Pomiary Automatyka Robotyka 9/2005
Tachograf elektroniczny T-130P
Przedstawiony elektroniczny tachograf jest przeznaczony do pojazdów szynowych.
Bogusław Borucki
W artykule opisano rozwiÄ…zania konstrukcyjne zastosowane w tachografie T 130P
Jan Goska
Jerzy Niewiatowski * oraz rozwiązania ideowe jednostki rejestrującej i pozostałych zespołów tachografu,
a także program do odczytywania i prezentacji zapisu za pomocą komputera PC
ezpieczeństwo ruchu pojazdów szynowych, jak
Zasada działania
i ekonomika ich eksploatacji wymaga ciągłego
Bpomiaru i rejestrowania podstawowych para- Tachograf T-130P składa się z jednostki centralnej, prze-
metrów ruchu  prędkości, drogi i czasu oraz rejestra- twornika prędkości zamocowanego na piaście koła
cji funkcji roboczych pojazdu i czynności maszynisty. jezdnego i kabinowych mierników prędkości umiesz-
Funkcje te spełnia tachograf stanowiący obowiązkowe czonych w polu widzenia maszynisty. Schemat funkcjo-
wyposażenie pojazdów trakcyjnych poruszających się nalny zestawu tachografu T-130P przedstawia rys.1.
po torach, niezależnie od tego czy ruch odbywa się po Impulsy z przetwornika prędkości są przetwarzane
torach PKP, czy też po torach będących własnością wiel- przez układ mikroprocesorowy i przeliczane na war-
kich zakładów przemysłowych (np. kopalń, hut). tość prędkości z uwzględnieniem średnicy koła jezd-
Przez długi czas zapis podstawowych parametrów nego pojazdu. Jednostka centralna wytwarza sygnał do
ruchu realizowano na taśmie papierowej woskowa- sterowania kabinowych wskaz
ników prędkości oraz
nej [1]. Ta forma zapisu była powszechnie stosowana sygnały dwustanowe do sterowania i sygnalizacji, np.
od lat 30. do 80. XX wieku. Tachografy tej generacji przekroczenia określonych prędkości progowych.
są dotychczas powszechnie stosowane na kolei. Zapis Wszystkie informacje są rejestrowane w sposób ciągły
na taśmie papierowej ma szereg wad: odczyt jest mało w elektronicznej karcie pamięci (EKP). Karta jest włą-
precyzyjny, archiwizowanie i analiza dużej liczby taśm czana do gniazda rejestrującego przed rozpoczęciem
są kłopotliwe, zapis ma małą trwałość i małą odporność jazdy. Maszynista przez wpisanie kodu potwierdza
na uszkodzenie. Stosowane dotychczas tachografy me- swoją tożsamość. Każde wyłączenie EKP lub wyłączenie
chaniczne, rejestrujące na taśmie papierowej, w coraz napięcia zasilania, równoważne z przerwaniem ciągło-
mniejszym stopniu spełniają współczesne wymagania, ści zapisu, jest rejestrowane i sygnalizowane podczas
szczególnie dotyczące dokładności oraz możliwości odczytu. Po odbyciu jazdy karta pamięci EKP jest prze-
współpracy z urządzeniami pojazdu. kazana do odczytania i archiwizacji zapisu. Po odczyta-
W ostatnich latach powstała możliwość wykorzy- niu i skasowaniu zapisu karta pamięci EKP jest gotowa
stania pamięci elektronicznej jako nośnika informacji. do ponownego zapisu. W przypadku przepełnienia się
Ta forma zapisu jest bardzo wygodna do przecho- pamięci zapis jest kontynuowany, z tym że najstarsze
wywania i łatwa do analizy. Taki zapis zastosowano informacje są zastępowane nowymi zapisami. Zacho-
w tachografie T-130P, który został opracowany i jest wywane jest zawsze ostanie 75 godzin zapisu.
