Koncepcja systemu technicznego do badań właściwości jezdnych pojazdów poŝarniczych

Podobne dokumenty
Politechnika Warszawska

APARATURA DO BADANIA STATECZNOŚCI I KIEROWALNOŚCI POJAZDÓW SPECJALNYCH PRZEZNACZONYCH DLA SŁUŻB RATOWNICZYCH

Próby ruchowe dźwigu osobowego

RESEARCH METHODS OF VIABLE PROPERTIES OF VEHICLES WITH THE HIGH CENTRE OF MASS

PRACA PRZEJŚCIOWA SYMULACYJNA. Zadania projektowe

Gdańsk: Zestaw do akwizycji danych 8/SK/2009. Numer ogłoszenia BZP: ; data zamieszczenia: OGŁOSZENIE O ZAMÓWIENIU - dostawy

Szczegółowy Opis Przedmiotu Zamówienia: Zestaw do badania cyfrowych układów logicznych

Biomonitoring system kontroli jakości wody

Bezpieczeństwo pojazdów specjalnych służb ratowniczych w ruchu drogowym

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 5(96)/2013

INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ BADANIE PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

Politechnika Poznańska Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania Podstawy Automatyki laboratorium

Temat ćwiczenia. Pomiary przemieszczeń metodami elektrycznymi

2.11 MODUŁY WEJŚĆ ANALOGOWYCH

Research & Development Ultrasonic Technology / Fingerprint recognition

Badanie właściwości wysokorozdzielczych przetworników analogowo-cyfrowych w systemie programowalnym FPGA. Autor: Daniel Słowik

1. Podstawowe wiadomości Możliwości sprzętowe Połączenia elektryczne Elementy funkcjonalne programów...

Struktura układu pomiarowego drgań mechanicznych

SILNIK INDUKCYJNY STEROWANY Z WEKTOROWEGO FALOWNIKA NAPIĘCIA

SigmaDSP - zestaw uruchomieniowy dla procesora ADAU1701. SigmaDSP - zestaw uruchomieniowy dla procesora ADAU1701.

Przetworniki AC i CA

BADANIA STATECZNOŚCI I KIEROWALNOŚCI POJAZDÓW PRZY POMOCY ROBOTA STERUJĄCEGO SR60 FIRMY ABDYNAMICS

ТТ TECHNIKA TENSOMETRYCZNA

'MAPOSTAW' Praca zespołowa: Sylwester Adamczyk Krzysztof Radzikowski. Promotor: prof. dr hab. inż. Bogdan Branowski

Oferta Firmy 2013

Weryfikacyjne metody pomiaru opóźnienia hamowania pojazdu

CAR BRAKE DECELERATION MEASUREMENT - PRECISION AND INCORRECTNESS

TECH-AGRO B ę d z i n

Wyjścia analogowe w sterownikach, regulatorach

Interfejs analogowy LDN-...-AN

POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Maszyn Roboczych i Transportu Kierunek Mechanika i Budowa Maszyn Specjalność Samochody i Ciągniki

IC200UDR002 ASTOR GE INTELLIGENT PLATFORMS - VERSAMAX NANO/MICRO

Wirtualne przyrządy kontrolno-pomiarowe

ТТ TECHNIKA TENSOMETRYCZNA

Wymiar: Forma: Semestr: 30 h wykład VII 30 h laboratoria VII

Programowanie i uruchamianie serwo-kontrolera w napędowym układzie wykonawczym z silnikiem skokowym. Przebieg ćwiczenia

STANOWISKO DO BADANIA AKUMULACJI I PRZETWARZANIA ENERGII ELEKTRYCZNEJ (analiza energetyczna)

Schemat blokowy karty

Mechanika ruchu / Leon Prochowski. wyd. 3 uaktual. Warszawa, Spis treści

oznaczenie sprawy: CRZP/231/009/D/17, ZP/66/WETI/17 Załącznik nr 6 I-III do SIWZ Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia dla części I-III

Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej

MODELING OF MEASURING SYSTEMS IN VEE PRO PROGRAMMING ENVIRONMENT WITH USE OF VIRTUAL INSTRUMENTS

Wykład nr 1 Podstawowe pojęcia automatyki

Serwonapędy AC Serie EDC, EDB, ProNet

ТТ TECHNIKA TENSOMETRYCZNA

Konfiguracja parametrów sondy cyfrowo analogowej typu CS-26/RS/U

1. Cel ćwiczenia. 2. Podłączenia urządzeń zewnętrznych w sterowniku VersaMax Micro

1. Zasilacz mocy AC/ DC programowany 1 sztuka. 2. Oscyloskop cyfrowy z pomiarem - 2 sztuki 3. Oscyloskop cyfrowy profesjonalny 1 sztuka

