Systemy imc w kolejnictwie – testy Wuppertal Sky Train

Jak systemy pomiarowe imc  wspierają testy uruchomieniowe pojazdów szynowych?

Systemy imc w kolejnictwie umożliwiają precyzyjną rejestrację sygnałów mechanicznych, elektrycznych i strukturalnych podczas testów uruchomieniowych pojazdów szynowych. Przykładem takiego zastosowania były badania nowych wagonów kolei podwieszanej Wuppertal Sky Train, gdzie wykorzystano systemy akwizycji danych imc CRONOS do oceny bezpieczeństwa konstrukcji i parametrów pracy pojazdu.

Testy uruchomieniowe pojazdów szynowych są jednym z najważniejszych etapów wdrożenia nowego taboru do eksploatacji. Ich celem jest potwierdzenie, że konstrukcja pojazdu, układy napędowe, elementy nośne, wózki oraz punkty przegubowe pracują prawidłowo w rzeczywistych warunkach obciążenia.

W przypadku nowej generacji wagonów Wuppertal Sky Train, czyli słynnej kolei podwieszanej w niemieckim Wuppertalu, pomiary realizowano z wykorzystaniem systemów imc Test & Measurement. Był to projekt szczególnie wymagający, ponieważ dotyczył nietypowego środka transportu, którego konstrukcja i sposób pracy różnią się od klasycznych pojazdów szynowych.

Czym jest Wuppertal Sky Train?

Wuppertal Sky Train, znany również jako kolej podwieszana w Wuppertalu, to jeden z najbardziej rozpoznawalnych systemów transportu miejskiego w Niemczech. Funkcjonuje od 1901 roku i każdego dnia przewozi około 85 000 pasażerów.

Kolej podwieszana jest symbolem miasta Wuppertal i wyjątkowym przykładem infrastruktury transportowej, w której pojazdy poruszają się nad ulicami oraz rzeką Wupper. Ze względu na charakter konstrukcji, testy nowych wagonów muszą uwzględniać nie tylko komfort jazdy i parametry eksploatacyjne, ale przede wszystkim bezpieczeństwo mechaniczne całego układu.

Nowe wagony określane jako „Generation 15” zastąpiły starszą flotę pojazdów przegubowych z lat 1972-1974. Wprowadzenie nowej generacji oznaczało znaczące zmiany techniczne, w tym zastosowanie nowoczesnego wyposażenia elektronicznego, systemu sterowania i zabezpieczenia ruchu ETCS oraz trójfazowych silników asynchronicznych z możliwością odzysku energii podczas hamowania.

Po co wykonuje się testy uruchomieniowe pojazdów szynowych?

Testy uruchomieniowe pojazdów szynowych wykonuje się po to, aby potwierdzić bezpieczeństwo, trwałość i poprawność działania pojazdu przed dopuszczeniem go do regularnej eksploatacji. Obejmują one między innymi pomiary odkształceń, obciążeń, drgań, temperatur, sygnałów elektrycznych oraz parametrów pracy układów sterowania.

W praktyce takie badania pozwalają odpowiedzieć na kluczowe pytania:

• Czy konstrukcja pojazdu zachowuje się prawidłowo pod obciążeniem?
• Czy elementy nośne nie są narażone na nadmierne naprężenia?
• Czy wózki, punkty przegubowe i korpus pojazdu spełniają wymagania trwałości zmęczeniowej?
• Czy układy napędowe i sterowania pracują zgodnie z założeniami projektowymi?

W przypadku Wuppertal Sky Train istotna była szczególnie ocena komponentów konstrukcyjnych. Znaczna część kanałów pomiarowych została wykorzystana do rejestracji sygnałów z tensometrów, które pozwalają analizować bardzo małe zmiany odkształcenia w strukturze pojazdu.

Jakie systemy pomiarowe imc wykorzystano w projekcie Wuppertal Sky Train?

