案例分享 | 鐵路車(chē)輛狀態(tài)監(jiān)控怎么破？萬(wàn)可 XTR I/O解決方案一鍵開(kāi)啟
2021-7-22新聞
機(jī)車(chē)的驅(qū)動(dòng)方式?jīng)Q定了部件磨損或運(yùn)行材料老化的速度。因此，對(duì)鐵路車(chē)輛進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控很有意義。該過(guò)程稱(chēng)為“狀態(tài)監(jiān)控”。
“如果我們知道負(fù)載情況，我們就可以動(dòng)態(tài)地維護(hù)車(chē)輛。但我們需要有數(shù)據(jù)才能做到這一點(diǎn)。”Reuschling總經(jīng)理Udo Pinders解釋說(shuō)。作為鐵路車(chē)輛維護(hù)和現(xiàn)代化改造領(lǐng)域可靠且專(zhuān)業(yè)的合作伙伴，Westf?lische Lokomotiv-Fabrik在歐洲享有盛譽(yù)。
為了實(shí)現(xiàn)有效的服務(wù)和基于狀態(tài)的維護(hù)，這家來(lái)自北萊茵-威斯特法倫州哈廷根的公司采用了支持云連接的模塊化系統(tǒng)。
在此過(guò)程中，萬(wàn)可的自動(dòng)化技術(shù)為基于Web的鐵路車(chē)隊(duì)管理系統(tǒng)提供了接口，該系統(tǒng)名為J.I.M.門(mén)戶(hù)，含義為“基于任務(wù)的智能監(jiān)控”。這意味著狀態(tài)監(jiān)控不再只關(guān)注運(yùn)行時(shí)間，而是只在真正必要時(shí)才可能更換磨損部件和運(yùn)行材料。
一款支持云連接的模塊化系統(tǒng)：萬(wàn)可提供了一個(gè)功能強(qiáng)大的接口，可連接基于Web的J.I.M.門(mén)戶(hù)。 每秒200個(gè)測(cè)量值：由于無(wú)法再使用CODESYS進(jìn)行處理，因此XTR控制器的編程是基于Linux?進(jìn)行的。 壓力、溫度、加速度：例如，通過(guò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)可以得出關(guān)于機(jī)車(chē)司機(jī)駕駛行為的結(jié)論。
對(duì)于狀態(tài)監(jiān)控，Reuschling首先通過(guò)Modbus TCP訪(fǎng)問(wèn)機(jī)車(chē)現(xiàn)有的安全控制器中生成的數(shù)據(jù)，并使用萬(wàn)可XTR型控制器記錄這些數(shù)據(jù)?！暗@還不足以提供磨損保護(hù)”Udo Pinders說(shuō)道。有必要使用額外的傳感器；Reuschling將這些傳感器直接連接到萬(wàn)可系統(tǒng)，該系統(tǒng)已獲準(zhǔn)用于鐵路應(yīng)用。
WAGO-I/O-SYSTEM 750的XTR控制器專(zhuān)為惡劣環(huán)境條件而設(shè)計(jì)?？垢蓴_的XTR I/O解決方案在極端的溫度變化、振動(dòng)或沖擊下同樣堅(jiān)固耐用。 這些都是鐵路機(jī)車(chē)在運(yùn)輸貨物和調(diào)車(chē)過(guò)程中典型的運(yùn)行條件。因此，該系統(tǒng)符合歐洲負(fù)責(zé)維護(hù)鐵路運(yùn)輸?shù)臋C(jī)構(gòu)維護(hù)局（ECM）的要求。
狀態(tài)監(jiān)控，
狀態(tài)監(jiān)控主要使用壓力、溫度和加速度傳感器，Reuschling會(huì)將這些傳感器集成到機(jī)器中，對(duì)舊的交換引擎進(jìn)行現(xiàn)代化改造。
例如，通過(guò)對(duì)負(fù)加速度和正加速度時(shí)間進(jìn)程的了解，“我們可以推斷機(jī)車(chē)工程師的駕駛行為?！眮嗚kado GmbH的首席執(zhí)行官M(fèi)ichael Lingen表示。他的IT系統(tǒng)公司負(fù)責(zé)對(duì)萬(wàn)可XTR控制器進(jìn)行編程（基于Linux?），并受委托與Reusechling合作設(shè)計(jì)和實(shí)施J.I.M.門(mén)戶(hù)。
“當(dāng)我們持續(xù)記錄對(duì)我們來(lái)說(shuō)很重要的駕駛參數(shù)時(shí)，我們?cè)诜治鲞^(guò)程中就會(huì)得到一個(gè)數(shù)字指紋。”這能夠揭示駕駛條件，并說(shuō)明調(diào)車(chē)操作是較為和緩還是較為粗暴，結(jié)合這些信息，可以預(yù)測(cè)下一次保養(yǎng)的時(shí)間。