LABORATORIUM - ELEKTRONIKA Układy mikroprocesorowe cz.2

RZECZPOSPOLITAPOLSKA (12)OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13)B1

DRTS 33 Automatyczny tester zabezpieczeń przekaźnikowych

Sterowniki Programowalne Sem. V, AiR

Sterownik momentu obrotowego silnika prądu stałego

Laboratorium Komputerowe Systemy Pomiarowe

Komputerowe systemy pomiarowe. Dr Zbigniew Kozioł - wykład Mgr Mariusz Woźny - laboratorium

Laboratorium Komputerowe Systemy Pomiarowe

ZL28ARM. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów AT91SAM7XC

Oferta Firmy

POLSKA DIAGNOSTYKA POJAZDOWA

MPI-8E 8-KANAŁOWY REJESTRATOR PRZENOŚNY

E-TRONIX Sterownik Uniwersalny SU 1.2

Instrukcja obsługi AP3.8.4 Adapter portu LPT

OPBOX ver USB 2.0 Miniaturowy Ultradźwiękowy system akwizycji danych ze

Millenium II+ Moduły programowalne. jeszcze więcej możliwości NOWOŚĆ! FUNKCJA

T 2000 Tester transformatorów i przekładników

Zastosowanie procesorów AVR firmy ATMEL w cyfrowych pomiarach częstotliwości

Kod produktu: MP01105

(IMDCO2) Instrukcja modułu pomiaru stężenia CO 2. Model nr: Wersja dokumentu: 4.0 Data aktualizacji: 26 października 2016

LABORATORIUM PKM. Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn. Badanie statycznego i kinetycznego współczynnika tarcia dla wybranych skojarzeń ciernych

Regulator napięcia transformatora

SYSTEM MONITOROWANIA DECYZYJNEGO STANU OBIEKTÓW TECHNICZNYCH

Instrukcja modułu czujnika wilgotności IMDHS

SYSTEM EIB W LABORATORIUM OŚWIETLENIA I INSTALACJI ELEKTRYCZNYCH

ТТ TECHNIKA TENSOMETRYCZNA

OKREŚLENIE WPŁYWU WYŁĄCZANIA CYLINDRÓW SILNIKA ZI NA ZMIANY SYGNAŁU WIBROAKUSTYCZNEGO SILNIKA

T 1000 PLUS Tester zabezpieczeń obwodów wtórnych

PowerLab 4/35 z systemem LabChart Pro

Cyfrowy wzmacniacz AED dla przetworników tensometrycznych.

Temat ćwiczenia. Pomiary drgań

Załącznik Nr 2 do SIWZ. Sprzęt komputerowy i peryferyjny

MOBILNE STANOWISKO DO BADAŃ DYNAMIKI POJAZDÓW

STATECZNOŚĆ POJAZDÓW POśARNICZYCH METODY BADAŃ

Modem radiowy MR10-GATEWAY-S

Rejestratory Sił, Naprężeń.

Dokumentacja Techniczno ruchowa: Moduł PSI (ver. PSI 1.0)

(54) (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 PL B1 C23F 13/04 C23F 13/22 H02M 7/155

INTERFEJS KWP2000, KWP2000plus INSTRUKCJA OBSŁUGI

Generator przebiegów pomiarowych Ex-GPP2

dokument DOK wersja 1.0

CL600. Precyzyjny cyfrowy miernik tablicowy serii CL 600. Zastosowanie

Sprawdzian test egzaminacyjny 2 GRUPA I

UKI INSTRUKCJA OBSŁUGI UNIWERSALNEGO KONWERTERA INTERFEJSÓW TK/3001/034/006. Wersja instrukcji:

PUKP Programowanie urządzeń kontrolno-pomiarowych. ztc.wel.wat.edu.pl

UKŁAD AUTOMATYCZNEJ REGULACJI STACJI TRANSFORMATOROWO - PRZESYŁOWYCH TYPU ARST

PL B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1. (22) Data zgłoszenia:

1.10 MODUŁY KOMUNIKACYJNE

Laboratoryjne zasilacze programowalne AX-3003P i AX-6003P

ASTOR IC200ALG320 4 wyjścia analogowe prądowe. Rozdzielczość 12 bitów. Kod: B8. 4-kanałowy moduł ALG320 przetwarza sygnały cyfrowe o rozdzielczości 12

Dla poprawnej oceny stanu technicznego maszyny konieczny jest wybór odpowiednich parametrów jej stanu (symptomów stanu)

Instrukcja obsługi. SQCA244 instrukcja obsługi

Transkrypt:

