KURZUS: Adatrögzítési ismeretek

MODUL: II. modul

3. lecke: Digitális adatrögzítők 1. (Teloc 1000-1200-2200)

Az 1960-as évektől az elektronikus mérő és vezérlő- szabályzórendszerek fejlődésével megjelentek a digitális berendezések, melyek a korszerű vagy korszerűsített járműveken szinte teljesen kiszorították a hagyományos sebességmérő és adatrögzítőket. A hazai vasúti járműveken a Hasler (Rail) Teloc termékcsaládja a legelterjedtebb.

TEL 1000

Itthon az 1990-es évek végén a TEL1000, egy mikroprocesszor vezérlésű készülék került beépítésre a V6EE jelű nagyjavításon és korszerűsítésen átesett V43-as sorozatba. A berendezés alkalmas a maradékút és az egyéb biztonság-releváns adatok rögzítésére, speciálisan a vasúti járműveken történő fokozottabb igénybevételre tervezték. A fejlesztés során különösen nagy hangsúlyt fordítottak arra, hogy egy karbantartást nem igénylő, kompakt, felhasználóbarát készüléket hozzanak létre.

A TEL1000 sokoldalúan konfigurálható és beépíthető mind a modern mozdonyokba, mind a meglévő járművekbe. A tetszőleges helyzetben beépíthető robusztus alumíniumház tartalmazza a modul felépítésű elektronikát.

A regisztrált menetadatokat egy belső nem rövidtávú memória tárolja. Másik választási lehetőség a tárolóegység, amely az adatok kiolvasása céljából kivehető a TEL 1000-ből. Az összes be- és kijövő jel továbbításához 2 db 48 pólusú csatlakozó (41612-es modell) áll rendelkezésre. A szervizkészülék csatlakoztatásához egy 9 pólusú Sub-D csatlakozó szolgál.

A TEL 1000 berendezés
8. ábra
A TEL1000 funkciói
Rögzítés funkció

Belső tároló: regisztrálja a menetadatokat, a készülék konfigurációját, a hibaüzeneteket valamint a különféle eseményeket, mint például a kerékátmérő módosítását.

Tárolóegység: A belső tároló kiegészítéseként létezik egy kivehető, hitelkártya nagyságú, érintkezővel ellátott vagy érintkező nélküli memóriaegység (memóriakártya). Ezen tárolhatók a maradékút, a hosszú távú adatok, valamint a konfiguráció. A tárolókapacitás felosztása a maradékút és a hosszú távú memória között több lépcsőben választható. A tárolóegységet zárható ajtó védi az illetéktelen hozzáféréstől.

Maradékút és hosszú távú memória: ezek beállíthatók út- vagy időfüggő, valamint sebességarányos eseményvezérlésű rögzítésre. Ez elsősorban a távolsági vonatoknál nagy adatsűrűséget tesz lehetővé.

A sokrétegű lehetőségeknek köszönhetően optimális megoldás hozható létre mindenféle felhasználásra buszon, villamoson, metróban, gyorsvasúton és távolsági vonatokon.

A 2 Mbyte kapacitású tárolóegység több 10000 km lefedését teszi lehetővé, miközben ez az érték nagymértékben függ a regisztrálandó anyag mennyiségétől. 2 és 8 Mbyte kapacitású kártyák vannak használatban. A hosszú távú memória beállítható felülírhatóan vagy nem felülírhatóan. Az utóbbi esetben a tároló 90%-os telítettsége riasztást vált ki.

A tárolóegységben a maradék útadatok befagyaszthatók.

Vezérlő funkciók

A sebesség illetve analóg küszöbök, valamint útimpulzusok megadásához 9 kimeneteli relé áll rendelkezésre. Szabadon konfigurálhatók és alkalmazhatók, pl. az éberségi berendezés vezérlésének megvalósításához. 2 tranzisztorkimenet útfüggően konfigurálható, így pl. felhasználható egy külső kilométer számláló vezérléséhez, vagy a nyomkarima kenéséhez.Két analógkimenet kettő, a bemeneti frekvenciából levezetett sebességarányos áramjelet vagy egy sebességarányos és egy a bemeneti analógjellel arányos áramjelet szolgáltat a kijelző készülékek vezérléséhez.Út vagy időfüggő 2x3 lépcsős éberségi vezérlés (SIFA) valósul meg.