Do testów uruchomieniowych nowych wagonów Wuppertal Sky Train wykorzystano trzy systemy pomiarowe imc CRONOS. Każde urządzenie miało 32 kanały pomiarowe, a konfiguracja obejmowała karty wzmacniaczy UNI2-8.

Systemy imc CRONOS zostały wybrane ze względu na ich modułową budowę, dużą liczbę kanałów, odporność mechaniczną oraz możliwość pracy w aplikacjach mobilnych. To ważne, ponieważ testy pojazdów szynowych często prowadzi się bezpośrednio w pojeździe, w warunkach ograniczonej przestrzeni i przy dużej liczbie przewodów pomiarowych.

W projekcie zastosowano:

• trzy systemy akwizycji danych imc CRONOS,
• cztery karty wzmacniaczy UNI2-8,
• 32 kanały pomiarowe na każde urządzenie,
• oprogramowanie imc STUDIO do konfiguracji i obsługi pomiarów.

Taka konfiguracja umożliwiła jednoczesną rejestrację wielu sygnałów z różnych punktów konstrukcji pojazdu.

Dlaczego pomiar odkształceń jest tak ważny w badaniach pojazdów szynowych?

Pomiar odkształceń pozwala ocenić, jak konstrukcja pojazdu reaguje na rzeczywiste obciążenia podczas jazdy. Dzięki tensometrom można wykrywać nawet bardzo małe zmiany w strukturze, które są istotne przy ocenie trwałości zmęczeniowej i bezpieczeństwa eksploatacyjnego.

W badaniach Wuppertal Sky Train tensometry wykorzystano do analizy elementów konstrukcyjnych wagonów, wózków oraz punktów przegubowych. Celem było sprawdzenie, czy poszczególne komponenty zachowują odpowiedni margines bezpieczeństwa i czy ich praca nie prowadzi do nadmiernych naprężeń.

Rejestracja sygnałów tensometrycznych wymaga bardzo dokładnego toru pomiarowego. Mierzone napięcia mogą znajdować się w zakresie zaledwie kilku mikrowoltów, dlatego kluczowe znaczenie ma niski poziom szumów, stabilność wzmacniaczy, wysoka rozdzielczość oraz poprawna konfiguracja kanałów pomiarowych.

W omawianym projekcie systemy imc CRONOS umożliwiły rejestrację częstotliwości istotnych dla pomiarów do 200 Hz oraz przetwarzanie sygnałów z odpowiednio wysoką rozdzielczością.

Jaką rolę pełni oprogramowanie imc STUDIO?

imc STUDIO służy do konfiguracji systemów pomiarowych, zarządzania kanałami, obsługi czujników, rejestracji danych oraz kontroli przebiegu testów. W przypadku dużych aplikacji wielokanałowych ułatwia uporządkowanie konfiguracji i ogranicza ryzyko błędów pomiarowych.

Podczas testów Wuppertal Sky Train systemy imc CRONOS były konfigurowane właśnie z użyciem imc STUDIO. Oprogramowanie zapewniało między innymi przejrzystą listę kanałów, funkcje sortowania i filtrowania, asystentów konfiguracji, zintegrowane zarządzanie czujnikami oraz obsługę TEDS.

W praktyce jest to szczególnie ważne przy pomiarach, w których jednocześnie pracuje kilkadziesiąt lub kilkaset kanałów. Każdy kanał musi być poprawnie opisany, przypisany do właściwego czujnika, skonfigurowany pod względem zakresu, jednostki, typu wejścia i parametrów próbkowania.

Dobrze przygotowane środowisko pomiarowe pozwala szybciej rozpocząć testy, łatwiej kontrolować poprawność danych i sprawniej analizować wyniki po zakończeniu pomiarów.

Dlaczego imc CRONOS sprawdza się w mobilnych testach uruchomieniowych?

imc CRONOS sprawdza się w mobilnych testach uruchomieniowych, ponieważ łączy dużą liczbę kanałów pomiarowych, kompaktową konstrukcję, odporność na warunki pracy oraz możliwość elastycznej konfiguracji wejść pomiarowych.