KOZIOŁ Stanisław 1 POKORSKI Janusz 2 ZBROWSKI Andrzej 3 Koncepcja systemu technicznego do badań właściwości jezdnych pojazdów poŝarniczych Badania samochodów, stateczność i kierowalność pojazdu, dynamika ruchu samochodu, układ pomiarowy, czujniki do badań dynamicznych Streszczenie W artykule przedstawiono koncepcję modułowego systemu badawczego przeznaczonego do badania właściwości jezdnych samochodów poŝarniczych charakteryzujących się wysoko połoŝonym środkiem masy. System składa się z zestawy czujników do pomiaru parametrów ruchu pojazdu podczas jazdy, elektronicznego układu pomiarowosterującego i dedykowanego oprogramowania komputerowego. Uzyskiwane wyniki pomiarów charakteryzujące zachowanie samochodu w ruchu podczas standardowych testów drogowych pozwalają na ocenę jego bezpieczeństwa i przydatności do zastosowań specjalnych. THE CONCEPT OF THE TECHNICAL SYSTEM FOR TESTING THE DRIVING PROPERTIES OF THE FIRE TRUCKS Abstract The article presents the concept of the modular system for testing the driving properties of the fire trucks that are characterised with high centre of mass. The system consists of the set of sensors for measuring the driving parameters on the move, electronic system for control and measurement and dedicated computer software. The measurements gathered characterise the behaviour of the vehicle in movement during standard road tests and allow assessment of the safety of the vehicle and its usability for the special tasks. 1. WPROWADZENIE Pojazdy straŝy poŝarnej i innych słuŝb ratowniczych wypełniają swoje zadania w czasie róŝnorodnych zdarzeń, sytuacji niebezpiecznych, czy klęsk Ŝywiołowych. Powinny wykazywać zatem bardzo dobre właściwości ruchowe nie tylko na drogach dobrej jakości, ale takŝe drogach zniszczonych lub zalanych wodą oraz bezpiecznie pokonywać niektóre przeszkody terenowe i drogowe. Zadania wykonywane przez pojazdy słuŝb ratowniczych i gaśniczych wskazują wymagania względem ich konstrukcji i eksploatacji. Sprecyzowanie zadań stanowi podstawę do określenia tych wymagań, wśród których moŝna wydzielić: wymagania ogólne względem konstrukcji samochodu, wymagania szczegółowe, skierowane przede wszystkim do wyposaŝenia tych pojazdów. Wśród waŝnych wymagań jest moŝliwość osiągania duŝych przyspieszeń oraz prędkości jazdy oraz wyŝsze niŝ przeciętne wartości prześwitu, dopuszczalnego przechyłu, zwrotności, a takŝe mniejszy niŝ przeciętnie minimalny promień skrętu czy szerokość korytarza w ruchu krzywoliniowym i podczas zawracania w ograniczonej przestrzeni [1-4]. Do grupy pojazdów stanowiących główne wyposaŝenie słuŝb ratowniczych naleŝą samochody ratowniczo-gaśnicze, ratownictwa technicznego, drabiny automatyczne i podnośniki poŝarnicze. Pojazdy te, ze względu na konstrukcję i wyposaŝenie, często charakteryzują się wysoko połoŝonym środkiem masy [6, 9]. Są one budowane na bazie samochodów cięŝarowych poprzez dodanie specjalnego nadwozia i róŝnego rodzaju wyposaŝenia, co często wiąŝe się ze znacznym podniesieniem środka masy. Na takie wyposaŝenie składają się między innymi: zbiornik wody o pojemności do 7m3, pompa poŝarnicza, sprzęt gaśniczy, narzędzia ratownictwa technicznego, urządzenia ratownictwa wysokościowego takie jak drabiny automatyczne czy podnośniki z osprzętem hydraulicznym i sterującym. Rysunek 1 przedstawia przykłady pojazdów specjalnych, wykorzystywanych przez straŝ poŝarną. Układ Kierowca-Pojazd-Otoczenie moŝna nazwać układem regulacji, w którym samochód jest obiektem regulacji, kierowca jest regulatorem, otoczenie zaś dostarcza sygnałów prowadzących i zakłócających [10]. Statystyki wypadków jednoznacznie pokazują, Ŝe najbardziej zawodnym elementem tego układu jest człowiek. Jest jednak oczywiste, Ŝe duŝa liczba nieprawidłowych zachowań kierowców powodujących powstawanie krytycznych sytuacji drogowych, wynika z niedostosowania własności jezdnych pojazdu do umiejętności i zdolności psychofizycznych przeciętnego kierowcy. Dlatego teŝ są prowadzone badania dynamiczne pojazdów pozwalające na rozpoznanie własności jezdnych pojazdów samochodowych, jak równieŝ na rozpoznanie wpływu róŝnych danych masowych i geometrycznych oraz wykorzystanych 1 Instytut Technologii Eksploatacji-PIB; 26-600 Radom; ul. Pułaskiego 6/10. Tel: 48 3644241; e-mail: stanislaw.koziol@itee.radom.pl, 2 Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej, ul. Narbutta 84, 02-524 Warszawa; e-mail: Janusz.Pokorski@simr.pw.edu.pl 3 Instytut Technologii Eksploatacji-PIB; 26-600 Radom; ul. Pułaskiego 6/10. Tel: 48 3644118; e-mail: andrzej.zbrowski@itee.radom.pl 1141