Karbantartás, szerviz

Egy számítógép és a speciális TEL 1000 szervizkészülék-software segítségével a RS232 gyári csatlakozási ponton keresztül a felhasználó kommunikálhat a TEL 1000-el, és eközben a következő funkciókat alkalmazhatja:

  • Menetadatok és hibaüzenetek kiolvasása vagy törlése.
  • Dátum és időpont kiolvasása vagy módosítása.
  • A járműazonosító, a kilométer számláló, valamint a beállított kerékpárátmérő kiolvasása és módosítása.
  • A készülék konfigurációjának kiolvasása, betöltése vagy szerkesztése.
  • Készülék specifikus diagnózisüzenetek kiolvasása.
Kiértékelés
  • A belső tároló, valamint a tárolóegység konfigurációs adatai tartalmazzák a kiértékeléshez szükséges összes információt.
  • A belső tároló és a tárolóegység adatai közvetlenül kiolvashatók a TEL 1000-ből.
  • Az eltávolított tárolóegység adatai kiolvashatók egy külső kártyaolvasóval
  • A Windows alatt futó TEL1000 AS kiértékelő software különböző segédfunkcióival lehetővé teszi az adatok gyors kiértékelését.
A TEL 1000 berendezés regisztrátuma
9. ábra
Teloc 1200

A Teloc 1200 modul gyakorlatilag a korábbi Teloc termékek helyettesítésére szolgál. Azonos perifériákat kezel, mint a korábbi modulok, de kompaktabb kivitelben készül, és kompatibilis a Teloc 2200, 2500 és 3000 egységekhez használt HaslerŽ MultiRec-SG vagy EVA+ szerviz egység szoftverrel. A későbbi Teloc 1500 és 2500-as termékekhez képest kevéssé testre szabható. A Magyarországon üzemelő járművekben nem terjedt el.

A TEL 1200 berendezés
10. ábra
Teloc 2200

A 1990-es évek első felében terjedt el, főként a hazai gyártású motorvonatoknál alkalmazott típus, mind digitális, mind analóg jelek tárolására alkalmas. Normál beállítás mellett képes kb. 12-15.000 km közlekedés regisztrátumát tárolni.

A TEL 2200 berendezés
11. ábra
A rendszer áttekintése

Fedélzeti egységből, szerviz egységből és kiértékelő egységből áll. Képes a kiolvasás előtti utolsó útszakaszt nagy felbontásban tárolni (maradékút tároló). Ez a berendezés már táblázatos megjelenítésre is alkalmas.

A TEL 2200 berendezés felépítése
12. ábra
Mérési elv

Minden konfigurált, definiált jel 100 ms-os időintervallumban leolvasásra kerül. A jel értéke a leolvasás időpontjáig érvényes. A leolvasási időközökön belül a jelek leolvasása nem történik meg és azok nem bírnak jelentőséggel. Ez azt jelenti, hogy rövid ideig tartó jelváltozások (<100 ms) csak feltételesen kerülnek rögzítésre, csak akkor, ha ezek egy leolvasási impulzusba beleesnek.

A digitális jelekhez egy specifikált Low (alacsony), és High (magas) szint tartozik.

Az analóg jelek nagysága egy specifikált feszültség és áramtartományba kell, hogy essen. Az analóg jelek nem mint feszültségértékek, ahogyan azok a bemeneten jelentkeznek, hanem átszámítva fizikai egységre, a jel eredetére (pl. fékhengernyomás bar-ban, motoráram amperben) jelennek meg. Az átszámítás csak lineárisan lehetséges és a megfelelő paraméter a konfiguráció szerint minden bementhez hozzá van rendelve.

