proizvajalce lokomotive. Prej pa pritiskajo na njih, naj znižajo ceno, naj vgradijo čim manj materiala...
Kar se tiče vgradnje raznih senzorjev in naprav v železniška vozila, je to večinoma v domeni proizvajalcev. Trg je pravzaprav tisti, ki pritiska na znižanje cene železniških vozil - posredno so tu seveda železniška podjetja, ki si želijo čim manjše investicije. Vsekakor pa tu ni slučaj, da bi le-te zahtevale manj opreme. Posebej še, če je ta oprema že ponekod uspešno v uporabi. Proizvajlci nudijo določene garancije in s tem prepričujejo kupce. Poleg tega se v vlogi organa, ki izdaja dovoljenja za vožnjo novih vozil pojavljajo državne inštitucije, ki so ločene od prevoznikov. Zahteve in tehnične usposobljenosti teh državnih organov pa so od države do države zelo različne... Italijani, na primer, imajo to službo izredno močno tehnično podkovano pa tudi njihovi predpisi so se skozi zgodovino zelo obogatili in so tako tudi zahteve zelo visoke.
Še moje izkušnje s senzorji za temperaturo na ležajih...
Na 50 ležajnih ohišij smo privili temperaturna tipala PT 100 in jih povezali v nadzorni sistem, ki je omogočal kontrolo temperature in alarmiral pri določeni temperaturi. Sistem je omogočil, da smo preprečili strojelome gredi/osi. Sedaj smo sistem zamenjali z meritvami vibracij, ki sicer omogoča veliko preje ugotoviti napako na ležajnem sistemu, vendar ne vedno, tako da se nam včasih kar kolca za starim sistemom. Še boljši pa bi bila kombinacija
Ali imate v uporabi tudi frekvenčno analizo napetosti, kjer se na višjih harmonikih kmalu lahko opazijo problemi z ležaji?
LPB
Odgovori