rozwiązań konstrukcyjnych zespołów samochodu na jego własności jezdne [5, 7, 8]. Badania tego rodzaju są prowadzone w wielu ośrodkach samochodowych na świecie juŝ od lat czterdziestych XX wieku i dały podstawy do utworzenia, przez Międzynarodową Organizację Standaryzacji ISO, standardów, normalizujących techniki badawcze własności jezdnych pojazdów. Samochody straŝackie, pomimo Ŝe naleŝą do grupy pojazdów specjalnych, muszą podlegać ocenie własności jezdnych potwierdzających bezpieczeństwo uŝytkowania w ruchu drogowym oraz podczas jazdy terenowej. A B C Rys. 1. A - samochód ratowniczo-gaśniczy, B podnośnik poŝarniczy, C - samochód z drabiną automatyczną W artykule opisano koncepcję technicznego systemu pomiarowego do oceny stateczności i kierowalności pojazdów poŝarniczych lub innych z wysoko umieszczonym środkiem masy. Budowa systemu jest jednym z etapów pracy, której celem jest dobranie odpowiednich metod testowania bezpieczeństwa takich pojazdów oraz utworzenie odpowiedniej bazy badawczej w instytucji dopuszczającej je do uŝytkowania. 2. ZAŁOśENIA OGÓLNE DO BUDOWY SYSTEMU Głównym załoŝeniem wstępnym do budowy systemu badawczego jest jego wielokierunkowa modułowość pozwalająca na badanie moŝliwie duŝej grupy róŝnych pojazdów wykorzystywanych w słuŝbach ratowniczych i do innych zastosowań. Modułowość obejmuje cztery grupy zagadnień: czujniki pomiarowe i generowane przez nie sygnały pozwalają na rejestrację przebiegów czasowych wartości parametrów charakteryzujących wymuszenia działające na pojazd oraz jego reakcje w warunkach dynamicznych, elastyczne programowanie układu pomiarowego i przebiegu cyklu pomiarowego pozwalają na dowolne konfigurowanie układu pomiarowego i sterowanie przebiegiem badania w sposób dostosowany do realizowanego testu oraz budowy badanego pojazdu, moŝliwość wielowariantowej analizy wyników testu pozwalająca na wieloparametrową ocenę zachowania badanego obiektu dzięki rejestracji wszystkich przebiegów przy wspólnej podstawie czasowej i moŝliwości analizy ich wzajemnych zaleŝności, moŝliwość opracowywania i przedstawiania wyników badań w postaci pozwalającej na ocenę badanego obiektu zgodnie z obowiązującymi normami. Struktura systemu badawczego ma zapewnić przede wszystkim wykonanie następujących wybranych do oceny właściwości jezdnych samochodów poŝarniczych testów pomiarowych: ustalona jazda po okręgu zgodnie z ISO 14792 [11], skokowy obrót koła kierownicy w czasie jazdy na wprost zgodnie z ISO 14793 [12], hamowanie w czasie jazdy na łuku drogi zgodnie z ISO 14794 [13], podwójna zmiana pasa ruchu zgodnie z ISO 3888-1 [14]. Konsekwencją przyjętych załoŝeń jest dobór odpowiedniego zestawu czujników pomiarowych i budowa układu pomiarowo-sterującego. W następnych rozdziałach artykułu omówiono dane techniczne oraz kompletację systemu pomiarowego składającego się z czujników pomiarowych, modułów układu pomiarowo-sterującego, komputera (mikroprocesora) pomiarowego i oprogramowania. 1142

