机车运行状态监测

机车运行状态监测（共7篇）

机车运行状态监测 篇1

随着国家经济的快速发展, 铁路运输正占据越来越重要的地位。机车运行状态的监测是列车运行管理中的重要环节, 在传统的列车运行状态监测中, 都是在发动机或者传动单元等地方安装传感器节点来采集信息, 但是这样不利于列车的改装和维护。鉴于此, 本文提出了一种通过采集列车加速度数据, 并将其进行分析, 然后供地面监控中心调度使用的系统。该系统以ADXL203双轴加速度传感器为基础, 通过单片机和外围电路形成的系统来对数据进行分析和处理, 经由GPRS网络将数据上传列车运行管理系统。这种方法的优点是加速度传感器可以放置在列车任何部位, 更加方便快捷。

1 列车运行状态监测系统的结构和工作原理

一个完整的列车运行监测系统主要由三部分组成, 分别为数据采集单元、数据传输单元和上位机监测系统。双轴加速度传感器是数据采集单元的主要器件, 通过微控制器和外围的器件对数据进行分析和过滤处理, 而后通过UNICODE编码来存储数据。数据在读取采集之后通过RS232端口传递给GPRS DTU。其使用内嵌TCP/IP协议和透明传输协议, 通过一定的网络协议传给地面监控中心列车运行管理系统的上位机, 这也也列车状态监测系统的管理平台, 基于一定的管理软件对接受的数据分析研究并显示, 同时在ACCESS数据库中备份数据。

2 加速度采集仪硬件结构以及单片机

列车的减速度采集仪可鼬加速度传感器、电路、微控制器和串行接口电路组成, 加速度传感器通常为双轴, 微控制器是采集仪的核心部分, 要求较高。

单片机是分析处理采集到的信息的关键器件, 在选择时候要着重考虑其外设性能、能耗和接口性能。诸如MSP430这种具备丰富外设、高效能耗、优良接口以及JTAG编程功能的单片机可供灵活选择。

3 加速度传感器的工作原理及外围电路设计

加速度传感器有很多种类型, 这里介绍一种常见的, 由美国AD公司生产的双轴加速度传感器:ADXL203.

3.1 ADXL203工作原理

ADXL203的优点在于可以通过调度输出一个和加速度信号成比例的电压, 它可以实现对动态加速度和静态加速度的双重测量。主要构成为一个经过微加工的多晶硅结构体和差动电容。当存在一定的加速度的时候, 差动电容在多晶硅结构体的偏移力下产生滑动, 导致电容的变化, 继而导致输出的方波发生变化, 依此来测量出电压信号。

3.2 ADXL203外围电路设计

通常情况下为了减少供电电源对输出信号的干扰, 可以在加速计和COM脚之间连接一个0.1μF的电容, 然后串入一个100欧姆的电阻, 这样就会在加速度传感器输出口集成32千欧姆的电阻。为了保护单片机的安全, 需要在输出口设置一个单电源式的跟随器。这样的设计其最大的优点在于可以直接将加速度传感器的信号传递给单片机, 而不需要通过放大电路。这大大减少了电路设计的难度, 避免了繁冗电路的产生。

3.3 加速度与速度数据的求取

通过单片机的ADC来实现对加速度信号的采集, 首先初始化ADC, 然后每隔50毫秒采集一次, 5秒为一组, 通过求取平均值来确定加速度。基于加速度数据, 可以通过矩形积分运算求取速度信号。

4 GPRS数据传输原理以及GPRS DTU的选择

GPRS是基于GSM网络的全新数据传输业务, 是通过增加服务支持节点和网管支持节点, 对GSM网络的升级的一种升级构架。它具有很好的网络数据传输性能, 通常来说只要是GSM/GPRS覆盖的地方都可以使用GRRS网络来传输数据。准确说它是一种二层承载网络, 网络层上服从TCP/IP协议, 而在IP应用层上则只需要有效地可识别IP, 就可以实现数据的透明传输。

一般的GPRS无线通信模块根据是否带TCP/IP协议分成两种, 而因为不带TCP/IP协议的还需要用户提供, 不仅费时费力, 还增加了系统运行的负担。所以在系统的构建中应该优先选择带TCP/IP协议的网络模块, 这样在减少系统运行负担的同时也降低了系统开发的难度。

5 列车运行状态监测系统管理软件的设计

管理软件的功能是实现对数据的读取和分析处理, 一般都支持C语言编程, 并具备可操作的人机互动界面。加速度采集仪都使用了UNICODE编码技术, 管理软件也许配备UNICODE编码功能, 经由GPRS网络向采集仪发出指令, 采集仪在判断完指令和地址的正确性之后, 将采集的信息已UNICODE编码的形式, 再次经由GPRS网络返回到管理软件中然后通过一定的计算将信息变成需要的数据, 并存入ACCESS数据库中以备调用和二次使用。

综上所述, 铁路运输是国家的经济命脉, 机车实时运行状态监测可以确保铁路运输安全。利用加速度传感器结合单片机来进行列车适时运行状态的监测系统构建, 具有很好的快捷性和易用性。从加速度传感器采集信息, 到单片机对信息的处理分析, 通过GPRS网络的数据传输, 实现数据的透明传递, 最后通过UNICODE编码技术将信息传给给管理平台, 系统具备良好的实用性。综合来看, 该系统的设计方法和理念, 以及实际可操作性都较好, 具有很好的推广价值。

参考文献

[1]张建兵, 陈鑫, 彭杰等.轨道数据动态采集检测技术试验平台的设计与实现[J].仪表技术与传感器, 2012.