Az impulzusok száma arányos a megtett úttal, továbbá az impulzusok számából a sebesség kiszámítható. A mért értékek nem direkt módon kerülnek feldolgozásra, hanem egy konfigurálható számú mérőintervallumban kerülnek kiszámításra. Ez a mérőóra nyugodtabb kijelző mozgását idézi elő, illetve a kis késleltetést ad az értékek változásakor. Attól függően, hogy mi a célszerű, aszerint határozható meg a mérőciklusok száma a nagyobb és kisebb értékek között. Nagy adófrekvenciák esetében a mérőciklusok száma lehet 1, kisebb frekvenciák esetében ez 4 lehet (ezzel nyugodtabb kijelző mozgás érhető el alacsonyabb sebességeken).

A két villamosan egymáshoz képest 90°-ra eltolt mérőjellel (ugyanazon adó) a menetirányt meg lehet határozni.s

Frekvencia és analóg jelek rögzítésének elve

A maradékút, a hosszú idő, az esemény tárolókhoz a sebesség és analóg jelek regisztrátum felbontását egyénileg lehet meghatározni. Minden jelhez tartozik egy változási kritérium DBR (Deviation before recording) amely %-os vonatkozásban a végsebességre meghatározható. A regisztrálás akkor történik meg, ha a jel megváltozása esetén annak nagysága a fenti módon meghatározott DBR értéket a mérési ciklusban túllépte. Az utolsó rögzítés óta mért összes mérési érték aritmetikai átlaga lesz kiszámítva és ez kerül így rögzítésre. Az útkülönbség és a vele egyidejűleg kerülnek rögzítésre.

Hogyhosszabb idejű változatlan jelszint esetén is legyen megfelelő regisztrátum, szabályos időközökben referenciajelek kerülnek rögzítésre. Ez azt jelenti, hogy a jelszint változásától függetlenül egy regisztrálás megtörténik. A rögzítésre kerülő jel értéke azonosan számítódik ki, mintahogyan az a DBR értékek változásakor történik (aritmetikai átlag).

  • Pillanatnyi érték (nem kerül rögzítésre)
  • Rögzített középérték
A TEL 2200 berendezés, regisztrálás elve
13. ábra
Vezérlés
Analóg kimenetek

Az analóg kimeneti jelek képezhetők a frekvencia-bemenet, ill. az analóg bemeneti jelekből, vagy mint ezekkel kapcsolt nagyságú jelek. A konfigurálás során beállított vég sebességérték megfelel ebben az esetben 20 mA kimenő áramnak.

A sebességmérő kijelzője számára képzendő jel a használt kijelző típushoz megfelelő módon konfigurálható (standard: áram kimenet).

Digitális kimenetek

A TELOC 2200 segítségével fennáll annak a lehetősége, hogy a digitális és analóg bemenő jeleket egymással kapcsolni lehessen és ebből egy új jelet lehessen előállítani. Ezek a jelek a relé kimeneteken keresztül tovább feldolgozásra külső készülékek számára rendelkezésre állnak.

Így a következők képzésére nyílik lehetőség:

  • sebességtől függő küszöbérték
  • út és időfüggésű impulzusok, pl. nyomkarimakenő, kilométer-számláló
  • küszöbértékek a bemenő analóg jelektől függően stb.
Frekvenciakimenet

Rendelkezésre áll egy frekvencia kimenet, amelyik út, időfüggésű impulzusokat képes leadni. Ez a kimenet normális esetben a kilométer-számláló működtetésére használatos, de lehetséges azonban a más egyéb célú felhasználása is.

Redundáns biztonsági elv

A biztonsági funkciók különös jelentőségűek, így azokra különös figyelmet kell fordítani.

A TELOC 2200 lehetővé teszi a biztonsági funkciók két független számító egységgel, különböző hardware és szoftver lehetőséggel való futtatását. A berendezés a következő biztonsági funkciók feldolgozását teszi lehetővé:

  • Biztonsági menetkapcsoló (holtember, éberségi)
  • Visszagurulás védelem
  • Sebességmérő ellenőrzése
Éberségi modul
A TEL 2200 berendezés, éberségi működési elv
14. ábra

A biztonsági menetkapcsoló a járművezető ellenőrzésére szolgál a menet alatt. Ez állandóan ellenőrzi a járművezető reakció-képességét, előre megadott definiálható kritériumok alapján (Pl. v>2 km/h), amely azután riasztást vált ki, s ez nyugtázandó. Ha a nyugtázás nem történik meg, akkor egy vagy több előzetes riasztás után automatikus kényszerfékezés történik meg, vagy más egyéb riasztás. A jármű üzemállapotától függően lehet 3 különböző riasztási folyamatot (lassú, gyors, tartalék) beállítani, és használni. A szoftver a megadott start kritériumok alapján automatikusan átkapcsol az adott esetben érvényes riasztási folyamatra.