3. CZUJNIKI I SYGNAŁY POMIAROWE Do rejestracji zjawisk fizycznych będących przedmiotem prowadzonych badań wykorzystane są trzy typy sygnałów pomiarowych: sygnały analogowe napięciowe (ANL), sygnały impulsowe (TTL), sygnały cyfrowe (DIG). Dla kaŝdego z trzech typów sygnałów przewidziano trzy typy programowalnych modułów wejściowych i współpracujących z nimi modułów dodatkowych (np. wzmacniaczy operacyjnych) układu kontrolno-pomiarowego. Do zrealizowania wymienionych, standardowych testów związanych z badaniem stateczności i kierowalności pojazdów poŝarniczych niezbędnym jest rejestrowanie następujących sygnałów pomiarowych odzwierciedlających procesy fizyczne zachodzące w badanym pojeździe: przemieszczenie i prędkość wzdłuŝna wybranego punktu pojazdu względem powierzchni jezdni (sygnał TTL), prędkości przemieszczenia poprzecznego dwóch wybranych punktów pojazdu względem powierzchni jezdni (sygnały ANL), prędkości kątowe bryły nadwozia wzglądem trzech, wzajemnie prostopadłych osi (sygnały ANL), przyspieszenia nadwozia wzdłuŝ trzech, wzajemnie prostopadłych osi (wzdłuŝne, poprzeczne i pionowe) - (sygnały ANL), kąt przechyłu wzdłuŝnego i poprzecznego nadwozia względem powierzchni jezdni (sygnały ANL), ugięcia zawieszeń (przemieszczenia kół względem ramy) i/lub przemieszczenia nadwozia względem ramy (sygnały ANL), kąt obrotu i prędkości obrotu koła kierowniczego (sygnał TTL), moment obrotowy na wale koła kierowniczego (sygnały ANL), prędkości obrotowe kół samochodu (sygnał TTL), siła nacisku na pedał hamulca (sygnały ANL, sygnał DIG), połoŝenie wybranego punktu pojazdu względem Ziemi (sygnał DIG). Typy wymienionych sygnałów pomiarowych wynikają z zasad działania dobranego zestawu następujących czujników pomiarowych przeznaczonych do pomiarów poszczególnych wielkości fizycznych: czujnik prędkości przemieszczania wzdłuŝnego pojazdu - Correvit L firmy CORRSYS DATRON Sensorsysteme, dwa czujniki prędkości przemieszczania poprzecznego pojazdu Correvit Q firmy CORRSYS DATRON Sensorsysteme, czujnik prędkości kątowych trzyosiowy czujnik Ŝyroskopowy, czujnik przyspieszeń trzyosiowy czujniki przyspieszeń liniowych, cztery czujniki przemieszczeń względnych Correvit H firmy CORRSYS DATRON Sensorsysteme, czujniki ugięcia zawieszenia (przy kaŝdym kole jezdnym) indukcyjne czujniki przemieszczeń liniowych, cztery czujniki przemieszczeń nadwozia względem ramy indukcyjne czujniki przemieszczeń liniowych, czujnik obrotu koła kierowniczego i momentu obrotowego koła kierownicy firmy CORRSYS DATRON Sensorsysteme, czujniki obrotowo-impulsowe prędkości obrotowych kół (czujnik przy kaŝdym kole jezdnym), tensometryczny czujnik siły na pedale hamulca ze stykiem sygnalizującym naciśnięcie pedału, czujnik lokalizacji pozycji GPS. Przy pomocy takiego zestawu czujników moŝna bezpośrednio lub pośrednio odtworzyć przebiegi wszystkich wymienionych sygnałów pomiarowych. Większość wymienionych czujników stanowi zastrzeŝone rozwiązania konstrukcyjne i powinny być one zakupione u producentów. Oddzielnym zagadnieniem jest problem systemów szybkiego mocowania czujników pomiarowych. Niektórzy z producentów oferują dodatkowe zestawy do ich mocowania w najczęściej stosowanych konfiguracjach. Niektóre niestandardowe rozwiązania konstrukcyjne samochodów poŝarniczych wymagają opracowania dla większości czujników specjalnych adapterów i uchwytów pozwalających na zamocowanie ich w sposób zapewniający właściwe wykonanie pomiarów. 4. MODUŁOWY UKŁAD POMIAROWO-STERUJĄCY Modułowy układ pomiarowo-sterujący pozwala bezpośrednio podłączyć wszystkie wymienione w poprzednim rozdziale, niezbędne dla wybranego testu czujniki pomiarowe. Producenci większości czujników (lub grupy czujników) proponują własne układy pomiarowo-sterujące przetwarzające pierwotne sygnały pomiarowe swoich czujników do postaci analogowej (ANL) lub postaci cyfrowej (DIG) w celu pośredniej (np. za pośrednictwem przetworników ADC) lub bezpośredniej (np. poprzez port USB) transmisji ich do komputerów PC typu Laptop (Notebook). Powoduje to niejednokrotnie nadmierną komplikację układu pomiarowego, zmniejszenie dokładności sygnałów pomiarowych bądź niekiedy nawet wzajemne ich zakłócanie. Do prezentowanego układu podłączane są sygnały pomiarowe w postaci pierwotnej (np. impulsy TTL w przypadku czujnika Correvit-L). W razie potrzeby dostępne są dla wybranych typów czujników odpowiednie wzmacniacze operacyjne i filtry wejściowe. 1143