[2]陈永翾, 陈向东.单片加速度传感器的列尾脱钩检测装置的设计[J].铁路计算机应用, 2006.

[3]王树珂, 蒋大明.加速度传感器在列车完整性监测系统中的应用[J].铁路计算机应用, 2007.

机车运行状态监测 篇2

关键词：机车,在线监测,探讨,思考

随着中国经济的快速发展, 交通运输业为其提供了充足的后备力量, 对于经济建设发挥着重要作用。目前, 国内机车运用状态在线实时监测系统的发展水平较高, 较好的满足了国内市场的需求。但是, 随着新时期市场环境的不断变化, 机车运用状态在线实时监测系统的发展也衍生了很多问题。针对机车运用状态在线实时监测系统展开研究与探讨, 对于交通运输业的发展具有重要意义。

1 机车运用状态在线实时监测的重要意义

4-编号列表5-编号列表6-编号列表7机车运输的重要安全保障。

随着近些年来电力机车的迅猛发展, 一系列具有高效、便捷、快速、舒适的电力机车被制造并投入市场。机车在速度与载重方面有了明显的提高, 有力的加强了交通运输业的发展。因此, 这就必须对机车的安全与可靠性作出要求, 以保障人的生命财产安全。同时, 固有的定期检修制度越来越不适应机车的快速发展, 状态修成为如今机车检修的主要方式。因此, 机车运用状态在线实时监测系统对于机车的运行状态进行实时的监测与反馈, 充分运用了现代高科技, 将传统检修的弊端最大限度的减少。通过对机车运行状态进行监测对于机车安全行使提供了重要保障[1]。

4编号列表5-编号列表6-编号列表7机车设计的重要分析依据。

机车的运行环境十分复杂, 遇到的问题非常多样。如何在极为严峻的环境状态下保证机车的安全、高效运行, 成为设计人员必须解决的问题。机车在高速运营中会产生各种各样的问题, 工作人员无法进行实时的人工监测。但是, 如果机车在运行过程中发生问题且无法及时发现以及进行有效解决, 对于机车的运行将是巨大的安全隐患。因此, 在机车设计时, 就需要机车运用状态在线实时监测系统提供的主要信息, 以此来作为研发与设计机车的重要信息依据。

因此, 机车运用状态在线实时监测系统在保障机车运行安全以及设计理论支撑发挥着重要作用。

2 监测系统的总体结构研究

2.1 监测系统的研究要求

监测系统在机车运行状态中, 能够对故障信息进行存储, 待机车故障解决后, 将信息反馈个地面系统, 并能够对机车的状态信息进行综合反映。监测系统的安装使用不能威胁到机车的运行安全, 必须具有较大的信息容量, 保障能够在机车后期维护中实现信息量的扩容。

监测系统的软件必须具有信息的筛选功能, 能够对信息就是初步的处理, 以至于把不必要的信息进行存储。同时, 监测系统应该具有自身的信息判断能力, 对故障信息能够及时地进行传送[2]。

2.2 机车运用状态在线实时监测系统的总体方案

机车运用状态在线实时监测系统主要包括三个部分, 分别是:故障诊断以及专家分析系统、无线发送部分与数据采集存储部分。

作为整个系统中的关键部分, CAN总线数据采集与存储具有重要作用。其对于整个系统的信息处理采集与调理、信息的提取与转换、信息的运输与处理具有十分重要的意义。

3 监测系统信息采集方法

监测系统需要监测的信息主要有三种, 包括对LKJ-93监控中已经存在的信息, 其次是机车电路中的参数信息, 最后是机车控制器的操作信息。下面针对以上三类信息进行简单的介绍。

3.1 LKJ-93的监测信息采集

首先记录输入主要由监控的主机进行提供, 同时, 记录器对于主机发过来的信息进行初步的处理, 同时对内容进行分析与判断。对于信息中的较大变化记录器会进行相应的存储。转储器通过记录器所提供的资料进行资料包的提取, 地面危机处理软件能够对生成的文件进行处理并形成信息报表或图形。

3.2 机车电路的参数信息采集

机车电路的参数信息主要包括:控制电路测量参数、辅助电路测量参数以及机车的主电路测量参数。机车的主电路由多种设备组成, 需要进行测量的参数有直流电压、网侧牵引电力等方面。其中对于网侧电压的采集是尤为重要的, 通常使用高压电压互感器进行测量。辅助电路测量参数通常采用单一的三相供电系统, 对劈相机以及各类辅助电机的工作状态进行测量[3]。由于机车采用的大多是微机控制, 因此控制电路测量参数主要来源于对微机的输入或是输出信号进行采集。对机车的控制器上的采集主要分为两种:换向手柄所在部位以及调速手轮位置的信息采集。对于机车运行状态中的温度信息采集也很重要, 需要通过较多温度传感器进行采集。

4 监测系统前置电路简要

机车在运行过程中, 其所发出的实施信号, 需要有几种信号共同进行调理完成。但是, 在每种电路中在经过转换后, 就会产生影响其他电压的可能性。所以, 为了保证整个系统的正常运行, 在对端子柜以及开关柜进行信号提取时, 不能使信号产生衰减或者发生其他畸变。因此, 对于监测系统的前置电路进行设计时, 需要对所有的信号提取处进行处理, 以使其与电路进行隔离与屏蔽。