持續(xù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)為鐵路運(yùn)營(yíng)商提供了一款符合ECM標(biāo)準(zhǔn)的工具，能夠以事件驅(qū)動(dòng)的方式優(yōu)化鐵路物流。
例如，如果由于重型汽車(chē)過(guò)多導(dǎo)致機(jī)車(chē)持續(xù)超載，由于助推過(guò)程中的負(fù)加速度過(guò)大，久而久之，將不可避免地會(huì)發(fā)生機(jī)械損傷。
因此，在該方面，相關(guān)的分析能夠提供有價(jià)值的指標(biāo)，以便做出正確的響應(yīng)，而沒(méi)有這些指標(biāo)甚至無(wú)法檢測(cè)超載行為。在不同情況下，加速度傳感器的警報(bào)會(huì)通過(guò)移動(dòng)通信立即傳送到控制中心，從而指示發(fā)生事故。
“我們需要操作和駕駛的策略，進(jìn)而需要能夠提供相關(guān)信息的數(shù)據(jù)。”Udo Pinders總結(jié)道。這一切背后是國(guó)內(nèi)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求的安全鐵路管理。
例如，安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了技術(shù)監(jiān)控的時(shí)間間隔。借助額外的傳感器，Reuschling將對(duì)規(guī)定日期的監(jiān)控轉(zhuǎn)化為一個(gè)連續(xù)的過(guò)程。“我們把一個(gè)溫度傳感器放在軸承上，觀(guān)察溫度變化的趨勢(shì)：如果它變熱了，那么對(duì)我來(lái)說(shuō)就表示需要更換軸承，”總經(jīng)理解釋說(shuō)。對(duì)車(chē)輛數(shù)據(jù)的測(cè)量、記錄和文檔化使維護(hù)工作更為靈活，并且可避免遺漏所需的安全證明。
Reuschling并行使用萬(wàn)可XTR系統(tǒng)與機(jī)車(chē)安全控制器來(lái)采集信號(hào)，并利用相應(yīng)的算法進(jìn)行預(yù)處理。IT專(zhuān)家Michael Lingen表示，鐵路車(chē)輛狀態(tài)監(jiān)控需要很高的計(jì)算能力。就算只使用加速度傳感器，全部三個(gè)軸在每秒鐘的內(nèi)部測(cè)量值總數(shù)也會(huì)達(dá)到600個(gè)。
“通過(guò)這些傳感器，我們每秒讀取200個(gè)測(cè)量值，”Michael Lingen解釋說(shuō)。自動(dòng)化領(lǐng)域常用的CODESYS已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足處理需求，因此他的IT系統(tǒng)公司使用Linux?來(lái)運(yùn)行萬(wàn)可XTR控制器。I/O系統(tǒng)所捆綁和預(yù)處理的數(shù)據(jù)通過(guò)LTE傳輸，可提供精確的時(shí)間戳和GPS坐標(biāo)。該方法還支持將檢測(cè)到的事件頻率與位置相關(guān)聯(lián)。不只是鐵路維護(hù)，租賃業(yè)務(wù)也能從這種導(dǎo)航輔助中獲益。背景：當(dāng)臨時(shí)租用的機(jī)車(chē)位于大型配電中心和開(kāi)關(guān)站時(shí)，它們更容易定位。
Udo Pinders和Michael Lingen同意以下觀(guān)點(diǎn)：在數(shù)字化過(guò)程中，目前支持狀態(tài)監(jiān)控功能的數(shù)據(jù)分析和J.I.M.門(mén)戶(hù)只是一系列可行應(yīng)用中的第一批。通過(guò)使用云技術(shù)為機(jī)車(chē)司機(jī)提供有價(jià)值的操作工具和小故障自行排除工具，也可以提高鐵路物流的效率和運(yùn)營(yíng)可用性。J.I.M.門(mén)戶(hù)已經(jīng)能夠以最小的延遲將機(jī)車(chē)運(yùn)行的可視化內(nèi)容傳輸?shù)皆贫恕?nbsp;
由于仍存在很多的應(yīng)用可能性，兩家公司都非常欣賞WAGO-I/O-SYSTEM 750新型XTR產(chǎn)品的靈活性。
“項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)，我們?cè)虝旱乜紤]過(guò)開(kāi)發(fā)自己的封閉系統(tǒng)，自己構(gòu)建硬件。但由于功能限制，我們很快就放棄了，”Michael Lingen總結(jié)道。得益于萬(wàn)可I/O系統(tǒng)的模塊化特性，只需通過(guò)附加標(biāo)準(zhǔn)模塊的簡(jiǎn)單組合，便能夠以符合ECM標(biāo)準(zhǔn)的方式處理新任務(wù)。
