ДонНТУ   Портал магистров

Илюшин Данил Викторович

Факультет инженерной механики и машиностроения

Горнозаводского транспорта и логистики

Специальность Наземные транспортно-технологические комплексы

Повышение ресурса наземно-транспортных технологических машин за счет мониторинга и эффективного управления рабочими процессами

Научный руководитель: д.т.н., проф. Пенчук Валентин Алексеевич

Повышение ресурса наземно-транспортных технологических машин за счет мониторинга и эффективного управления рабочими процессами

Содержание

• Введение
• 1. Актуальность темы
• 2. Обзор исследований и разработок
• 3. Основной раздел
• Выводы
• Список источников

Введение

Cистема мониторинга транспорта на основе gps приемника используется компаниями, которые имеют собственный автопарк для доставки оптовых или розничных товаров, оснащают транспортные средства устройствами, отслеживающие его перемещения в режиме онлайн благодаря системе Глонасс. Система мониторинга транспорта – это удобная технология, которая позволяет получать оперативные сведения о местонахождении того или иного автомобиля, его скорости, расхода топлива и других показателях. Если при осуществлении доставки транспортное средство нарушило запланированный маршрут, у него произошел слив бензина или произошло ЧП, система мониторинга транспорта позволит максимально быстро уведомить вас о случившемся.

1. Актуальность темы

В современном мире технологические машины становятся всё умнее сложнее и как следствие, дорогостоящее. И без надлежащей эксплуатации и контроля выполнения технологического процеесса и культуры эксплуатации машины ремонт машины происходит чаще чем запланированно. Как следствие происходят простои из-за которых теряется прибыль компании.

Для этого и предложено использовать комплекс контроля состояние ТС на базе телематических систем. А конкретно спутникового мониторинга транспорта который при грамотно разработанном решени позволить контролировать состояния ТС как в реальном времени, так и даёт возможность анализа данных за прошлый период.

2. Обзор литературы

В статье [1] приведена методика повышения безопасности и эффективности эксплуатации транспортно- технологических машин в северных районах Российской Федерации. Описана целевая функция оптимизации процесса эксплуатации транспортно-технологических машин в экстремальных климатических условиях. Предложены рекомендации по применению диагностических методов контроля изменений технического состояния с целью прогнозирования и выявления отказов машин. Показано, что повышение безопасности и эффективности эксплуатации машин, а также сокращение затрат на техническое обслуживание и ремонт напрямую зависят от своевременности и качества контроля изменений их технического состояния. В северных условиях актуальность этих мероприятий повышается и обусловлена негативным влиянием низких температур не только на узлы и агрегаты машин, но и на здоровье человека. Риск возникновения ДТП или несчастного случая минимизируется с помощью трехступенчатой системы контроля изменений технического состояния машин. Экономическая целесообразность этой системы объясняется возможностью внесения корректив в стратегию технического сервиса, прогнозируя и выявляя отказы до их наступления. Описанная система технического контроля формирует предпосылки создания регламента замен деталей, лимитирующих надежность как для отечественных, так и для зарубежных машин, а также внедрения информационно-технической поддержки эксплуатации машин.

В работе [2] На основе анализа отказов транспортно-технологических машин, используемых при сооружении и содержании автомобильных и железных дорог, установлена необходимость оптимизации количества и периодичности проведения технических обслуживаний и ремонтов только тех элементов машин, которые предельно изношены. Повышение эксплуатационной надежности машин может быть достигнуто за счет организации непрерывного мониторинга их технического состояния и проведения выборочного обслуживания по требованию основных агрегатов, узлов и систем, которые могут отказать при их дальнейшей эксплуатации.

Вработе [[3] Разработана методика индивидуального подхода к технико-экономической оценке целесообразности использования СДМ на основе разработанной математической модели, на этапе эксплуатации жизненного цикла каждой машины с учетом ее стоимости, затрат на поддержание и восстановление работоспособности, объемов и стоимости выполненных работ, которая позволяет определять наработки окупаемости, прибыльной эксплуатации, КР и списания, а также дает возможность оценить прибыль, получаемую от работы машины при данных наработках. На основании разработанной методики, на примере погрузчика Амкодор 332 была проведена количественная оценка суммарного экономического эффекта на этапе эксплуатации жизненного цикла, а также определены наработки: окупаемости, получения максимальной прибыли и списания. Анализ исследований показывает, что этап эксплуатации жизненного цикла с учетом проведения КР погрузчика при наработке, соответствующей Нопт, по сравнению с традиционным подходом позволяет повысить прибыль в 2-3 раза. Организация агрегатного метода ремонта гидропривода и КР машины в целом при наработках, соответствующих максимальной прибыли, увеличивает этап эксплуатации жизненного цикла до 23-55 % с ростом прибыли на один моточас до 65 %