Az 14. ábra egy riasztási folyamat struktúráját mutatja.

A riasztási folyamat idő vagy út függvényében folyhat le.

Visszagurulás védelem

A visszagurulás védelem egy olyan alkalmazás, amely egyes hegyi pályákon használatos. Ez a funkció azonban alkalmazható normál járműveknél is, ha meghatározott keretfeltételek érvényesek:

  • az elfoglalt vezetőállás jel meg van
  • a választott menetirány-jel meg van
  • az adótól két villamosan 90 fokra eltolt, két mérőszondával érkező jelnek kell rendelkezésre állnia. Biztonsági okokból két adó két szonda ajánlatos. A szonda kiesése esetén a TELOC-2200 automatikusan a maradó szondára kapcsol át.

Ha a TELOC-2200 hibás menetirányt észlel, akkor pl. egy meghatározott sebességküszöb fölött automatikus kényszerfékezést léptet életbe, vagy riasztást vált ki.

Járművezetői terminál

Azért, hogy a regisztrált jeleket az aktuális szolgálati adatokkal ki lehessen egészíteni egy 20 gombos, 4 soros folyadékkristályos kijelzővel ellátott adatbeviteli terminált lehet használni. Ezzel a mozdonyvezető a vonatszámot, a saját kódszámát és további rövid információkat tud a rendszerbe bevinni. A bevitt adatok megváltoztatása ellen

A TEL 2200 berendezés járművezetői terminál
15. ábra
A TEL 2200 berendezés regisztrátuma
16. ábra
Önellenőrző kérdések
Milyen adatokat tárol a belső tároló Teloc 1000-nél?
A menetadatokat, a konfigurációt és a hibaüzeneteket.
Sebességet.
A vonatbefolyásoló adatait
Milyen adatokat tárol a kivehető memória kártya Teloc 1000-nél?
A hosszútávú adatokat és a konfigurációt
A hibaüzeneteket
Sebességet.
Milyen vezérlő funkciókat láthat el a Teloc 1000?
9 relé kimenet , 2 tranzisztor kimenet és két áramjel kimenet (kijelzőknek) áll rendelkezésre
Csak a nyomkarimakenőt vezérelheti
Csak az éberségi felhívást adja.
Milyen elven működik a Teloc 2200?
Az impulzusadók jeleinek frekvenciájából számol sebességet, az impulzusok száma pedig a megtett úttal arányos.
Örvényáramú
Kényszerkapcsolatú centrifugális elven
Miért szolgáltat egy impulzus adó két db, egymástól 90Ž -ra eltolt mérőjelet?
A menetirány meghatározásához szükséges, illetve az egyik szonda meghibásodásakor automatikusan a másikat használja.
A két mérés átlagát veszi alapul a Teloc
Az egyik master üzemmódban dolgozik
Hogyan működik a visszagurulás védelem?
A beállított menetiránytól eltérő irányú mozgás esetén (egy definiált sebesség elérésekor) kényszerfékezést kezdeményez.
Nem oldja fel a fékeket, csak előre irány esetén.
Éberségi felhívást ad, ha nem a beállított menetirányban történik a mozgás
Mi a legnagyobb előnye a Teloc 1000 berendezésnek a Teloc RT családdal szemben?
Karbantartást nem igénylő, kompakt, felhasználóbarát készülék.
Kisebb a helyigénye
Tetszőleges helyzetben beépíthető
Magyarországon mely járművekben alkalmaznak Teloc 1200 berendezést?
Magyarországon üzemelő járművekben nem alkalmazzák.
434H 241SK 247H
425H 446H 240SK/CZ