5 监测系统的总结与思考

随着近些年来我国经济的发展, 为了适应新时期内的铁路运输需要, 铁路史上也有了几次大提速。但是, 对于高速行驶中的机车如何对其运行安全作出更好的保障, 成为现阶段机车在线实时监控系统研发人员的首要工作。目前, 制约铁路系统安全的原因之一是机车的检修能力无法跟上铁路的发展。对于这一问题的解决办法就是要不断加强机车运用状态在线实时监测系统的研究工作。

对于机车运用状态在线实时监测系统来说, 最重要的是提高其运行时的稳定性, 通过多种方法的组合, 使其在极为恶劣的工作环境下仍然能够正常运行。因此, 未来机车运用状态在线实时监测系统将逐步朝着更高的自动化与智能化发展, 加强其自身信息处理性能, 甚至能够在故障发生时进行自我检修。总之, 人工参与设计阶段, 智能化设备更加注重于实施阶段, 两者之间的有机结合才能够促进整个机车运用状态在线实时监测系统安全、高效、平稳运转。

6 结语

机车运用状态在线实时监测系统有效保障了机车在运行的安全, 但是其仍有很多不足之处。随着高铁、动车的不断提速, 如何对机车运用状态在线实时监测系统进行升级与优化, 成为十分重要的研究课题。

参考文献

[1]于建顺, 洛琳, 余丹等.基于GPRS通信技术的机车运行实时监测系统[J].中国科技信息, 2010.

[2]董汉明.机车综合信息监测系统的设计与应用[J].电子世界, 2014.

机车运行状态监测 篇3

1 设计思想

目前已经装车的一些机车运行信息检测装置大多采用单片机设计, 功能固定, 性能简单, 不具灵活性与扩展性, 无法在机车运行时现场分析运行数据。由多个单片机组成的系统没有形成模块化, 给装置本身的故障维修造成困难。

随着以应用为中心的嵌入式系统性价比不断提高, 采用通用工业级嵌入式控制器做机车应用, 可大大提高系统开发周期, 提高系统可靠性及工作效率。

本机车运行信息实时检测系统 (装置) 主要应用于车头, 设计思想是:使用标准的工业级嵌入式控制器硬件, 使用标准嵌入式操作系统, 使用常规的外部设备, 例如标准键盘、通用显示器、U盘、CF卡等。使用通用的可视化开发工具, 利用网络化开发环境, 采用标准的工业级I/O通道, 使装置完全模块化。搭积木式的系统设计组织灵活、开发快捷、功能强大、可扩展性强。软件可以在车上调试按需扩充, 可以在机车运行现场进行数据分析, 模块化的结构使装置本身的维修非常方便。

2 系统硬件设计

2.1 系统功能需求

原DF4B机车上的TAX监控装置记录了部分机车运行参数, 例如时间标、车速、信号机号、公时标、总量、计长、量数、本机补机、货客车、车次、区段号、车站号、司机号、副司机号、机车号、机车型等信息[1]。本项目在DF4B机车操作台上安装机车运行信息实时监测装置, 记录机车的各种实时运行工况参数。除保留原车上TAX监控装置提供的各项机车运行参数外, 根据维修的需要, 增加差示压力、空转、接地、总过流、故障励磁、固定发电、本车卸载、水温、油温、燃压、滑压、辅助电压、充放电流、6个电机分流、主电压、主电流等采集参数。在列车运行过程中实时检测和记录机车动态运行数据。

2.2 系统硬件总体结构

根据系统功能需求, 设计的系统硬件总体结构如图1所示。

2.3 系统硬件设备设计

2.3.1 嵌入式核心控制器

根据系统设计思想, 要求核心控制器必须是可以替代常规PC和PLC, 支持标准显示, 提供完整的高级语言开发环境和工具, 具有较强的数据处理能力和速度, 具有网络接口和USB接口, 允许连接CF卡等存储设备。比较了几种嵌入式控制器后, 我们选用泓格公司的 WinCon-8000嵌入式工业控制器系统[2], 该控制器主机使用W-8331模块, 内置Intel Strong ARM 32位CPU, 时钟2.06 MHz, 内存64 MB SDRAM, 32 MB FLASH Memory, 采用CF卡做电子盘, 选用3扩展槽底板。

WinCon-8000 是兼有常规PC和PLC功能的嵌入式控制器, 运行Windows CE.NET操作系统。Windows CE.NET是广泛应用于智能设备的实时多任务嵌入式操作系统。它可以根据特定的应用做轻量化的定制, 支持多种CPU架构。支持Visual Basic.NET, Visual C#, Embedded Visual C++等开发工具。Windows CE继承了传统的Windows图形界面, 在微机Windows平台上的应用软件只需简单的修改和移植就可以在Windows CE平台上继续使用, 通过WinCon-8000提供的WinConSDK, 在普通微机上利用微软的Visual Studio.NET和 Embedded Visual C++开发环境直接开发应用程序, 然后将其下载到WinCon-8000中去执行。开发环境现成、方便, 为开发功能强大的图形应用程序提供了基础。