В статье [4] Рассмотрены основные методы организации процессов и систем с непрерывным отслеживанием изменений технического состояния элементов машин для предприятий и фирм, эксплуатирующих технологические и транспортные машины различных типов с учетом влияния условий эксплуатации. Выявлена необходимость поиска альтернатив традиционным методам технического обслуживания и ремонта машин, возникшая в связи с изменившимися условиями хозяйствования в сферах эксплуатации машин различного назначения, выявлены уровни сложности создаваемых программных средств, определен комплекс задач технической эксплуатации машин, а также способы поддержания функций мониторинга. Выполнена предварительная оценка экономической эффективности использования систем диагностического мониторинга при организации технического сервиса технологических и транспортных машин. Показано, что совершенствование методов управления надежностью машин в эксплуатации с разработкой систем и технологии применения мониторинга изменений технического состояния их узлов, агрегатов (диагностического мониторинга), позволяющих увеличить ресурс, обеспечить безотказность работы и повысить технико-эксплуатационные показатели машин, является актуальной проблемой

В работе [5]описано как при организации технического сервиса ТТМ необходимо учитывать постоянную вариацию нагрузки при изменениях в широких пределах климатических и местных условий их эксплуатации. Внедрение дорогостоящих средств периодической диагностики основных узлов и агрегатов в условиях ограниченных ресурсов эксплуатации и технического сервиса ТТМ является нецелесообразным. В условиях ограниченных ресурсов для обеспечения этого требования в эксплуатации должна использоваться диагностико-информационная подсистема мониторинга условий применения ТТМ в виде одной их подсистем технического сервиса, а также индивидуальный подход к оценке изменения технического состояния машин в зависимости от уровня жесткости условий эксплуатации.

В работе [6] Рассматривается вопрос мониторинга буровых установок. Так как внедрение мониторинга позволяет своевременно обнаружить и устранить дефекты, повысить техническую готовность горных машин в среднем на 18-25% исключить необоснованные разборочные работы, что позволяет сохранить технический ресур элементов (деталей) машин. Обеспечить полную выработку ресурса. (до 50% деталей отправляют в ремонт с недоиспользованным ресурсом) обеспечить работу машин с оптимальной регулировкой, что позволят снизить расходы на ГСМ и электроэнергии

В работе [7] Изложен подход к осуществлению мониторинга технического состояния автомобильных амартизаторов, позволяющих оперативно оценить их пригодность к дальнейшей эксплуатации по рассогласованию спектральной полотности вертикальных ускорений поодрессорных масс

Рассмотрена [8] возможность увеличения эффективности работы автотранспортного предприятия, занимающегося перевозками твердых бытовых отходов (ТБО) с помощью мониторинга транспортных средств.