System pomiarowo-sterujący PCI_EPP składa się z układu pomiarowego PCI AD_32/08 i zewnętrznego mikrokomputera klasy PC. Układ pomiarowy kondycjonuje i przetwarza do postaci cyfrowej sygnały pierwotne z czujników pomiarowych pod nadzorem wewnętrznego mikroprocesora PC, który zarządza cyklem pomiarowym, archiwizuje wyniki pomiarów oraz udostępnia je zewnętrznemu komputerowi w celu ich wizualizacji lub dalszej analizy. Układ pomiarowy jest programowalnym, otwartym, modułowym układem przetwarzającym róŝnorodne sygnały pomiarowo-sterujące. Komputer zewnętrzny jest przenośnym mikrokomputerem PC typu Notebook wyposaŝonym w złącze Ethernet, port USB ewentualnie w port równoległy Centronics. Na rys. 2 przedstawiono schemat ideowy modułowego układu PCI-EPP wraz z pozostałymi elementami systemu pomiarowo-sterującego. System pomiarowy PCI-EPP/ITE GPS 10-30 VDC Thinkpad OPROGRAMOWANIE SYSTEMOWE PCI_EEP.exe Ethernet PWR-01 PWR-02 PC-EPP USB GRAPOL ELECTRONICS PCI AD_32/08 PPiOK DIO PIM REW_02 FDC 8 kanalow 4 kanaly 2 kanaly 8 kanalów ADC-FL02 16/32 kanaly pedal hamulca CORREVIT S-350 predk. obr. silnika kolo kierown. MSW predk. obr. kól predk. obr. kól CORREVIT S350 kolo kierown. MSW ug. zaw. lewych ug. zaw. prawych przemieszcz.lin. B80 zyroskop VG440 przysp. pionowe przysp. poprzeczne przysp. wzdluzne h h s x,v x w s a k w L w P v y T k u L u P L w xyz a z a y a x Rys. 2. Schemat funkcjonalny systemu pomiarowo-sterującego PCI-EPP Modułowość układu PCI-EPP polega między innymi na tym, Ŝe jego płyta główna wyposaŝona jest w złącza przypominające sloty rozszerzające stacjonarnego komputera PC. Do dowolnego slotu moŝna włoŝyć dowolny (przewidziany przez konstruktora) moduł funkcyjny do obsługi odpowiednich czujników pomiarowych lub członów wykonawczych systemu kontrolno-pomiarowego. Otwartość systemu pomiarowego wynika z moŝliwości programowania dowolnego cyklu pomiarowego w oparciu o wykorzystywane w danej chwili moduły. Układ ten przypomina zestaw K500P amerykańskiej firmy Kithley z interfejsem ISA. Na rys. 3 przedstawiono zdjęcie przykładowego wykonania układu pomiarowo-sterującego PCI-EPP opracowanego przez pracowników Instytutu Organizacji Systemów Produkcyjnych Politechniki Warszawskiej oraz Instytutu Pojazdów PW. 1144