WinCon-8000具有 VGA接口, 允许用户用LCD监视器去替代HMI显示, 支持 Ethernet、USB、键盘、鼠标和CF卡。设有 RS 232、485 串口, 支持多种 I/O 模块, 如I-7000, I-8000, I-87K 的扩展 I/O 模块, 支持计时计数器/频率计。选用WinCon-8000作主控制器, 为在车上进行数据分析提供了方便。使记录的数据既可以传送到地面微机上分析, 也可以在机车上插上显示器和键盘后直接监视和处理, 便于在车上即时维护与调试。

2.3.2 模拟量输入通道

本系统中需要测量的模拟量有:1～6电机分电流、主发电压、主发电流、水温、油温、滑油压力、燃油压力、辅助发电、蓄电池充放电流、柴油机转速等14个模拟量。

机车上使用的模拟量输入模块应该是以抗恶劣环境、高可靠性为主, 价格是次要因素。因此, 我们选择泓格的I-7000系列I-7018模块作为模拟量输入通道。I-7018是8路模拟量输入模块, 采用RS 485协议与WinCon-8000 的主机连接, 在应用程序中直接通过WinconSDK动态连接库函数操作I-7018工作。本机使用了2块i-7018模块实现14路模拟量输入。

2.3.3 开关量通道

前面已经选择泓格的I-7000系列模块作模拟量输入通道, 为了系列化, 采用I-8042 (16通道隔离数字量I/O) 模块作为开关量输入通道。

本装置中需要采集的开关量有差示压力、水温、固定发电、空转、主回路接地、主回路过流、本车卸载、故障励磁等8个开关量。使用了一块I-8042的8个通道。

2.3.4 速度采集通道

为采集机车柴油机转速, 需要速度采集通道。选用泓格I-8080 (4通道计数频率器) 模块一块, 采集机车柴油机转子输出的脉冲, 根据频率计算出转速。

2.3.5 面板I/O模块

本控制器包括4个按键开关, 分别用来控制设备实现备份、转存、复位、本地输出等操作, 设置了8个代表设备工作状态及报警信息的指示灯。尽管I-8042有多余的I/O通道可供使用, 由于自身输出能力的限制, 需要对其输出进行二级继电放大。我们选用I-7050 (7通道开关量输入/8通道开关量输出模块) 作面板I/O模块, 可以直接驱动24 V的面板指示灯。

2.3.6 485-232转换器

本采集仪与机车上原有的TAX箱配合工作, 为及时接收TAX箱数据, 避免与I-7018, I-7050共用总线, 使用I-7520模块将TAX箱输出RS 485数据转换成RS 232协议通过WinCon-8000底板上的RS 232口接收。

2.4 电源与机箱设计

系统其他模块包括电源转换模块 (ph75s 110-24) 1个, 转速开关量调理板1块, 信号调理板1块, 机箱1个, 航空插座4个, 按键开关4个, 指示灯8个。

本检测装置使用31 cm×24.5 cm×19.5 cm工业机箱, 机箱外置全部键盘、显示器、鼠标等插座。面板上置8个指示灯指示设备运行状态转录状态, 面板上置4个按钮开关控制数据转录操作等。通过4个航空插座连接现场全部数据采集点。为避免影响机车原信号系统, 信号采集采用高阻抗输入电路, 采取了一系列信号的隔离、放大、变换及传输措施。例如在一些高速、干扰强烈的信号通道增设隔离变压器将信号源与电气回路隔离, 通过设计滤波电路抑制电源干扰, 大大减少了装置死机的可能, 提高了装置的可靠性。

本系统改变传统的总线+数据采集板的设计思想, 采用模块化设计。将各个采集通道分别隔离, 信号相近的通道组成模块, 模块之间、模块与主控单元之间通过通信总线方式连接, 保证了各通道、各模块和主控单元的独立性。便于系统的扩展、升级, 适应各种型号的传感器信息的接入以及方便故障检修处理。前端从仪表端子接线排取信号, 经信号调理后分别交由相互隔离的通道模块传送给主控制器, 运用W-8331提供的看门狗设计提高系统软件的可靠性。

3 系统软件设计

软件由机内数据采集软件、车上数据分析软件和地面数据分析软件三部分组成。

3.1 机内数据采集软件

机内数据采集软件与车上数据分析软件使用Visual C#编程, 利用WinConSDK函数库来控制、操作WinCon-8000的全部硬件, 包括I-8000/I-87K/I-7000系列I/O模块。在普通微机上利用微软的Visual C#开发环境直接开发机内数据采集程序, 然后将其下载到WinCon-8000中去执行。

机内数据采集软件驱动各I/O通道每1 s采集一次各信息点的数据, 同时接收一条TAX箱的数据, 组成一帧长度为120 B的记录。以TAX箱输出的时间为标准的时间, 根据精度需要每1～10 s记录一帧数据。若两次采集的数据变化不大时, 每10 s种记录一帧数据;若两次采集的数据变化较大时, 每1 s记录一帧数据。存储一帧数据所需的存储空间为120 B, 当存储器快满时, 依照先进先出的数据备份策略淘汰最先记录的数据, 保证始终记录着最近几天的数据。