wytwarzany przez Przemysłowy Instytut Automatyki
i Pomiarów [2]. Typ T-130P pochodzi z serii T, liczba
130 oznacza maksymalną prędkość
w km/h, a litera P oznacza, że reje-
stracja informacji odbywa siÄ™ w elek-
tronicznej karcie pamięci  EKP. Za-
EKP
stosowanie pamięci elektronicznej
W j i
dwu náw
zapewnia Å‚atwy odczyt, prezentacjÄ™,
(8 w j /1)
n
analizÄ™ i archiwizacjÄ™ zapisanych in-
EKP
Wyj i
formacji. Małe wymiary, brak części
dwu náw
2
(dá 7 wyj )
ruchomych i zwarta konstrukcja mo-
dułu pamięci elektronicznej umoż-
liwia dobre zabezpieczenie zapisu K bináw
w k ~
niki
J dná k n r ln
podczas zderzenia, pożaru itp. N d jnik
r dká i hágr fu
r dká i
* dr inż. Bogusław Borucki,
1
mgr inż. Jan Goska,
yfráw r n i j
inż. Jerzy Niewiatowski d ny h RS 485
 Przemysłowy Instytut
Automatyki i Pomiarów, PIAP
Rys. 1. Schemat funkcjonalny tachografu kolejowego T-130P
6
KOLEJOWE
DWUSTANOWE
ALARMY
SYGNA Y
Pomiary Automatyka Robotyka 9/2005
Oprócz zapisu w EKP włączanej przez maszynistę
Jednostka centralna tachografu
w zewnętrzne gniazdo jednostki centralnej tachografu
Do jednostki centralnej tachografu są doprowadzane równolegle następuje rejestracja w wewnętrznej EKP
informacje z pojazdu, tj. sygnał prędkości, sygnały - w jednostce centralnej. Przy czym w pamięci we-
dwustanowe oraz informacje z klawiatury. Informa- wnętrznej pozostaje zawsze zapis z ostatnich 75 godzin
cje te są przetwarzane i porównywane z zapisanymi pracy, który w sposób ciągły jest zastępowany nowymi
w pamięci tachografu wartościami progowymi oraz informacjami. Pamięć wewnętrzna może być odczytana
zapisywane w elektronicznej karcie pamięci (EKP). w wypadku utraty zapisu EKP zewnętrznej lub w przy-
Ponadto jednostka centralna tachografu wytwarza sy- padku innych zdarzeń, jako potwierdzenie zapisu karty
gnał cyfrowy do sterowania kabinowymi wskaz
nikami podstawowej.
prędkości (RS-485) oraz sygnały dwustanowe związane
z przekroczeniem ustalonych wartości prędkości pro-
Przetwornik prędkości
gowych do sterowania układami pojazdu, np. aktywa-
cja czuwaka, blokada otwarcia drzwi. Dwa wyjścia Przetwornik prędkości pojazdu jest mocowany do tulei
są wykorzystane do sygnalizacji obecności i stopnia łożyskującej oś wózka jezdnego pojazdu. Część wiru-
zapełnienia EKP. Jedno z wyjść tachografu jest przy- jąca - rotor przetwornika jest sprzęgnięta z osią wózka
stosowane do współpracy ze sterownikiem. Wyjście za pomocą zabieraka. Przetwornik prędkości wytwarza
to generuje sygnał prostokątny, który może służyć do sygnał do sterowania układem pomiaru prędkości i dro-
sterowania procesami realizowanymi w funkcji drogi gi. Konstrukcja przetwornika jest przystosowana do
 np. w autobusach szynowych sygnały używane są do trudnych warunków pracy, jakie panują w miejscu jego
automatycznego zapowiadania kolejnych przystanków. zainstalowania (na osi pojazdu), tj. silnych drgań, uda-
Jednostka centralna tachografu powinna być zlokalizo- rów i bezpośredniego oddziaływania warunków atmos-
wana w miejscu gdzie nie jest narażona bezpośrednio ferycznych. Przetwornik wytwarza sygnał impulsowy.
na zniszczenie zarówno podczas normalnej eksploata-
Data Czas  godz. : min
cji, jak i podczas zderzenia.
Na płycie czołowej jednostki centralnej tachografu Liczba godzin
Prędkość
zapisu w EKP
znajduje się gniazdo elektronicznej karty pamięci
21 - 03 - 2004 11:55
000 km/h EKP:37h
(EKP), wyświetlacz i klawiatura. EKP, na której na
Droga przebyta od czasu resetu
0.033.737,543km
jednostki centralnej
bieżąco są zapisywane informacje, jest włączana do
SPRAWDZ ID! Wy7=0
gniazda jednostki centralnej tachografu przed rozpo-
Wezwanie do wpisania kodu
częciem jazdy. Maszynista po włączeniu karty wpisuje
kod identyfikacyjny, co jest potwierdzane odpowied-
nim komunikatem. Brak karty lub kodu, prócz komuni-
katu na wyświetlaczu, może być sygnalizowany lampką
umieszczonÄ… na pulpicie sterujÄ…cym maszynisty. Od-
dzielnie jest sygnalizowany końcowy etap zapisu EKP,
gdy do całkowitego zapełnienia pamięci pozostaje
mniej niż 10 godzin pracy.
