Ich bin nebenbei Heizer/Lokführer auf verschiedenen Eisenbahnen und verschiedenen Dampflokomotiven. Allerdings fahre und betreue ich zu 90% meiner Tätigkeit in diesem Bereich nur eine Maschine, und zwar die Uv.1, ex 298.205, auf der Ybbsthalbahn-Bergstrecke. Nach einer langen Disukussion mit einem Kollegen wurde die Idee geboren, die Kesseltemperatur auf einem Grafik-LCD als Diagramm auszugeben, um die Linearität des Anheizvorgangs zu überprüfen. Hiermit möchte ich dieses Projekt vorstellen und euch um eine eventuelle Mitarbeit bitten.
Allgemeines
Zunächst möchte ich ein wenig über den Sinn des Projektes sprechen. Das Anheizen eines Lokomotivkessels ist ein Vorgang, der sich über mehrere Stunden, oder sogar mehrere Tage erstreckt. Desto größer der Kessel, desto länger dauert dieser Prozess - ebenfalls beeinflusst der Ausgangszustand die notwendige Anheizzeit. Ist zum Beispiel viel Wasser im Kessel, dauert der Vorgang länger. Ist hingegen das Wasser im Kessel noch 90 Grad warm, sinkt die notwendige Anheizzeit.
Der ganze Anheizvorgang dauert so lange, da man beim Anheizen extrem langsam und vorsichtig arbeiten muss. Ein solcher Lokomitvkessel ist ja recht groß und dehnt sich aus diesem Grund beim Anheizen stark aus. Auch die Feuerbüchse, die mit hunderten Stehbolzen praktisch im Stehkessel hängend befestigt ist, dehnt sich in mehreren Richtungen aus. Heizt man nun zu schnell an wird der Kessel beschädigt und schon nach wenigen Betriebsstunden muss er außer Betrieb genommen werden. Die Ausbesserungskosten eines Lokomotivkessels sind sehr hoch. Aus diesem Grunde ist jeder Heizer bemüht das Anheizen so langsam und vorsichtig wie möglich zu gestalten.
Es wäre interessant, den kontinuierlichen Temperaturanstieg im Kessel graphisch an Ort und Stelle darzustellen, damit man sich praktisch selbst kontrollieren kann, wie gut man den Anheizvorgang durchführt. Außerdem gibt es in der Fachliteratur keine graphischen Aufzeichnungen über die Kesseltemperatur beim Anheizen. Damit wäre dies eine komplett neue Sache und würde meine Kollegen und mich interessieren.
Überlegungen zum Temperatursensor
Das größte Kopfzerbrechen bereitet mir der Temperatursensor. Er muss einen Temperaturbereich von mindestens 10 Grad Celsius bis ca. 195 Grad Celsius besitzen. Anbringen würde ich den Sensor an dem Bolzen einer Waschluke (kleiner Kreis in Bild2). Dieser Bolzen besteht aus Messing und verschließt die Waschluke. Demnach ist er mit dem Kesselwasser in direkter Berührung. Das Temperaturgefälle zwischen Wasser und Bolzen kann man ja problemlos berechnen und in die Auswertung einbeziehen.
Allerdings macht mir die Befestigung des Sensors am Bolzen Sorgen. Der Bolzen hat am äußeren Ende einen Vierkant, um ihn mit einem speziellen Bolzenschlüssel öffnen zu können. Dieser Vierkant ist geschätzt 5x5cm groß. Wie befestige ich den Temperatursensor an dieser ebenen Fläche?
Überlegungen zum Gehäuse
Bei der Gehäusewahl bin ich mir auch noch unschlüssig. Da das Gerät mit Akku betrieben werden soll, und die Ladeschaltung im Gerät integriert sein soll schließe ich Holz als Gehäusewerkstoff aus. Netzspannung und Holz gefällt mir einfach nicht. Kunststoff gefällt mir ebenfalls weniger, da das Gerät direkt unter der Waschluke, an der der Temperatursensor angebracht ist, auf einer Platte (welche zum Lokomitvrahmen gehört) stehen soll. Sollte das Gerät aus irgendeinerweise zur Waschluke gelangen, schmilzt ein etwaiges Kunststoffgehäuse. Aus diesem Grunde fällt mir nur Alu ein. Was hält ihr davon?
Überlegungen zum Grafik-LCD
Ich habe bereits ein Grafik-LCD gefunden, dass ich für dieses Projekt nutzen möchte. Es handelt sich hierbei um ein 240x128 Pixel-LCD, mit Hintergrundbeleuchtung und blauem Kontrast/weißer Schrift. Die Ansteuerung dieses Displays ist kein Problem, momentan wird es von einem Mega32 angesteuert und dient als Tetris-Spielfläche.
Überlegungen zur Schaltung
Auf der Platine soll ein mit Bascom programmierter AVR arbeiten. Ebenfalls von nöten ist:
Eine Ladeschaltung für den Akku
Eine Überwachung für den Akku
Eine Schaltung zur Erzeugen von -20V für den Displaykontrast
Aber nachdem es hier nur ums Konzept geht gibts noch keine Schaltpläne, erstmal möchte ich mein Problem mit dem Temperatursensor und des Gehäuses gelöst haben, bevor ich mich auf die Schaltungsentwicklung stürze.
Der Akku
Es soll eine relativ lange Laufzeit des Gerätes gewährleistet werden. Wie lange genau muss ich noch ermitteln, aber ich tendiere stark zu einem Blei-Gel-Akku mit 12V/7,4Ah, den ich hier rumliegen habe. Das hohe Gewicht dieses Akkus ist mir bewusst, allerdings soll das Gerät ja sowieso robust und stabil werden.
Soweit wären meine Überlegungen. Achja, nochwas: Das Gerät fährt nicht auf der Lokomotive mit, es wird kurz vor der Ausfahrt aus der Halle von der Lokomitve genommen und im Heizhaus abgestellt.
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