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BOTAX 80
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Universelles Diagnosesystem UDS-80[1]

Das Universelle DiagnoseSystem UDS-80 wurde im VEB Wissenschaftlich Technischen Zentrum des Kraftverkehrs Dresden (kurz WTZK) entwickelt, um den steigenden Bedarf an moderner Diagnosetechnik für Kraftfahrzeuge in den Verkehrs­betrieben der DDR und bei der NVA zu decken. Durch enge Zusammen­arbeit mit Mitarbeitern des VEB Funkwerk Erfurt, Abt. Applikation Bauelemente, konnte schon frühzeitig das Know-How zum U880-System genutzt werden, so dass bereits Ende 1979 der Prototyp des Diagnosegerätes präsentiert werden konnte. Das Gerät wurde ab 1984 im VE Verkehrskombinat Gera (VK Gera) in Serie produziert. In der Mitte 1990 erschienen Veröffentlichung [2] wird von etwa 600 produzierten Geräten berichtet. Das UDS-80 wurde vom Ministerium als „Roboter“ deklariert und war deshalb wichtig für die Erfüllung der Planauflage.

Neben der Nutzung zur Kfz-Diagnose im zivilen und militärischen Bereich hatte auch die Interflug ein großes Interesse am UDS-80. Es wurden hier viele Versuche zur Messung der Start­beschleunigung und der Bremsung bei der Landung durchgeführt (Ermittlung von Beschleunigungs- und Bremsreserve). Mitarbeiter des Entwicklungs­teams haben an einem Versuch bei der Interflug teilgenommen.

UDS-80 Hardware

Beim UDS-80 handelt es sich um ein Mikroprozessor gesteuertes Gerät mit Bausteinen aus der U880-Familie. Konstruktiv besteht das Gerät aus mehreren Karten des modularen Systems Ratio-80, welches im Zweig FPS2 auf der RIO & PLZ Homepage beschrieben ist. Dabei kamen folgende Baugruppen zum Einsatz:

[Ratio-80 Karte] [Ratio-80 Karte]

Das UDS-80 wurde aus dem Fahrzeugbordnetz mit Spannung versorgt. An der Front des UDS-80 befinden sich vier Analog­eingänge und zwei Digital­eingänge zum Anschluss verschiedener Geber und Sensoren für die einzelnen Mess­programme. Ein analoger Ausgang dient zur Ansteuerung eines Schreibers, um die erfassten Messungen als Kurve auf Papier auszugeben. Ein Beschleunigungssensor BWH 101 war bereits im Gerät verbaut, so dass für die Bremsen­diagnose BEPO im einfachsten Fall ausser einem am Bremspedal befestigten Kontakt­geber kein zusätzlicher externer Sensor benötigt wurde.

UDS-80 Diagnoseprogramme

Im UDS-80 sind verschiedene Diagnoseprogramme implementiert. Die dazu notwendigen technischen und mathematischen Grundlagen wurden von Mitarbeitern des WTZK Dresden und der Militärakademie Dresden erarbeitet und in die Software des UDS-80 umgesetzt.

Je nach anstehender Diagnoseaufgabe mussten die dazu notwendigen Sensoren an die vorbestimmten Eingänge angeschlossen werden und mittels Vorwahl­drehschalter das Programm ausgewählt werden. Folgende Programme standen zur Auswahl:

Weitere Diagnose­programme hätten, entsprechende Sensoren und technisch/mathematische Grundlagen voraus gesetzt, implementiert werden können. Für einige Verfahren liefen schon die Grundlagen­untersuchungen. Beispiele dafür waren:

In [1] findet man eine detailierte Beschreibung des UDS-80 sowie der implementierten Diagnoseprogramme und deren Grundlagen.

Bremsendiagnosegerät BC 90[2]

Nachfolger des UDS-80 sollte das Diagnosegerät BC 90 (Break Checker) werden, welches hauptsächlich für die Bremsendiagnose an Kfz mit einem gegenüber dem UDS-80 weiterentwickelten Verfahren arbeitete. Das Systemdesign war offen gestaltet, so dass auch andere vom UDS-80 bekannte Diagnoseverfahren beim Anschluss entsprechender Sensoren implementiert werden konnten. Das BC 90 kam jedoch nicht über den Prototyp Status hinaus. Besondere Merkmale waren:

In [2] findet man eine detailierte Beschreibung des BC 90 sowie der Grundlagen der Bremsendiagnose.

Straßenbahndiagnosegerät SKS-2[3]

Zur Diagnose der Steuerungen von Tatra Straßenbahnen mit Schützsteuerung wurde das Diagnosegerät SKS-2 (Steuer-Kontroll-System) entwickelt. Es kam bei Wartung und Instandhaltung der in der DDR eingesetzten Straßenbahnfahrzeuge vom Typ Tatra T3D/T4D und KT4D zum Einsatz.

