SCR2. Sistema di certificazione e regolazione delle lunghe rotaie saldate. Studio, progettazione, prototipazione e svilluppo

This thesis deals with the study of an innovative system for the regulation and certification of the "Long Welded Rail." In the range of the present research have been designed and tested both a hardware device, based on the use of load cells (consisting of strain gauges) connected to an Arduino microprocessor, and an interface software able to certify the rail adjustment operations. During the adjusting phase a system of twelve load cells, positioned on the four rail flights, is able to measure the deformations (from which the mechanical stresses can be indirectly derived) in the form of a potential difference. The amplified electrical signal, is sent from each load-cell to an Arduino microprocessor in analogic format, with a 1024 bit resolution; the resulting data flow, through serial communication, is read and interpreted by the SCR2 software, which through a simple and interactive interface guides the operator in the adjustment phase and certifies his work, releasing the specific form required by the Technical Instruction RFI EN TC AR AR 01008 A (Annex 1). The purpose of this study was to devise a brand new instrument in the set of the systems to date approved and adopted by RFI: the innovative strength of this work lies in the ability to perform, with few pieces of equipment, handy and simple to use, the operation of control and certification of the rails in an automatic way, eliminating any possible human error. The implementation of a log or "black box" hidden and appropriately password protected, allows the saving of all the operations that the system user-machine performs, providing the opportunity to investigate the causes of an error during operation. The results clearly confirm the accuracy and strictness acquired in the handling of this delicate phase.

Il presente lavoro di tesi riguarda lo studio di un sistema innovativo per la regolazione e la certificazione della “Lunga Rotaia Saldata". Sono state ideate e testate sia una struttura Hardware, basata sull’utilizzo di celle di carico (costituite da estensimetri elettrici o strain gauge) e microprocessore Arduino, sia una interfaccia Software in grado di certificare le operazioni di regolazione delle rotaie. Durante la fase di regolazione un sistema di dodici celle di carico, posizionate sulle quattro fughe di rotaie, è in grado di misurare le deformazioni (dalle quali si possono ricavare in modo indiretto le sollecitazioni meccaniche) sotto forma di differenza di potenziale. Il segnale elettrico in uscita da ciascuna cella viene amplificato e trasmesso ad un microprocessore Arduino in formato analogico con una risoluzione di 1024 bit. Il flusso di dati, mediante comunicazione seriale, viene letto ed interpretato dal programma SCR2, che tramite un interfaccia semplice ed interattiva guida l’operatore nella fase di regolazione e ne certifica l’operato, rilasciando l’apposito modulo richiesto dall’Istruzione Tecnica RFI TC AR IT AR 01 008 A (Allegato 1). Lo scopo del lavoro è stato quello di ideare una strumentazione inedita nel panorama dei sistemi sino ad oggi omologati ed adottati da R.F.I.: la forza innovativa di questo lavoro risiede nella possibilità di eseguire, con poche apparecchiature maneggevoli e semplici da utilizzare, l’operazione di regolazione e certificazione delle rotaie in modo automatico, eliminando qualsiasi eventuale errore umano. L’implementazione di un registro o “scatola nera” nascosto e opportunamente protetto da password consente il salvataggio di tutte le operazioni che il sistema macchina-utente compie, garantendo la possibilità di indagare le cause di un eventuale errore durante il funzionamento. I risultati ottenuti confermano manifestamente la precisione e il rigore acquisiti nell’esercizio di questa delicatissima fase operativa.