EcoTram Mobile Messtechnik im Fahrgastbetrieb. Dipl. Ing. Gregor Richter Rail Tec Arsenal Klima-Wind-Kanal Wien

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Fritz Fiedler
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1 EcoTram Mobile Messtechnik im Fahrgastbetrieb Dipl. Ing. Gregor Richter Rail Tec Arsenal Klima-Wind-Kanal Wien

2 Rail Tec Arsenal Experte für Klimatests an Schienenfahrzeugen Qualität bei jedem Wetter Akkreditierte Prüfstelle für Klimatests an Schienenund Straßenfahrzeugen Weltweit größter Klima-Wind-Kanal für Schienenfahrzeuge -45 C bis +60 C bis 300 km/h Fahrtwind Schnee, Regen, Eis

Schienenund Straßenfahrzeugen Weltweit größter Klima-Wind-Kanal für

3 Klimageräte in Schienenfahrzeugen ein komfortables Klima für den Fahrgast Fahrgastraum Temperiergerät Fahrgastraum Temperiergerät Fahrgastraum Temperiergerät Fahrerstand Klimagerät Versorgungsspannungen: 24VDC (Steuerung) 3x400VAC (Lüfter, Kompressor) 600VDC (Heizung) Heizleistung: 22 kw Kälteleistung: 11,5 kw (Verdichter) max. Luftmenge: 1400 m³/h Abmessungen: max x 1400 x 495 mm Gewicht: ca. 270 kg Quelle: Vossloh Kiepe

(Steuerung) 3x400VAC (Lüfter, Kompressor) 600VDC (Heizung) Heizleistung: 22 kw Kälteleistung: 11,5 kw

4 Forschungsprojekt EcoTram Reduzierung des Energieverbrauchs Partner: Siemens, Vossloh Kiepe, Wiener Linien, TU Wien, SCHIG, Rail Tec Arsenal Laufzeit: März 2010 bis September Förderung durch den Klima- und Energiefonds Neue Energien 2020 der FFG Messungen im Klima-Wind-Kanal und im Betrieb Theoretische Überlegungen und Recherchen Simulationsmodell Maßnahmen zur Reduzierung des Energieverbrauchs

000 Förderung durch den Klima- und Energiefonds Neue Energien 2020 der FFG Messungen im

5 Anforderungen an die Messtechnik für die Betriebsmessung Temperaturen innen und außen Luftfeuchtigkeit innen und außen 600 Volt Gleichspannung; 400 Volt Wechselspannung die zugehörigen Ströme Berechnung von Leistung und Energieverbrauch Serielle Schnittstellen zur Abfrage von Systemdaten der Klimageräte GPS zur Positionsbestimmung Handy zur Kommunikation Wechseldatenträger einfache Programmierung des Geräts Versorgung mit Gleichspannung geringes Volumen robustes Gerät für raue Klimabedingung hohe Verfügbarkeit

Schnittstellen zur Abfrage von Systemdaten der Klimageräte GPS zur Positionsbestimmung Handy zur Kommunikation

6 CompactRio als geeignete Messtechnik CompactRio 9023 mit 8 Einschüben: 1 x GPS/GSM Modul der Firma S.E.A. 1 Modul mit 4 seriellen Schnittstellen Auslesen der Systemdaten der Klimageräte 3 Module schnelle Analogeingänge (50 khz) Anschluss von Strom- und Spannungswandler zur Leistungsmessung der Klimageräte 1 Modul Analogeingänge Anschluss der Luftfeuchtefühler 1 Modul Thermoelemente Messung verschiedener Temperaturen 1 Modul mit SD-Kartenslot

Analogeingänge (50 khz) Anschluss von Strom- und Spannungswandler zur Leistungsmessung der Klimageräte 1 Modul

7 Programmierung mit Labview Herausforderungen der Programmierung: Programmierung in Labview 2009 mit Real-Time und FPGA Modul Zeitaufwand waren 6 Wochen Aufwendige Ansteuerung der schnellen Analogeingänge und der seriellen Schnittstellen per FPGA Mount und Unmount der SD-Karte Spannung liegt an Datei vom Vortag auf SD- Karte kopieren FPGA-Module, GPS, GSM initialisieren Neue Datei anlegen Aufzeichnung Messdaten [10 sec] Spannung liegt nicht mehr an

Schnittstellen per FPGA Mount und Unmount der SD-Karte Spannung liegt an Datei vom Vortag auf SD- Karte kopieren

8 TDMS als Datenformat Anforderungen an das Dateiformat: Geringe Dateigröße Sicher bei Abbruch der Messung Einfache Datenverarbeitung Umsetzung: TDMS (ca. 15 MB je Tag) Minimalen Buffer auf 60 erhöht 241 Parameter in 9 Gruppen nach Eingangssignal sortiert Weiterverarbeitung mit DIAdem und kleinen Labviewprogrammen

15 MB je Tag) Minimalen Buffer auf 60 erhöht 241 Parameter in 9 Gruppen nach

9 Nutzung des Webinterface Überwachung und Steuerung der Messung per integriertem Webserver Zugriff auf die Messdaten via FTP Kontrolle der aktuellen Messdaten über einen Webbrowser Die eigentliche Messung wird nicht beeinträchtigt

Messdaten via FTP Kontrolle der aktuellen Messdaten über

10 Überwachung der Betriebsmessung Nutzung des GPS/GSM Modul der Firma S.E.A. Datentechnik GmbH Externe GPS und GSM-Antenne Speicherung von Position und Geschwindigkeit als Messwert Jeden Tag um 9:00 Uhr schickt das CompactRio eine SMS mit wichtigen Messdaten und Speicherstatus

11 Auswertung der Messdaten Auswertung der Messdaten mit DIAdem und Labview Mit der Software DIAdem wird für jeden Tag ein Plot (PDF) mit den wichtigsten Messdaten erzeugt Zusammenfassung und Filter der Messdaten erfolgt in kleinen Labview-Programmen

Plot (PDF) mit den wichtigsten Messdaten erzeugt

12 Zusammenfassung und Ausblick CompactRio war die richtige Wahl als Messtechnik Die Programmierung in Labview war einfach, kann aber noch optimiert werden (Einbindung der Module per FPGA) Die gesamte Umgebung (TDMS, Webserver und Diadem) eignete sich sehr gut für die Auswertung und Verarbeitung der Messdaten Seit Juni 2010 werden ohne Ausfälle täglich Messdaten gesammelt Validierung der Energieverbrauchsmessung im Klima-Wind-Kanal mit den Streckendaten

und Diadem) eignete sich sehr gut für die Auswertung und Verarbeitung der Messdaten Seit Juni 2010 werden ohne

13 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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