Beim SKS-2 handelt es sich um ein Mikroprozessor gesteuertes Gerät mit Bausteinen aus der U880-Familie. Konstruktiv besteht das Gerät aus mehreren Karten des modularen Systems Ratio-80. Spezielle Interface­baugruppen dienten zur Erfassung der Zustände an signifikanten Punkten des Steuer­gerätes der Straßenbahn. Spezielle Heraus­forderungen bei der Konstruktion des Diagnose­gerätes bestanden im Schutz der Elektronik vor den bei Schalt­vorgängen an elektro­magnetischen Bauelementen (Schütze, Relais) entstehenden induktiven Spannungs­spitzen. Über Eingangs­schutzschaltung, Multiplexer und AD-Wandler wurden bis zu 32 Messignale fünf mal pro Sekunde (Abtastrate 160Hz) erfasst. Die Messwerte wurden während der Messung durch automatischen Soll-Ist-Vergleich mit einem im SKS-2 hinterlegten Störungs­katalog verglichen, so dass bei einem Treffer sofort die Störung bzw. Fehlfunktion diagnostiziert werden konnte. Ein zeitbezogener Signal­ausdruck über den integrierten Drucker diente alternativ zur Analyse auch von nicht im Katalog enthaltenen Fehlerbildern bzw. des beleghaften Nachweises des Diagnose­ergebnisses.

Die Spannungsversorgung des SKS-2 erfolgte aus dem Bordnetz der Straßenbahn (24V). Mittels typespezifischer Messprogramme (tauschbare EPROM-Sätze) wurde das SKS-2 an die unterschiedlichen Steuergeräte der einzelnen Fahrzeugtypen angepasst. Für die Ausgabe der Meßprotokolle war ein Thermostreifendrucker TSD16 (K6301) ins Gerät integriert.

Straßenbahndiagnosegerät SKS-3[4]

Für neuere Straßenbahnfahrzeuge, die mit Thyristorsteuerung ausgestattet waren, wurde das Diagnosegerät SKS-3 (Steuer-Kontroll-System) entwickelt. Es kam bei Wartung und Instandhaltung der in der DDR eingesetzten Straßenbahnfahrzeuge vom Typ Tatra KT4D-t und T6A2 zum Einsatz.

Beim SKS-3 handelt es sich um ein Mikroprozessor gesteuertes Gerät mit Bausteinen aus der U880-Familie. Konstruktiv besteht das Gerät aus mehreren Karten des modularen Systems Ratio-80. Spezielle Interface­baugruppen dienten zur Erfassung der Signale an signifikanten Punkten des Steuer­gerätes der Straßenbahn. Über maximal 28 Messsignaleingänge konnten die 50 Signalausgänge des Steuergerätes in zwei Meßkomplexen diagnostiziert werden. Der verwendete AD-Wandler ließ eine Messfrequenz von etwa 15kHz zu. Die gegenüber der Schützsteuerung komplexeren und schnelleren Abläufe in den Thyristorsteuerungen ließen eine Diagnose des elektronischen Reglers mit einem einzigen Messprogramm nicht zu. Es waren zehn eigenständige Prüf- und Messprogramme im SKS-3 implementiert.

Die Spannungsversorgung des SKS-3 erfolgte aus dem Bordnetz der Straßenbahn (24V). Mittels typespezifischer Messprogramme (tauschbare EPROM-Sätze) wurde das SKS-3 an die unterschiedlichen Steuergeräte der einzelnen Fahrzeugtypen angepasst. Für die Ausgabe der Meßprotokolle war ein Thermostreifendrucker ins Gerät integriert.

Die Erprobung der Prototypen erfolgte in Verkehrsbetrieben in Berlin und Prag. Das Gerät sollte im VE Verkehrskombinat Erfurt produziert werden.[5]

Weitere Entwicklungen

Auf der Homepage von Dr. Eberhard Treufeld sind weitere Entwicklungen der Mikro­elektronik­gruppe des WTZK beschrieben.[6]

[1] Dummer, J.; Runge, W.; Treufeld, E.: Entwicklung des Universellen Diagnosesystems UDS-80. Teil 1 und 2. In: Kraftverkehr Berlin 27 (1984), Nr. 5, S. 183ff und Nr. 6, S. 226ff.
[2] Dummer, J.; Runge, W.; Treufeld, E.: Sichere Bremsen im Kraftfahrzeug. Neues Verfahren zur schnellen Überprüfung der Verkehrssicherheit von Fahrzeug­bremsanlagen. In: Technische Überwachung 31 (1990), Nr. 7/8, S. 326ff, ISSN: 1434-9728.
[3] Schubert, R.: Einsatz eines Mikrorechners bei der Diagnostik der elektrischen Fahrzeugsteuerung von Tatra-Straßenbahnfahrzeugen. In: Kraftverkehr Berlin 29 (1986), Nr. 6, S. 225f.
[4] Schubert, R.: Einsatz des Diagnosegerätes SKS-3 bei der Instandhaltung von Straßenbahnen mit Thyristorsteuerung. In: Kraftverkehr Berlin 32 (1989), Nr. 6, S. 220f.
[5] (Hrsg): Geschäftsbericht des WTZK für das Jahr 1988. WTZK Dresden, Dresden, 1989.
[6] Treufeld, E.: Mikroelektronik im VEB WTZ Kraftverkehr 1980 bis 1990. In: www.wtzk80.de.
URL (Abruf 19.02.2020): http://www.wtzk80.de/