Rys. 2. Wyświetlacz i klawiatura jednostki centralnej tacho-
grafu
Wyświetlacz i klawiatura służą do wprowadzania nie-
zbędnych nastaw: daty, czasu, kodu ID (kod identyfika-
cyjny), średnicy rzeczywistej koła jezdnego, wartości Elementem przetwarzającym jest czujnik hallotronowy
progowych sygnalizacji prędkości. Widok wyświetlacza pobudzany przez magnesy trwałe umieszczone w roto-
wraz z klawiaturą przedstawia rys. 2. Na wyświetlaczu rze przetwornika. Podczas jednego obrotu koła są wy-
są wyświetlane informacje potwierdzające poprawne twarzane cztery impulsy. Zapewnia to rozdzielczość
wpisanie kodu, wskazujące bieżący czas, prędkość zapisu nie gorszą niż 1 m. Zespół czujnika jest umiesz-
i inne informacje niezbędne podczas wykonywania czony w stalowej grubościennej obudowie zapewniają-
nastaw za pomocą klawiatury. Za pomocą klawiatury cej niezbędną odporność mechaniczną i ekranowanie
można nastawiać czas zegara wewnętrznego, wpisy- od wpływu zewnętrznych pól magnetycznych.
wać kod identyfikacyjny maszynisty, sprawdzić czas
pracy pamięci, wpisywać aktualną wartość średnicy
koła, ustawiać wartości prędkości progowych. Niektóre
Kabinowe wskaz
niki prędkości
funkcje nastaw są zastrzeżone wyłącznie dla obsługi
serwisowej, np. zerowanie licznika drogi tachografu, Kabinowy wskaz
nik prędkości umieszczony na pulpi-
zmiana średnicy nominalnej koła. Czynności te wyma- cie maszynisty wskazuje aktualną prędkość pojazdu.
gajÄ… wÅ‚Ä…czenia  serwisowej EKP. Karta EKP pozwala Zastosowano tu szerokokÄ…tne (270°), czytelne wskaz
-
na zapisanie 75 godzin pracy. Na 10 godzin przed za- niki o zakresie odczytu dostosowanym do rodzaju po-
pełnieniem EKP pojawia się sygnał ostrzegający ma- jazdu. Jest to typowy ustrój logometryczny stosowany
szynistę. Przed całkowitym zapełnieniem EKP należy w technice motoryzacyjnej. Transmisja pomiędzy jed-
włączyć inny egzemplarz pamięci, a zapisany przekazać nostką centralną a kabinowymi wskaz
nikami prędkości
do odczytu. odbywa się za pomocą sygnałów cyfrowych RS-485.
7
Pomiary Automatyka Robotyka 9/2005
Informacje zilustrowane na tym rysunku, to przebieg
Program do odczytu i prezentacji
trasy zapisanej przez tachograf T-130P zamontowany
zapisu  TACHOxGRAF
w autobusie szynowym (numer służbowy  711857).
Wraz z konstrukcjÄ… tachografu serii T-130P opraco- Dane zapisane do zbioru sÄ… szyfrowane i zaopatrzo-
wano program TACHOxGRAF do odczytu, archiwizacji ne w sumÄ™ kontrolnÄ… celem zabezpieczenia ich przed
i prezentacji zapisu informacji z elektronicznych kart ingerencją z zewnątrz. Przyjęta forma zapisu pozwala
pamięci (EKP) [2]. Rys. 3 przedstawia tytułową planszę na łatwą archiwizację i wyszukiwanie potrzebnych in-
tego programu. Program przenosi informacje zapisane formacji.
w EKP do komputera PC w celu odczytania i archiwi-
zacji. Połączenia EKP do gniazda komputera (RS) doko-
nuje siÄ™ za pomocÄ… specjalistycznego interfejsu.
Rys. 4. Rozwinięte okno  Wykres  obraz prezentowany na ekra-
nie komputera
Rys. 3. Tytułowa plansza programu TACHOxGRAF
Badania laboratoryjne i eksploatacyjne
tachografu T-130P
Program TACHOxGRAF realizuje dwie funkcje
(usługi), związane z przetwarzaniem informacji zapi-
sanych w EKP: Tachografy kolejowe, jako urzÄ…dzenia wytwarzajÄ…ce
1. Obsługa EKP  funkcja umożliwia zebranie infor- w efekcie swego działania dokument z przebiegu jazdy,
macji z EKP i zapisanie ich do zbioru (archiwizacja). Ko- podlegają szczegółowym przepisom krajowym i mię-
rzystając z tej funkcji, można również skasować pamięć, dzynarodowym i muszą spełniać wymagania określone
zmienić nr ID EKP, zmienić hasła dostępu do zmiany tymi przepisami.
numeru EKP i zerowania EKP. Można też dopisać in- Podstawowe wymagania zawarte są w dokumentach
formacjÄ™ tekstowÄ…. normatywnych [3, 4, 5].