3.2 车上数据分析软件

受W-8331模块资源的限制, 车上数据分析软件主要是将采集的数据实时显示与判断报警。装置工作时, 如果带有显示器, 该显示器始终显示一个主控界面和主要信号点的实时数据。当采集的信号大于设定值时, 采用声、图、指示灯报警。车上数据分析软件可以在鼠标的操作下回溯显示之前的任意时刻的参数, 便于机组人员在车辆运行现场了解机车运行状态, 供现场维护分析及处理决策。本装置可以不带显示器和鼠标, 此时靠装置上的4个按钮开关操作转录控制, 通过指示灯及声音报警。

3.3 地面数据分析软件

通过U盘转录将数据转送给地面计算机, 地面计算机运行地面数据分析软件[3], 读取U盘的原始数据, 进行数据格式校验, 挑出不全的记录, 按司机号或时间分段, 进行机车运行工况参数曲线绘制。该软件采用Delphi开发, 绘制带有时间标的机车各参数运行曲线。可按时间、公里标等对记录的数据进行检索、查询。运行曲线提供横向及纵向数据比较在内的各种数据回放分析模式, 使记录数据可视化, 真实再现运行状态下机车的各种工况信息, 让地面分析人员形象直观地判断机车运行状况, 为机车的检修提供科学的依据。

本采集仪记录的数据还可以通过数据格式转换程序转换成其他地面处理软件需要的数据格式, 为用户采用其他商品化的地面数据处理软件提供方便。同时, 地面数据分析软件向维修信息库提供数据。

4 结 语

采用通用的功能强大的工业级微控制器组成系统, 尽管成本高, 对机车这样的关键性设备来说, 依然是可以接受的方案。本装置由哈密新通公司组织研制, 主要用于车头维护数据的采集, 在DF4B机车上进行运行试验考核, 运行试验表明, 该系统运行稳定可靠, 各项功能实现良好, 达到了预计的设计目标。

参考文献

[1]凌成烨.TAX2型机车安全信息综合监控装置的RS485-MVB网关设计[J].工业控制计算机, 2004, 17 (8) :50-51, 67.

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[3]徐秋, 李玉良, 王云朋.Delphi环境下机车监控界面的研究[J].煤矿机电, 2005 (1) :17-19.

[4]刘素一, 罗维平.基于WinCon8000的机械高压液压设备测试系统的研制[D].武汉:武汉科技学院, 2005.

[5]陈亚非, 向兵, 冯进军, 等.WinCon8000在雷达发射机控制保护系统中的应用[J].真空电子技术, 2006 (5) :4-6.

机车运行状态监测 篇4

1) 加大了作业机车的监控力度。DGPS技术投入使用前, 各个车站行车调度对所管辖范围内作业机车的监控是通过微机联锁控制台显示屏和无线电报话机来实现的。而可视化机车监控系统给各站行车调度 (区调) 提供了全时域, 全天候, 连续的所管辖区域内机车的位置、速度等数据, 使行车调度随时掌握了各台机车的作业进度, 这样行车调度通过机车定位系统和无线电报话机能够及时, 准确地监控每台机车的作业, 从而提高了铁路运输保产的能力。

同时基于MESH无线网络通信的高带宽实时机车监控视频的回传及机车进路前方道口或货位实际场景实时视频的回传[1], 对运输生产调度指挥人员有极其重要的作用。

2) 提高机车的作业效率, 减少机车使用台数, 降低运输成本。以往由于受监控技术的限制, 铁路运输行车总调无法对全部运用机车进行监控;基于MESH无线网络和DGPS技术的可视化机车监控系统, 提供了一种崭新的工作平台, 通过此平台, 铁路行车总调拓宽了监控范围。可俯视作业机车全局, 站在全局的角度, 指挥各站行车调度, 这样就使全部运输机车都有效地运转起来, 达到对全部应用机车的作业实施监控的目的, 打破了各站区保护和本位主义的束缚。另外, 调度中心与机车实现了调度指令的无线数传, 两者结合大幅度提高了机车的作业效率;

3) 加强运输机车作业标准化的监督, 减少行车事故的发生。DGPS技术可提供每台机车全天候连续实时的位置和速度, 同时与基于MESH无线网络通信的高带宽实时机车监控视频结合, 这样就使各站行调、部调及检查人员对每台机车是否按标准化作业进行检查成为一种可能, 诸如机车通过道口前是否减速, 机车进厂房作业前是否停车检查 (一度停车) , 职工上、下班时间内是否有机车占用主要道口进行作业等。由于有一只“眼睛”一直盯着机车作业, 使机车作业人员时时, 处处能自觉地按标准化进行作业, 从而大幅度减少行车事故, 并且为事故分析提供可靠的依据;

4) “微机联锁+DGPS”形成安控双保障。在行车安全方面, 目前企业专用铁路机车运行主要靠“微机信号连锁系统”, 它解决了铁路信号和进路排列的问题, 但由于“微机信号连锁系统”是基于轨道电路技术的系统, 所以, 当轨道出现锈蚀、杂物掉在轨道上、或轨道电路电压调节不准时会出现“飞车”现象 (即某轨道有车存在, 但显示为无车状态) , 这样会造成严重的安全隐患, 会造成“撞车”、“四股道”、“挤道岔”、“脱线”等安全事故的发生。如果机车卫星定位系统与微机信号连锁系统结合等于形成了安全的双保险, 除了显示信号和轨道状态外同时显示机车在轨道的准确位置, 这样就可有效地防止上述安全事故的发生;