3. Основной раздел

Преимущества использования системы мониторинга транспорта

Благодаря данной технологии схема грузоперевозок станет намного удобнее и мобильнее:
• Появляется возможность не только разработать оптимальный по длине и загруженности дорог маршрут, но и при необходимости скорректировать его в процессе.
• Исключаются незапланированные остановки, отклонения от маршрута, а также слив топлива, чем грешат недобросовестные водители. Система мониторинга транспорта позволит вам в любое время получить всю информацию о том, проходит ли грузоперевозка без нарушений или ваш персонал решил как-либо обмануть вас.
• Возможность в реальном времени отслеживать техническое состояние автомобиля и уведомить водителя о необходимости произвести внеплановую разрешенную остановку или о невозможности продолжать движение. Ваш автотранспорт никогда не сломается в дороге, потому что вы сможете заранее узнать о том, что те или иные узлы машины требуют сервисного обслуживания.
• Возможность в любой момент предоставить заказчику информацию о времени прибытия груза и местонахождении водителя в данный момент. Оборудование Терминал Galileosky v5.0 этот прибор собирает информацию с подключенных к нему датчиков и отправляет систему мониторинга где хранится все данные. Я остановился именно на этом устройстве , так как это один из передовых приборов и на нем реализован максимальный комплекс возможностей. Так же он отвечате критериям приказа Мит Транса РФ № 285 прибор «Эра ГЛОНАСС» ГЛОНАСС – Глобальная навигационная спутниковая система Установленный комплекс позволит решать следующие задачи:
- обеспечить мониторинг местоположения транспортных средств, в режиме реального времени т.е. непрерывный on-line контроль транспорта с использованием данных бортовых устройств, установленных на ТС, с периодом обновления информации о положении и состоянии каждой единицы транспорта не реже одного раза в 15 сек. в движении и 180 секунд во время стоянки (с возможностью изменения данного периода).
- Отображение местоположения, направления движения автотранспорта, состояния транспортного средства, подключенного дополнительного оборудования на электронной карте, определение состояния ТС, работы специальных систем и оборудования на основе показаний датчиков.
- Составление диспетчером/логистом зон контроля любой конфигурации (многоугольники, коридоры, окружности) в специальном редакторе, контроль прохождения установленных зон в заданный период времени, контроль начала и окончания работы ТС и оборудования.
- Ведение журнала нарушений, по каждому ТС в отдельности и в совокупности по предприятию, автоматический контроль выполнения маршрутных заданий с сигнализацией их нарушений, «спутниковый электронный одометр» - контроль скорости и реального пробега автомобиля, контроль напряжение бортовой сети.
- Формирование отчетов о движении транспорта и контроле автотранспорта. Контроль нецелевого использования транспорта, отклонений от маршрутов передвижения автотранспорта.
- Хранение полученной информации в базе данных.
- Возможность расширенного и комбинированного контроля параметров, передаваемых с датчиков, путем создания правил контроля.
- Прокладка оптимальных маршрутов перемещения транспорта, возможность сохранения их для дальнейшего использования в контроле перемещения по маршрутам.
- Механизм разграничения прав доступа сотрудников предприятия к функциям и базам данных программы, предоставление информации в разрезе для каждой Службы.
- Автоматическое формирование норм расхода топлива для выбранного ТС по отчетам за определенный период. Например, если в данный период производился хронометраж.

Важнейшими особенностями предлагаемых терминалов являются:

Время холодного старта 25 c Позволяет быстро определить положение объекта после включения массы Количество аналогово-дискретных и частотно-импульсных входов 4 Позволяет вести учет мото и машино часов, контролировать работу дополнительного оборудования (Вышка, доп. Генератор, компрессор, подъем кузова) Точность определения координат, 95% времени, не хуже 5 м Максимально точный учет пробега и местоположения Рабочий диапазон напряжения питания (в) 9…39 Не выйдет из строя при сбоях в электропроводке т/с Максимальное число камер, которые можно подключить по RS485 1 В случае необходимости можно оснастить, как видеорегистратор с передачей данных на сервер Максимальное число датчиков уровня топлива, которые можно подключить по RS485 16 В перспективе возможно оснастить датчиками уровня топлива, проточными датчиками и любыми устройствами с цифровым протоколом Максимальная измеряемая частота ДАВ 4 кГц Учет моточасов по частоте вращения любых типов генераторов, а следствие эффективную утилизацию Количество выходов управления (транзисторные выходы) 2 Возможность оснастить системой аварийной световой и звуковой сигнализации и предупреждения о внештатных ситуациях Наличие акселерометра да Контроль стиля вождения, расследование аварий Усиленные разъемы да Стойкость к вибрации Вес не более 150 г, средний срок службы 10 лет, размер 80 х 71 х 28 мм, Рабочий диапазон температур -40 …+ 85 С, степень защиты корпуса IP54

Контроль давления в шинах

ParkMaster TPMS 6-13 - это система дистанционного измерения давления и температуры в шинах автомобиля. Система TPMS 6-13 предназначена для установки на грузовой автотранспорт и обладает функцией памяти. Вы можете просмотреть информацию о последних 10-ти предупреждениях системы. Технические характеристики TPMaster TPMS 6-13:

• большой информативный дисплей
• мониторинг давления и температуры шин в реальном времени
• возможность мониторинга до 38 колес
• звуковое и визуальное оповещение о критических параметрах состояния колес
• автоматическая запись 10-ти последних критических показаний
• протокол передачи данных по интерфейсу RS-232

Датчик температуры Dallas 18b20

Датчик можно питать напряжением от 3 до 5,5В
Датчик может измерять температуру от -55 до 125 °C
Датчик имеет цифровое разрешение от 9 до 12 бит
Точность измерения +/- 0,5 °C в диапазоне от -10 до 85 °C
Точность измерения: + /- 2 °C для диапазона от -55 до 125 °C
Дрейф измерения +/- 0,2 °C
Использует для передачи данных протокол 1-Wire

ДУТ – Датчик уровня топлива

Осуществляет контроль топлива.

