Khoa học - Công nghệ

Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị chuyên dụng Simulation Box for KWR4/6 để thử nghiệm hộp đen đầu máy D19E

16:46 | 17/01/2017

Năm 2016, Xí nghiệp Đầu máy Sài Gòn đã nghiên cứu và thực hiện thành công đề tài KHCN cấp Tổng công ty “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị chuyên dụng Simulation Box for KWR4/6 để thử nghiệm hộp đen đầu máy D19E”. Ngày 06/12/2016, Đề tài đã được Hội đồng KHCN Tổng công ty nghiệm thu đánh giá kết quả vào loại: Khá.

  1. Tính cấp thiết:

Bộ ghi là một thiết bị quan trọng giúp tài xế điều khiển phương tiện, kiểm soát tốc độ đảm bảo an toàn khi tham gia giao thông. Đây cũng là yêu cầu bắt buộc đối với nhiều phương tiện giao thông nói chung trong đó có đầu máy vận hành kéo tầu. Là một thiết bị chuyên dụng, bộ ghi có nhiều chức năng như: Hiển thhị và ghi, lưu toàn bộ tốc độ vận hành đoàn tầu; tín hiệu đổi ghép, chống ngủ gật (CNG), còi, áp lực gió đoàn xe, v.v.. Toàn bộ các chức năng được ghi vào thẻ nhớ (memory card) để phục phụ cho công tác khai thác sau này.

Trong toàn ngành hiện có khoảng 85 bộ ghi có thẻ nhớ được chế tạo tại các nước Thụy Sĩ, Đức và Ấn Độ trên đầu máy D19E với công nghệ chế tạo hiện đại, gồm nhiều module điện tử, mỗi module là một tổ hợp vi mạch phức tạp. Việc tìm hiểu, nghiên cứu để phục vụ công tác sửa chữa rất khó khăn bởi các lý do sau:

  • Việc giữ bí mật sơ đồ mạch được thực hiện bằng kỹ thuật nhiều lớp dán phủ lên nhau nên việc đo kiểm rất khó khăn;
  • Thị trường Việt Nam không có đầy đủ các linh kiện bán dẫn, IC đặc chủng đúng loại;
  • Không có các tài liệu cũng như thiết bị chuyên dụng phục vụ cho công tác kiểm tra sửa chữa tại xưởng;
  • Sau khi sửa chữa xong, các bộ ghi KW4/6 phải lắp rắp lên đầu máy vận hành kéo tầu mới kiểm tra được toàn bộ công tác sửa chữa có đạt hay không

Do vậy, cần phải có một bộ thiết bị chuyên dụng để mô phỏng toàn bộ sự hoạt động của bộ ghi như khi lắp trên đầu máy đang vận dụng. Khi đó có thể giải quyết được các vấn đề nêu trên đồng thời chủ động trong công tác kiểm tra, sửa chữa đảm bảo an toàn khi vận dụng kéo tầu của đầu máy.

Với lợi thế của một đơn vị có đội ngũ kỹ thuật mạnh và kinh nghiệm có được khi triển khai thành công với nhiều đề tài KHCN về điện, điện tử đầu máy, Ban Chủ nhiệm đã đăng ký, thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị chuyên dụng SIMULATION BOX FOR KWR4/6 để thử nghiệm hộp đen đầu máy D19E”.

  1. Kết quả nghiên cứu:

Ban chủ nhiệm đề tài đã thực hiện được nhiệm vụ nghiên cứu với những nội dung chính như sau:

  • Nghiên cứu, xây dựng kết cấu, linh kiện cần thiết của thiết bị kiểm tra bộ ghi.

Sau khi đã nghiên cứu, nắm rõ các tính năng hoạt động của bộ ghi lắp trên đầu máy và trên cơ sở thực tế sau một thời gian sử dụng, các tín hiệu I/O thường bị hỏng và cần phải sửa chữa. Trong quá trình sửa chữa cần phải có thiết bị chuyên dụng có tính năng hoạt động tương tự như trên đầu máy để kiểm tra, để sau khi kiểm tra sửa chữa xong là lắp lên đầu máy đạt chất lượng.

                    Hình 1. Sơ đồ khối hoạt động ghi và đọc dữ liệu bộ ghi KWR4/6

  • Thiết kế, lựa chọn thiết bị, linh kiện hoàn thiện thiết bị SILULATION BOX FOR KWR4/6.