5) 优化铁路行车组织。由于企业铁路可视化机车运行实时监控系统可以对全部机车作业过程进行回放并对每台作业机车的作业数据进行统计和分析, 从中可发现机车作业过程中不合理的部分, 从而改进各台机车作业方案, 实现优化行车组织的目的。

1 开发要求

1.1 对机车的运行进行实时跟踪、定位和监控

1) 在机车车载显示屏上实时动态显示本机车及所挂车辆在股道上的具体位置;

2) 在机车车载显示屏上实时动态显示距离本车列行进方向最近信号机状态和距离, 系统要求距离误差不大于3m;在机车车载显示屏上实时动态显示机车速度曲线;

1.2 对机车调车作业时的安全进行预警及防护

1) 对机车冒进信号前, 进行低频和高频两级语音预警;

2) 当车列行进前方为尽头线时, 对车档进行语音低频和高频两级语音预警;

3) 当车列行进的速度超过了股道限速时, 进行低频和高频两级语音预警;

4) 特殊区段限速控制。根据用户使用要求, 对需要限制速度的区段进行速度限制及预警;

5) 测量车列长度, 实时向信息化系统提供实际甩挂钩验证车辆数, 实现错误摘挂车辆作业报警;

1.3 其他功能

1) 机车车载终端可以与机车工况测控主机进行接口 (RS232) , 采集记录机车运行工况信息, 并可进行回放, 记录内容含柴油机、制动系统等运行参数并在后台形成曲线, 可以与速度同步回放;

2) 机车车载终端可以与物流跟踪系统与调度监督系统进行数据接口, 接收处理相关数据;

3) 机车车载终端具有打印输出接口;

4) 电子添乘的内容可根据要求实时回传到地面管理终端。

2 关键技术和要点

2.1 无线网络的选择

MESH无线网状网[2] (Wireless Mesh) , 也称为“多跳 (multi-hop) ”网络[3], 是一种新型的基于Wi Fi技术而发展出来的无线城域网解决方案, 目前正在世界范围内尤其是欧美等发达国家掀起应用热潮。与传统无线网络完全不同, 它可以动态地创建新的链接和其他节点相连, 且组网简单、经济、可扩展, 从而大幅降低专网用户或运营商网络部署的成本和复杂程度。

在本系统中选择Strix OWS产品系列, 它具备如下特点:保证机车视频监控双向传输所需的网络带宽;机车高速移动和无线网络快速切换;铁路沿线Mesh基站具有极强的自愈能力;企业铁路的恶劣环境要求极强的抗干扰性;网络的可管理性。

2.2 GPS的定位精度

通常GPS的定位精度为5~10m, 而在企业专用铁路的站场, 5~10M往往可以横跨3~4条铁路线路, 并且线路轨间距为1.435m, 因此, 普通GPS的定位精度是达不到机车运行监控的要求;本项目利用差分全球定位系统 (Differential Global Positioning System) , 简称DGPS或差分GPS, 是一种应用于全球定位系统中用以提高民用定位精度的一种技术, 可以提高其局部范围内用户的定位精度, 利用这一方法可以将用户的实时单点定位精度提高到亚米级。本项目使用的就是DGPS系统, 定位精度可达到0.45m (CEP) , 完全适用于企业机车运行监控。

2.3 工作原理

本系统不仅需要其各分系统间协同工作, 还需要与计算机网络系统、MESH网络有机集成。系统主要工作原理如下:DGPS基准站分系统的GPS接收天线架设在已知坐标的基准点 (在调度中心楼顶) 上, 根据接收到的GPS信号及预先测定的基准点坐标解算出差分改正数, 并实时地将差分改正数据通过MESH无线网络系统向车载分系统播发。实现GPS卫星定位子系统精确定位的基础。

车载分系统中的GPS接收机接收GPS差分改正数据和GPS卫星信号, 进行实时差分处理, 得到所测机车的精确位置。利用MESH网络, 不仅实现差分信息的播发和机车位置信息的回传, 同时还通过数据处理中心的中心处理软件实现调度指令的双向报文通信, 并由调度中心的中心处理软件实现调度指令及相关视频在各个机车、站场、调度中心间的转发和存储。

3 系统设计

系统设计为三个部分:地面设备、传输网络、机车车载终端。

地面设备包括:DGPS基站、数据库服务器、应用服务器、接口工控机、视频服务、现场网络摄像机等;

传输网络包括:企业局域网、MESH无线网络;

机车车载终端包括:GPS接收机、车载电脑、车载视频监控摄像机、MESH网络通信单元。系统拓扑图如图1所示。

4 实现功能

4.1 机车实时监控

在地面调度终端软件的GIS图 (对标志性建筑物有标识) 和控制行车指挥的线路示意图 (有信号灯和道岔的状态显示及进路情况, 道岔、信号、编号可选择显示) 上可以实时监控机车的实时位置, 运动状态, 速度大小, 牵引车辆的数量、类型及空重状态;不同的车辆有不同的图标形象标识, 一目了然;在机车进行摘挂作业后, 实时记录车辆在股道内的位置;并且可实现与机车运行状态联动, 对超速等违章作业情况实时记录及预警;在严重的紧急情况下, 可以直接通过机车工况测控系统连接的测控主机, 实现对机车的应急制动, 保证行车安全。

