Вагонное взвешивание: проектирование цифровой системы измерения веса ж/д вагона без изменения его конструкции

Как «КЕЛИ ПромКомплект» разработали для клиента уникальную цифровую систему измерения веса товарного вагона

 

Содержание:

Автоматизация и цифровизация промышленности в России набирает обороты. Этот тренд — часть стратегического развития многих отраслей, в том числе и железнодорожных перевозок. Расскажем, как специалисты компании «КЕЛИ ПромКомплект» разрабатывали уникальные датчики для товарных вагонов нового поколения — с возможностью мониторинга веса в реальном времени при любом местоположении.

Идея клиента: производство вагонов с системой мониторинга веса в реальном времени

В июле 2023 к специалистам «КЕЛИ ПромКомплект» обратилась производственная компания с идеей модернизации железнодорожных перевозок и создания уникального торгового предложения для «Российских железных дорог». 

Ноу-хау заключалось в том, чтобы оснастить вагоны или вагоны-цистерны датчиками контроля веса, положения, влажности и других важных параметров, которые онлайн передаются в мониторинговый центр на большие расстояния. 

Сейчас взвешивание составов проходит только на определенных участках пути на специальных платформах. Что происходит с грузом между взвешиваниями — большой вопрос. Нередко бывает так, что заказчик перевозок, например, из Владивостока отправляет один вес, а в Санкт-Петербург вагон приходит с меньшим количеством груза. Разбирательства занимают время, и все это негативно сказывается на бизнесе.

Новая весовая система позволила бы в режиме онлайн мониторить состояние вагона: контролировать, сколько и какого груза снято или, наоборот, загружено на каждой станции. Это позволит быстро принимать меры в случае каких-то нарушений, предотвратить пересорт или хищения.

Кроме того, весо- и силоизмерительные системы позволили бы оперативнее рассчитывать тормозной, разгоночный путь и другие показатели движения товарного состава.

Экономический эффект от такой модернизации очевиден — прозрачность перевозок, автоматизация учета, экономия времени и денег. Но найти подрядчика, способного реализовать такую систему, у клиента получилось не сразу. Почему?

Особенности проекта — госрегулирование

В России всю деятельность, связанную со взвешиванием того или иного оборудования регулирует государство. Датчики проходят обязательные испытания в научно-исследовательских институтах, получают описание типа и только потом допускаются в продажу или применение. Найти такое оборудование самостоятельно стало для заказчика затруднительным.

Второй проблемой было требование закона о том, что недопустимо нарушать целостность конструкции вагона по п. 5.2.1 «Правил эксплуатации грузовых вагонов». С такими вводными к нам и пришел клиент.

Почему выбрали «КЕЛИ ПК»

Зачастую к нам обращаются благодаря сарафанному радио. Технические службы предприятий рекомендуют компанию друг другу или сами возвращаются с новыми проектами. 

Но в этот раз дело обстояло иначе. Заказчик нашел нас в интернете после того, как перебрал несколько других подрядчиков. Никто не смог предложить комплексного подхода и решения задачи по ключ — от разработки и подбора оборудования до содействия в создании опытного образца.

А еще на российском рынке практически нет прямых представителей заводов, выпускающих тензометрические датчики, которые без проблем проходят сертификацию в России. После введения санкций на поставки импортных комплектующих многие предприятия оказались в сложной ситуации — найти подходящие датчики просто невозможно.

Мы напрямую работаем с одним из ведущих китайских холдингов — KELI Sensing Technology, который специализируется на разработке и внедрении цифровых решений для промышленности и производства. Еще на заводе датчики проверяют на соответствие Российским ГОСТам, поэтому трудностей с их легализацией не возникает. Они имеют открытый протокол передачи данных —интегрируются в любую существующую на предприятии программную среду.



Инженеры «КЕЛИ ПК» могут подобрать под работающее западное оборудование точные аналоги датчиков по метрологическим характеристикам, размерам, формам и т.д. Или самостоятельно организовать сертификацию оборудования в РФ.

Этапы разработки: от 3D-модели к опытному образцу

На тот момент у нас было реализовано уже 70+ уникальных проектных решений для предприятий из разных сфер. Получив вводную информацию от клиента, инженеры «КЕЛИ ПК» приступили к работе.