2. Wykres  funkcja pozwala obejrzeć na ekranie Badania laboratoryjne zostały wykonane przez Cen-
graficznie przedstawione dane ze zbioru uprzednio trum Naukowo-Techniczne Kolejnictwa. Badania eks-
utworzonego w funkcji Obsługa EKP. ploatacyjne zostały wykonane u użytkowników pod
Przykładowy zapis prezentowany na ekranie kompu- nadzorem CNTK.
tera przedstawia rys. 4. Jest to fragment rzeczywistego Badania te potwierdziły spełnienie wymagań przez
zapisu dokonanego (jak można odczytać) 04 sierpnia tachografy serii T-XXXP. Wytwarzane w PIAP tacho-
2003 r. o godzinie 18:13:12 po przebyciu przez pojazd grafy sÄ… instalowane w pojazdach szynowych nowych
5478,743 km  w tym punkcie stoi kursor  Pozycja . i modernizowanych. Tachografy T-130P zainstalowano
Ustawienie kursora w punkcie, który ma być anali- w autobusach szynowych obsługujących regionalne
zowany powoduje wyświetlenie informacji jakie mu przewozy pasażerskie oraz w lokomotywach eksplo-
odpowiadają. Poniżej zapisu prędkości znajduje się atowanych w przewozach towarowych.
8 linii ilustrujących stan wejść sygnałów roboczych.
Stan spoczynkowy zapisany w postaci ciÄ…gu pionowych
kresek czerwonych zapisywanych co 1 sekundÄ™ na sta-
Podsumowanie
łym poziomie. Stan aktywny wejścia jest sygnalizowany
zmianą poziomu położenia kresek. Opracowanie i wdrożenie do produkcji elektronicz-
Kolor zapisu zmienia się na zielony. W dolnej części nego tachografu rejestrującego informacje w pamięci
znajdują się okna dialogowe i  przyciski umożliwia- stałej umożliwiło pełną modernizację trakcyjnych po-
jące zmianę skali czasu obserwowanego zapisu. Mak- jazdów szynowych, eksploatowanych zarówno przez
symalna rozdzielczość odczytu (zapisu) jest możliwa koleje państwowe, jak i przez prywatnych przewoz
ni-
co 1 sekundę. Program pozwala również na wydruko- ków (szczególnie przewozów towarowych). Moderni-
wanie obrazu obserwowanego na ekranie. zacja taka stała się niezbędna ze względu na wzrastające
8
Pomiary Automatyka Robotyka 9/2005
wymagania bezpieczeństwa oraz konieczność
poprawy ekonomiki eksploatacji pojazdów.
Tachografy wytwarzane w Przemysłowym
Instytucie Automatyki i Pomiarów PIAP są in-
stalowane w pojazdach szynowych nowych
i modernizowanych. Tachografy T-130P zain-
stalowano w autobusach szynowych obsługu-
jących regionalne przewozy pasażerskie oraz
w lokomotywach eksploatowanych w przewo-
zach towarowych.
RozwiÄ…zania konstrukcyjne zastosowane
w tachografach serii T-XXXP (np. T-130P,
T-160P) są umożliwiają łatwe wprowadzanie
zmian wynikajÄ…cych z rozwoju techniki i ewen-
tualnych nowych wymagań użytkowników.
Dodatkowe informacje, np. parametry tech-
niczne, znajdujÄ… siÄ™ na stronie internetowej:
www.piap.pl.
Bibliografia
1. B. Borucki, Dobór cech konstrukcyjnych
układu zapisu na papierowej taśmie ta-
chografu, Praca doktorska, Politechnika
Warszawska, Wydział Mechatroniki, 1998.
2. B. Borucki, J. Goska, J. Niewiatowski, Po-
miar i rejestracja parametrów ruchu
i funkcji roboczych w szynowych pojaz-
dach trakcyjnych. tachograf T-130P, Mate-
riały konferencyjne AUTOMATION 2004,
Wyd. PIAP, s. 571 578.
3. PN-EN 50155:2002 (U) Zastosowania ko-
lejowe. Wyposażenie elektroniczne stoso-
wane w taborze.
4. IEC 61133:1992 Trakcja elektryczna. Tabor
kolejowy. Metody prób elektrycznego i cie-
płoelektrycznego taboru kolejowego po za-
kończeniu budowy i przed przekazaniem
do eksploatacji.
5. Tymczasowe Warunki Techniczne Wykona-
nia i Odbioru  TWTO, PIAP, 2003.
REKLAMA
9
REKLAMA