4.2 机车动态轨迹记录及回放

指定任意一辆机车, 选定时间段, 回放该时间段内的历史轨迹。使用控制键可以实现播放、停止、暂停、快进、快退、变速功能;同时与物流系统接口, 可实现调车作业计划同步回放。

4.3 机车车载终端功能 (信号和视频上车及安全预警)

站场信号状态信息通过数传3G通信模块传送到车载终端[4], 实时显示站场状态信息 (信号机、道岔、区段状态信息等) 。在调度终端软件的GIS图和计算机连锁模拟轨道示意图上实时显示机车所在的位置、速度、作业车书 (牵引或推送) 、车长、车列前方进路、前进信号、距离及验证车长 (通过轨道电路变化计算) 等信息。在接近道口、道岔、信号灯等位置会给出语音提示, 在超速等情况下会有预警提示, 在必要时向机车工况测控主机发送制动命令进行应急制动;预警及报警时, 必须通过副司机确认按钮进行警报解除, 否则记录违章;同时, 副司机在计划作业完成时打点确认;与物流跟踪系统的信息接口后, 可实现无线接收和打印调查作业计划单功能。

4.4 机车运用统计 (吨公里指标分析)

通过对机车任意时间段GPS历史数据的统计, 统计出机车在各站场 (或区间) 的运行时间分布图、机车的工作时间统计图及柴油机工作时间统计图。自动生成机车运行作业图、机车运行速度图、机车运行统计图、机车里程统计图。

给定机车车号和时间段, 统计机车的运行距离、运量和相关指标, 生成报表并打印。

4.5 机车油耗管理

对每次加油进行记录, 利用走行公里数, 对车辆油耗进行核算, 及时发现并警示异常行为, 为企业管理部门机车运行管理提供有力的数据依据和佐证。

4.6 自动采集机车装卸作业的时间

利用GPS车载终端, 实时采集卸车对位, 卸后取车时间, 装车对位时间及装后取车时间, 为与相关单位分摊铁路停时费, 提供核算依据;通过GPS技术对运输生产相关关键点停时的自动采集。

4.7 机车运行参数记录

实时将柴油机转速、列车管压力、制动缸压力、润滑油压力变化曲线 (润滑油压力低于设定值时在机车车载终端显示屏上报警等信息) 等机车运行参数发回到后台服务器, 供机车调度管理人员参考决策, 并为相关事故分析提供数据依据。

5 应用效果

2012年10月, 马钢集团铁路运输公司对企业内53台机车陆续安装了机车运行实时监控系统, 实现了对机车运行及司乘人员的安全作业监控;机车动态轨迹记录及回放;机车运行安全预警 (信号和DGPS双控模式) ;机车运用统计 (吨公里指标分析) ;机车油耗管理等功能。达到了为企业铁路运输生产保驾护航的目的。

6 结论

企业铁路可视化机车运行实时监控系统是应用无线网络、差分GPS、铁路信号、视频监控、智能控制等成熟稳定的信息技术开发的。该系统的开发应用为企业铁路机车实时监控带来全新的管理理念。其中部分成果已成功运用于马钢集团、河北钢铁唐山分公司、山西焦煤西山煤电集团等大型企业, 并收到了良好的应用效果。

参考文献

机车运行状态监测 篇5

日照港集团有限公司铁运公司 (以下简称铁运公司) 现拥有内燃机车13台, 其中DF5型机车1台, GKD3B型机车1台, DF4DD型机车2台, DF12型机车9台, 主要担负着整个港口进出货物列车的解体、编组、取车、送车和牵出转线等调车作业, 年运输能力为4800万t, 其作业特点是运量大、运距短, 作业程序复杂。

机车的状态直接影响着铁路运输的效率和安全, 因此, 应用计算机对内燃机车进行信息管理, 实时记录每台机车的基本技术状态及运用技术状态, 为管理人员编制机车中、小、辅计划和机车的检查、修理提供参考, 将大大减少机车故障的发生。

2 技术方案的确定

内燃机车的工作过程是一个非常复杂的动态过程、随机过程, 在不同时刻的任何观测数据都是不可重复的, 机车故障的发生具有层次性、突发性及缓变性、模糊性、趋势性的特点[1], 因此在实际应用中, 应该以随机过程为出发点, 运用现代科学分析工具, 综合判断机车故障的特性和发展趋势, 采取合理的措施, 以免扩大损失。

由铁运公司与上海海洋大学合作开发的内燃机车状态检测信息系统软件, 基于铁运公司内燃机车现有的工作管理模式, 在已有计算机局域网实现资源、信息共享的前提下, 通过状态检测技术的应用, 现场采集各部件运行的相关技术参数, 并由软件系统进行技术处理, 及时诊断出初期故障隐患, 分析出被检测的部件运行状况及故障源点, 有针对性地对机车各个部件分别进行检修, 以免破坏范围进一步扩大, 达到预测维修的目的。

3 系统研制

内燃机车机车状态检测信息系统由两大模块组成:内燃机车状态监测系统和管理系统。状态监测系统采用已有的机车状态检测设备来完成状态监测;管理系统由铁运公司与上海海洋大学合作共同开发, 具有以下4个功能:①数据载入。将目前内燃机车的柴油机、电机等检测数据, 通过微机传递到管理系统中, 故障的处理、分析, 由人工按照管理系统的要求录入计算机中;②参数设置。根据内燃机车各部件的技术参数, 设定限度值以便比较;③专家诊断。通过检测到的数据和专家系统来确定机车设备的性能, 并依此来决定设备是否需要维护或维修;④查询与打印。系统具备自定义查询功能, 根据机车车号、时间或者故障的名称, 能自动查询故障的分析和处理情况并打印出来。