На первом этапе изучили требования ГОСТов, конструкцию и правила эксплуатации грузовых вагонов. По нормам, разместить дополнительное оборудование можно только в уже имеющиеся ж/д тележки без встраивания его внутрь конструкции. 

Тогда мы предложили использовать специальный датчик, измеряющий деформацию другого тела, и закрепить его на оси железнодорожной тележки. Она будет деформироваться при погрузочно-разгрузочных работах, а датчик определит изменение ее геометрии и беспроводным способом передаст информацию на головной блок системы.





Подходящих готовых датчиков в России в продаже не было. Опираясь на опыт китайских коллег, инженеры «КЕЛИ ПК»:

• рассчитали все характеристики датчика-преобразователя;
• учли особенности его эксплуатации — внешнее расположение и подверженность во время работы атмосферным явлениям;
• разработали схему измерений и чертежи;
• подготовили 3D-модель;
• предусмотрели возможность передачи цифрового сигнала по коммуникационному протоколу Modbas;
• составили техническую документацию.

3D-модель позволила клиенту сопоставить вагон и разработанный датчик, убедиться, что нет расхождений в габаритах или других несоответствий. Кроме этого, единая модель проекта потребуется инженерам на производстве, чтобы сориентироваться в расположении узлов встройки, направления оборудования и т.д.

На втором этапе направили проект на согласование в KELI Sensing Technology — на производство, где по нашим чертежам должны были под заказ изготовить уникальный датчик для проекта.

Коллеги дали свои рекомендации, мы согласовали их с клиентом и внесли корректировки в проектную документацию. После этого подписали спецификацию и сделали заказ на производство. Разработка проектного решения и трехсторонние согласования заняли два месяца.



После получения датчика из Китая, мы предоставили клиенту оборудование и лабораторию для создания опытного образца. Новый вагон компания уже представила на выставке «РЖД». Перевозчика заинтересовала разработка — сейчас она проходит испытания и аккредитацию. По их результатам клиент получит разрешительную документацию от конечного заказчика.

С «КЕЛИ ПК» работу по нашему проекту удалось выстроить под ключ. Мы пришли к ребятам с идеей создания УТП для «РЖД» и не представляли, как ее реализовать. Не было понимания, как правильно располагать датчики, да и подходящего оборудования в России не было. Но здесь смогли разработать уникальное решение для наших задумок, сами держали связь с производителями все время, пока шли согласования, а потом помогли и с созданием первого вагона. 

Революция в товарных ж/д перевозках: профит для клиента и экономики

В результате нашего сотрудничества, клиент создал опытный образец, который отвечал всем его требованиям. Он в полной мере реализовал свое ноу-хау для «РЖД» и запустил процедуру его патентования. Кстати, это одна из причин, почему мы не раскрываем его наименование — патент еще не получен. 

В планах клиента — серийное производство модернизированных вагонов. Какой эффект даст использование таких товарных составов?

• Полный контроль за сохранностью груза — перевозчик в реальном времени видит вес и еще до прибытия в точку назначения может реагировать на его несанкционированное изменение.
• Мониторинг положения вагона в динамике для обеспечения безопасности на железной дороге, особенно при маневрировании.
• Ускорение расчетов движения товарного состава, которые сейчас занимают много времени и растягивают сроки поставок по всей стране.

Мы создаем условия экономической и технической синергии для развития промышленности и экономики России, внедрения новых технологий, развития IoT в нашей стране. В этом мы видим свою миссию. Специалисты компании «КЕЛИ ПромКомплект» уже разрабатывали уникальные решения для выносных причальных устройств, автопроизводителей и других направлений промышленности. 

  В любой сфере, где процессы завязаны на измерение веса и прилагаемой силы, «КЕЛИ ПК» поможет внедрить точный учет и мониторинг, который позволит оперативно реагировать на изменения. 

Оставляйте заявку на сайте или звоните 8 (800) 555-83-18. Мы свяжемся с вами в течение суток. Подберем аналоги для замены импортных датчиков для весовых или силоизмерительных систем, разработаем под заказ уникальные решения для вашего бизнеса.