Функции: Контроль заправок и сливов топлива. Фиксация недоливов на заправках, также помогает определить насколько качественное топливо было залито, что влияет на расход и рабочие органы двигателя. Позволяет контролировать расход топлива при выполнении технологических операциях. Данные по топливу первый параметр при учете качества управления ТС водителем и выполнения технологических процессов. Всё выше указанное возможно только при правильной настройке, установке и тарировке бака

В основу работы ДУТа положен принцип работы емкости. Внутри измерительной трубки находится вторая трубка. При заполнении пространства между ними топливом, емкость датчика меняется, что приводит к изменению сопротивления прибора и изменению выходного напряжения (аналоговый режим работы), частоты (частотный режим работы). Электронная часть датчика вычисляет выходное напряжение, а также производит температурную коррекцию выходного напряжения. Температурная коррекция позволяет использовать ДУТ в любое время года без дополнительных настроек оборудования. Зимой на холоде топливо сжимается, как и любое вещество, летом, на жаре, -расширяется. Для компенсации данных эффектов и использует корректировка по температуре. Исполнение трубки из специального запатентованного материала позволяет свести к минимуму погрешности измерения, возникающие из-за наличия парафина и воды в топливе.

Датчик использует проводное соединение с терминалом по цифровому интерфейсу RS485.Терминал считывает код уровня и температуру топлива и отправляет на сервер в «сыром», программном виде. А уже непосредственно в ПО вносится тонировочная таблица, на основе которой ПО с помощью «сырых данных» производится расчёт топлива в литрах и вывод его на экран

От точности тарирования топливного бака зависят показания датчика которые описаны выше. Поэтому к этому процессу стоит отнестись ответственно. Калибровку датчика лучше доверять профессионалом, т.к. они не допустят недочетов при установке оборудования. После крепления датчика в корпус бензобака, начинается процесс тарировки. Для данного устройства он производится с помощью персонального компьютера и специального комплекта настройки (программирующее устройство и специализированные кабели передачи данных). Благодаря использованию вычислительной техники, настройка получается более быстрой и точной. На экране ПК Вы сможете видеть тарировочную таблицу.

Анализ данных

Целью всей системы является анализ данных получаемый с комплекса датчиков. В большинстве предприятий списание топлива проводят на основе показаний одометра или счётчика моточасов и израсходованного топлива. Но топливо замеряется в лучшем случае линейкой, а в распространенном варианте обычной деревяной палкой, хорошо ещё если она с отметками. Благодаря контролю топлива учет топлива ведётся непрерывно и исключаются ситуации по недостачи топлива. Но это позиция со стороны Бухгалтерии. Постоянно анализируя расход автомобиля, мы можем диагностировать несправности двигателя по нескольким показателям. Например температура обратного топлива.

Мы можем наблюдать повышенную температуру, что может означать неисправность двигателя, что ведёт за собой увеличение расхода.

Мы можем наблюдать манеру и мастерство водителя по следующему графику

Если график выглядит как сейчас с довольно алавными переходами, значит водитель правильно эксплатирует ТС и соблюдает экономичный режим. Если б график был более конусообразным это говорило бы о том что водителю ТС нужно немного подучится управлению машиной.

Выводы

Контроль топлива ТС в движении или же при выполнении технологических операций, даёт довольно обширную информацию о качестве, эффективности и экономичности эксплуатации машины.

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: декабрь 2011 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Список источников

1. Журнал:ИНТЕЛЛЕКТ. ИННОВАЦИИ. ИНВЕСТИЦИИ Издательство: Оренбургский государственный университет (Оренбург) ISSN: 2077-7175
2. Журнал: Вестник Иркутского государственного технического университета
3. Повышение эффективности эксплуатации строительных и дорожных машин с учетом изменения их технического состояния к.т.н Кутузов, Виктор Владимирови
4. Хопкрофт Д. Введение в теорию автоматов, языков и вычислений / Д. Хопкрофт, Р. Мотвани, Д. Ульман. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2002. – 528 с.
5. Ito M. Algebraic theory of automata and languages / M. Ito. – World Scientific Publishing, 2004. – 199 pp.
6. Остренко А.Г. Определение остаточного ресурса амортизаторов автомобиля путём мониторинга их технического состояния // Инновационная наука. 2015. №8-2. URL: http://cyberleninka.ru/article/n/opredelenie-ostatochnogo-resursa-amortizatorov-avtomobilya-putyom-monitoringa-ih-tehnicheskogo-sostoyaniya (дата обращения: 16.01.2018).
7. Лунева Светлана Курусовна Задачи мониторинга процесса перевозки твердых бытовых отходов // ТТПС. 2013. №2 (24). URL: http://cyberleninka.ru/article/n/zadachi-monitoringa-protsessa-perevozki-tverdyh-bytovyh-othodov (дата обращения: 12.12.2017).