1 2 3 4 5 6 7 8 Rys. 3. Płyta czołowa układu pomiarowo-sterującego PCI-EPP (opis w tekście) Układ PCI-EPP ma modułową konstrukcję pozwalającą na dowolną konfigurację systemu pomiarowo-sterującego w zaleŝności od indywidualnych potrzeb. Przedstawiony na rys.3 układ, przygotowany do badania stateczności ruchu samochodu zawiera: 1 PWR-01 przetwornicę 10-30 VDC / +5, +12, ±18 VDC do zasilania modułów układu PCI-EPP, 2 PWR-02 przetwornicę do zasilania komputera sterującego typu Notebook o indywidualnie ustawianym napięciu 10-24 VDC, 3 EPP Moduł CENTRONIX do połączenia z zewnętrznym komputerem pomiarowym poprzez port równoległy Centronics; alternatywnym rozwiązaniem jest moduł sprzęgający Ethernet lub port szeregowy USB, 4 PIM_4+DIO PIM_4: moduł 4 programowalnych uniwersalnych układów liczników impulsów TTL do pomiaru drogi, prędkości itp. oraz DIO: port wejść/wyjść do obsługi sygnałów cyfrowych; moduł zawiera równieŝ zegar taktujący, 5 REW_2 moduł 2 programowalnych rewersyjnych układów liczników impulsów TTL do pomiaru kąta obrotu kierownicy itp., 6 PWM_6 moduł 6 programowalnych stałoprądowych wzmacniaczy indukcyjnych do czujników przemieszczeń liniowych, 7 DAC moduł 16-kanałowego (ew. 32-kanałowego) przetwornika analogowo-cyfrowego wraz z programowalnymi wielozakresowymi wzmacniaczami instrumentalnymi, 8 FL_02 moduł 16-kanałowego programowalnego wejściowego filtra dolnoprzepustowego. W zaleŝności od wersji, w obudowie układu PCI-EPP moŝna umieścić od 4 do 12 modułów funkcyjnych. Obligatoryjne są tylko moduły o numerach 1 oraz 3. W przypadku rozwiązania przedstawionego na rys. 3 układ pomiarowo-sterujący wykorzystuje mikroprocesor i pamięć zewnętrznego komputera PC do sterowania procesem pomiarowym i przechowywania wyników pomiaru. Komputer zewnętrzny komunikuje się w czasie rzeczywistym z układem pomiarowym poprzez port równoległy CENTRONIX (moduł EPP rys. 3). Zapewnia to częstotliwość próbkowania kanałów analogowych na poziomie 50 khz (przy jednym sygnale ANL), co jest w zupełności wystarczające dla testów stateczności ruchu samochodów. MoŜliwe jest równieŝ połączenie układu kontrolno-pomiarowego poprzez Ethernet lub port szeregowy USB (por. rys. 2). Wówczas układ ten wyposaŝony jest we własny, wewnętrzny mikroprocesor PC i pamięć operacyjną, w której przechowywany jest program pomiarowy i ewentualnie wyniki pomiarów. Komplikuje to znacznie budowę tego układu, ogranicza moŝliwość modyfikacji lub konstruowanie nowego oprogramowania pomiarowego oraz znacznie ogranicza grafikę w czasie rzeczywistym. Rozwiązanie to wskazane jest jedynie w przypadku braku dostępu do portu równoległego (od strony komputera) lub konieczności realizacji znacznie szybszych pomiarów. Układ charakteryzuje się następującymi podstawowymi parametrami pomiarowymi (dla interfejsu równoległego): 1 - maksymalna częstotliwość zegara taktującego - 1 MHz, 2 - czas konwersji przetwornika analogowo-cyfrowego - 10 µs, 3 - rozdzielczość przetwornika analogowo-cyfrowego - 12 bitów, 4 - częstotliwość próbkowania jednego kanału analogowego - 50 khz, 5 - liczba kanałów analogowych - 16 + 16, 6 - zakresy pomiarowe kanałów analogowych: +/- 0.625 V, +/- 1.25 V, +/- 2.50 V, +/- 5.00 V, +/- 10.0 V, 7 - maksymalna częstotliwość filtra dolnoprzepustowego - 100 Hz, 8 - liczba uniwersalnych liczników impulsów TTL - 8 + 4, 9 - liczba rewersyjnych liczników impulsów TTL - 2, 10 - maksymalna częstotliwość sygnałów TTL - 100 khz, 11 - liczba portów cyfrowych wejściowych 8-bitowych - 1, 1145

12 - liczba portów cyfrowych wyjściowych 8-bitowych - 1, 13 - maksymalna częstotliwość próbkowania 20 kanałów analogowych - 1 khz. Przedstawione wartości parametrów układu pomiarowego są praktycznie niezaleŝne od współpracującego z nim zewnętrznego komputera sterującego. Wobec parametrów współczesnych komputerów osobistych liczba zbieranych próbek, a tym samym czas pomiaru jest praktycznie nieograniczony. Wymagany jest jedynie system operacyjny Windows XP lub wyŝszy. Dla obsługi sygnału GPS niezbędny jest jeden kanał transmisji szeregowej USB. 5. OPROGRAMOWANIE STERUJĄCE SYSTEMU POMIAROWEGO Oprogramowanie pomiarowo-sterujące systemu pomiarowego stanowi oryginalny pakiet programów pracujących w środowisku Windows XP opracowanych specjalnie dla opisanego układu pomiarowego. Podstawowe oprogramowanie składa się z szeregu modułów pozwalających między innymi na: skalowanie kanałów analogowych i impulsowych, zaprogramowanie i wykonanie dowolnej (w ramach zainstalowanych modułów) sekwencji cyklu pomiarowego, a w szczególności ustalenie: częstotliwości próbkowania, czasu pomiaru, sekwencji próbkowania i wzmocnienia i filtrów sygnałów pomiarowych, parametrów wizualizacji w czasie rzeczywistym na monitorze komputera i wyświetlaczu zewnętrznym, trybu sygnalizacji przekroczenia dopuszczalnych poziomów sygnałów pomiarowych, oglądanie wyników pomiarów i wstępna analiza poziomów mierzonych sygnałów, konwersja wyników pomiarów do postaci znakowej. A B C Rys. 4. Prezentacja wybranych opcji oprogramowania systemowego PCI-EPP: A menu główne, B skalowanie kanału analogowego, C rejestracja wyników pomiarów, D analiza wyników pomiarów Dodatkowe, specjalistyczne oprogramowanie obejmuje analizę liczbową i graficzną przeprowadzonych testów zgodnie z wymogami odpowiednich norm dotyczących przeprowadzanych testów. Na rys. 4 zamieszczono widoki ekranu komputera ilustrujące niektóre z moŝliwości oprogramowania dedykowanego dla układu pomiarowego PCI-EPP. D 1146