Sơ đồ mạch ghi nhận tín hiệu digital input

Tín hiệu digital input trong các loại bộ ghi sử dụng công nghệ số, hiện nay trên thế giới đều có thiết kế tín hiệu này tuỳ theo mỗi nhà chế tạo có số lượng nhiều hay ít nhằm để ghi nhận các tín hiệu vào thẻ nhớ. Một số tín hiệu điều khiển đầu máy được thể hiện trong Hình 2 từ SE1 đến SE14.

Sơ đồ thiết kế và lắp ráp cảm biến áp lực

Cảm biến áp lực được thiết kế lắp trên đường ống gió đoàn xe nhằm ghi lại bằng đồ thị việc thay đổi về áp suất ống hãm đoàn xe. Cảm biến này trong công tác phân tích một số sự cố trong vận dụng rất cần thiết để phân định rõ nguyên nhân gây sự cố.

 

Sơ đồ kết nối cáp RS232

Giao diện phần mềm để kiểm tra các tính năng hoạt động của bộ ghi

  1. Khả năng ứng dụng và hiệu quả kinh tế:

Khả năng ứng dụng:

Đề tài thực hiện đầy đủ, kỹ lưỡng từng bước từ nghiên cứu vấn đề đến giải quyết vấn đề, từ nghiên cứu lý thuyết đến thực tiễn có kết quả đánh giá. Đề tài đã thực hiện thử nghiệm thành công và đang được đơn vị sử dụng trong sửa chữa bộ ghi và đồng hồ tốc độ. Sản phẩm đáp ứng yêu cầu áp dụng tại các đơn vị trong ngành quản lý và vận dụng đầu máy D19E.

Hiệu quá kinh tế - kỹ thuật:

  • Giải quyết được các nhược điểm đối với công tác sửa chữa thủ công khi không có thiết bị kiểm tra, giảm thời gian sửa chữa xuống còn 1÷2 ngày (trước đây khoảng 15 ngày);
  • Kiểm soát được toàn bộ thông số kỹ thuật của bộ ghi như quá trình làm việc bình thường;
  • Kiểm soát được chất lượng sửa chữa ngày sau khi lắp ráp lên máy không cần phải theo dõi kết quả sửa chữa như trước đây qua đó giảm chi phí dầu mỡ cho công tác nổ máy, chạy máy dồn dịch, giảm sự ảnh hưởng của việc sửa chữa bộ ghi đến việc sửa chữa các thiết bị, bộ phận khác trên đầu máy;
  • Tiết kiệm chi phí đầu tư thiết bị

Qua khảo sát thông tin từ các hãng chế tạo các loại bộ ghi sử dụng lắp trên phương tiện giao thông lắp trên đầu máy Diesel có những chức năng tường tự nhưng không phải cho loại bộ ghi KWR4 và KWR6 có giá bán (FOB) khoảng 5.000 USD, tương đương khoảng 100 triệu. Hiệu quả kinh tế của đề tài 100.000.000 - 6.515.000 = 93.485.000 VNĐ;

  • Hiệu quả kinh tế mang lại khi sử dụng sản phẩm đề tài

Khi sửa một bộ ghi bình thường khoảng 1 tuần thì xong. Trong khi sửa một đầu máy để đưa lên đầu máy chạy thử, cần một ban lái tầu, cần đường chạy thử. Chi phí dự tính là 2.200.000 đồng trong đó: (a) Nhiên liệu chạy máy 50l thành tiền 50 x 20.000 = 1.000.000 VNĐ; (b) Tiền lương trả cho ban máy 3 ngày thành tiền cơ bản: 2 (người) x 3 (ngày) x 200.000 VNĐ = 1.200.000 VNĐ. Đây cũng chính là kinh phí tiết kiệm từ việc sử dụng kết quả nghiên cứu của đề tài.

  1. Địa chỉ lưu trữ kết quả nghiên cứu:

Hồ sơ và báo cáo thuyết minh đề tài được lưu trữ tại Ban Hợp tác quốc tế và Khoa học công nghệ, Tổng công ty Đường sắt Việt Nam. Địa chỉ: Số 118 Lê Duẩn, Hoàn Kiếm, Hà Nội. Người liên hệ: ông Lê Khang - Chuyên viên Ban HTQT&KHCN, điện thoại liên hệ: 04.38223650, di động: 0912505231.