W badaniach pojazdów szynowych system pomiarowy musi działać stabilnie w warunkach rzeczywistej eksploatacji. Urządzenia są montowane w pojeździe, narażone na drgania, ograniczoną przestrzeń, wiele połączeń kablowych oraz zmienne warunki środowiskowe. Z tego względu ważna jest nie tylko dokładność pomiarowa, ale również mechaniczna niezawodność systemu.

Systemy imc CRONOS są przeznaczone do takich zastosowań, ponieważ umożliwiają jednoczesny pomiar wielu typów sygnałów, w tym sygnałów z tensometrów, czujników napięciowych, prądowych, czujników temperatury, akcelerometrów czy sygnałów cyfrowych. Dzięki temu jeden system może obsługiwać wiele obszarów badania pojazdu.

Co pokazuje przykład Wuppertal Sky Train?

Przykład Wuppertal Sky Train pokazuje, że nowoczesne systemy akwizycji danych są kluczowym elementem procesu uruchamiania i walidacji pojazdów szynowych. Bez precyzyjnych pomiarów trudno wiarygodnie ocenić bezpieczeństwo konstrukcji, trwałość komponentów i poprawność działania całego pojazdu.

W projekcie uczestniczyło wiele firm. Za rozwój mechaniczny nowych pojazdów oraz integrację systemową odpowiadała PROSE AG, działająca na zlecenie Vossloh, generalnego wykonawcy w zakresie budowy pojazdów. Testy uruchomieniowe wspierane były przez rozwiązania pomiarowe imc, które umożliwiły rejestrację danych niezbędnych do oceny konstrukcji.

Zastosowanie systemów imc CRONOS i oprogramowania imc STUDIO pozwoliło sprawnie przeprowadzić pomiary, uporządkować konfigurację kanałów i pozyskać dane wymagane do dalszej analizy inżynierskiej.

Systemy imc w testach pojazdów szynowych – gdzie można je wykorzystać?

Systemy pomiarowe imc mogą być stosowane w wielu obszarach badań pojazdów szynowych, między innymi do:

• pomiarów odkształceń konstrukcji,
• analizy trwałości zmęczeniowej,
• pomiarów drgań,
• testów układów napędowych,
• pomiarów temperatury,
• rejestracji sygnałów elektrycznych,
• walidacji prototypów,
• badań homologacyjnych i uruchomieniowych,
• diagnostyki komponentów mechanicznych,
• integracji pomiarów analogowych z danymi magistralowymi.

Dzięki modułowej architekturze system może być dopasowany zarówno do mniejszych stanowisk testowych, jak i do rozbudowanych aplikacji wielokanałowych w transporcie szynowym, automotive, energetyce, przemyśle maszynowym czy lotnictwie.

Podsumowanie

Testy uruchomieniowe nowych wagonów Wuppertal Sky Train są dobrym przykładem zastosowania systemów imc Test & Measurement w wymagających badaniach pojazdów szynowych. W projekcie wykorzystano trzy systemy imc CRONOS, karty wzmacniaczy UNI2-8 oraz oprogramowanie imc STUDIO. Głównym zadaniem pomiarów była rejestracja sygnałów tensometrycznych, które pozwoliły ocenić bezpieczeństwo i trwałość elementów konstrukcyjnych pojazdu.

Dla firm prowadzących testy pojazdów, maszyn lub konstrukcji mechanicznych oznacza to możliwość budowy kompletnego, elastycznego i precyzyjnego systemu pomiarowego, który można dostosować do konkretnej aplikacji.

Systemy Pomiarowe oferują rozwiązania imc Test & Measurement do akwizycji danych, pomiarów wielokanałowych, testów strukturalnych oraz badań pojazdów i komponentów mechanicznych. Pomagamy dobrać konfigurację sprzętu, moduły wejściowe oraz oprogramowanie do konkretnego zastosowania pomiarowego.

„`