6. PODSUMOWANIE Pojazdy specjalne wykorzystywane w StraŜy PoŜarnej do działań gaśniczych i ratowniczych, pomimo często spotykanego niekorzystnego połoŝenia środka masy, powinny charakteryzować się dobrymi właściwościami jezdnymi. System do badań właściwości jezdnych, którego koncepcję przedstawiono w artykule, składa się z czujników do pomiaru parametrów ruchu, układu pomiarowo-sterującego i oprogramowania. Pozwala on na przeprowadzenie wybranych standardowych testów kierowalności i stateczności samochodu w sytuacjach drogowych zagraŝających bezpieczeństwu ruchu. Ze względu na specjalne rozwiązania konstrukcyjne samochodów poŝarniczych, wykorzystanie systemu jest moŝliwe pod warunkiem wykonania i zastosowania odpowiednich uchwytów i elementów adaptacyjnych pozwalających na zainstalowanie komponentów systemu w pojeździe. Wyniki badań uzyskanych z wykorzystaniem opisanego rozwiązania pozwolą na rzetelną ocenę bezpieczeństwa samochodów poŝarniczych w trakcie badań dopuszczających je do uŝytkowania oraz będą przydatne w pracach badawczo-rozwojowych i konstrukcyjnych związanych z ich projektowaniem i wytwarzaniem. Opisany system badawczy dzięki modułowej budowie oraz moŝliwości elastycznej konfiguracji w zakresie doboru czujników i modyfikacji oprogramowania moŝe być wykorzystywany do badań właściwości jezdnych róŝnych pojazdów i maszyn, których bezpieczeństwo jest uzaleŝnione od ich reakcji na sygnały sterujące i zakłócenia zewnętrzne występujące podczas ruchu. 7. BIBLIOGRAFIA [1] Andrzejewski R., Stabilność ruchu pojazdów kołowych, WNT, Warszawa, 1997r. [2] Litwinow A., Kierowalność i stateczność samochodu, WKŁ, Warszawa 1976. [3] Mitschke M., Dynamika samochodu, WKŁ Warszawa 1977. [4] Prochowski L., Pojazdy samochodowe, Mechanika ruchu, wydanie 2, WKiŁ, Warszawa 2009. [5] Kamiński E., Pokorski J.: Dynamika zawieszeń i układów napędowych pojazdów samochodowych. WKŁ, Warszawa 1983. [6] Gidlewski M.: Wpływ połoŝenia środka masy na zachowanie się samochodu cięŝarowego w ruchu krzywoliniowym. Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów 4(16)/95. PW SiMR, Warszawa 1995. [7] PieniąŜek W., Wybrane zagadnienia badania stateczności i kierowalności samochodów, Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów Politechniki Warszawskiej. Nr 3(79)/2010. Str. 29 44. [8] Wicher J., Stabilność układów a stateczność pojazdów drogowych, Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów Politechniki Warszawskiej. Nr 3(79)/2010. Str. 9 18. [9] Prochowski L., Kozioł S.: ZagroŜenia w ruchu pojazdów z wysoko połoŝonym środkiem masy, Problemy Eksploatacji 2011 nr 2, s 297-308 [10] Gidlewski M., Kozioł S., Zbrowski A.: Metody badań własności jezdnych samochodów z wysoko połoŝonym środkiem masy. Logistyka 6/2011, s. 1103-1114. [11] ISO 14792:2011, Road vehicles - Heavy commercial vehicles and buses - Steady-state circular tests. [12] ISO 14793:2011, Road vehicles - Heavy commercial vehicles and buses - Lateral transient response test methods. [13] ISO 14794:2011, Heavy commercial vehicles and buses - Braking in a turn - Open-loop test methods. [14] ISO 3888-1:1999 Passenger cars - Test track for a severe lane-change maneouvre. Double lane-change. 1147