内燃机车状态检测信息系统建立了机车运用管理数据库、机车油水样化验与铁谱分析数据库、机车状态检测数据库以及机车检修数据库等。系统通过对柴油机 (振动、功率、油耗率及排温等主要参数的检测) 、电机 (线圈电阻、电感偏差) 和接地线路检测数据的有效识别, 配合专家数据库, 实现检测数据与正常数据、故障数据的比对[2], 进而判断机车现行状态, 掌握机车主要部件技术参数的变化趋势, 对机车整体性能进行评估, 为科学制定机车检修计划提供了依据。

(1) 硬件设计

机务段分运转车间、检修车间、职能室三大部分, 生产上主要是以运转和检修两个车间为主, 职能室则以管理为主, 根据实际情况在机务段原有的局域网内部采用客户端/数据库服务器模式[3], 其网络拓扑结构如图1所示。

(2) 网络结构

日照港集团有限公司已实现了办公自动化, 各车间、职能室经港通局域网实现联网, 利用局域网的优势, 对服务器固定IP地址, 利于各使用单位的访问, 各使用单位安装客户端, 进一步扩大了数据共享范围, 使得上级主管部门可以及时准确地了解机务段机车运用、检修情况, 同时也为上级部门及时制定相关措施以提高机车质量提供了准确的信息。

4 专家诊断系统与信息系统的应用

以柴油机气缸状态分析仪专家系统为例, 利用PITE3120柴油机气缸状态分析仪, 测量多种柴油机的主要功能参数, 配合其配套的柴油机状态分析软件, 对柴油机状态作出评价 (见图2～图4) 。柴油机测试仪的功能分为测量新车、重测补测、数据回放、数据清除、示波器、系统管理等6种。

对某一台车的各个子系统在一个修程前采用间隔测试取得数据, 通过联网功能, 在微机上建立机车档案, 根据历史档案确定其系统状态的变化, 从而决定是否需要维修。

通过数据汇总, 初步掌握了本机的大概状况, 如图5所示。系统采用的状态检测模块实现了对机车部件状态相关信息的即时采集, 通过信息比对及时发现机车潜在的故障隐患, 从而实现了机车故障的趋势预测。

5 实施的效果

2010年12月, 新进的DF4DD0237机车在运用过程中, 提手柄突然停机, 司机检查各种保护装置, 一切正常, 启机后故障依旧。回库后, 利用PITE3120柴油机气缸状态分析仪进行检测, 综合气缸振动、油压曲线及喷油状态, 分析判断为喷油器启喷压力低, 对16个喷油器进行校验, 发现其启喷压力在27 MPa左右, 而规定的启喷压力应为34 MPa～35 MPa, 将16个喷油器启喷压力校正到规定值后, 故障解决。

内燃机车状态检测信息系统投入使用以来, 实现了机车故障维修作业自动化, 系统对整个作业流程实现自动卡控:发现故障→提票→修理→复验→交活→结束检查→出段, 各个环节系统都有实时记录[4], 使整个维修实现一体化、规范化, 规范了机车管理的各个环节, 实现了数据共享, 真正提高了铁运公司机务段机车管理水平。

参考文献

[1]刘达德.东风4B型内燃机车结构、原理、检修[M].北京:中国铁道出版社, 1998.

[2]安春茂.故障诊断专家系统及其发展[J].计算机测量与控制, 2008, 16 (9) :12-17.

[3]李书涛, 黄志武, 蒋新华.内燃机车状态检测信息数据库设计[J].长沙铁道学院学报, 2002, 20 (2) :48-50.

机车运行状态监测 篇6

关键词：电力机车,运行数据,聚类

引言

随着我国交通运输的迅猛发展, 电力机车的功率也越来越大[1]。大功率电力机车具有复杂的结构和恶劣的工作条件, 很容易发生故障。一旦发生故障, 就会影响电力机车运行的稳定性, 甚至由此引发交通事故, 造成重大的经济损失和人员伤亡[2]。因此, 及时发现故障就显得十分必要。事实上, 故障在发生前往往会产生一些异常的运行数据, 而对这些异常的运行数据进行准确检测, 往往能够提前判断和排除故障, 从而消除电力机车的安全隐患, 使电力机车能够安全稳定地运行。因此, 如何对大功率电力机车的异常运行数据进行检测, 已经成为当前交通领域中的一个热点研究课题。

现阶段, 主要的异常运行数据的检测方法包括基于小波变换的异常运行数据检测方法、基于卡尔曼滤波的异常运行数据检测方法和基于数据挖掘的异常运行数据检测方法等。然而, 上述方法主要是依据测量数据进行检测的, 当异常运行数据的类型比较复杂时, 不但要增加检测手段, 同时还要增加运算量和检测时间, 从而降低异常运行数据的检测效率, 难以满足电力机车对异常运行数据进行实时性检测的要求。为此, 本文提出一种基于聚类-规则的大功率电力机车异常运行数据的检测方法。

1 异常运行数据的分类

在进行大功率电力机车异常运行数据的检测中, 为了实现异常运行数据的准确检测, 首先需要获得准确的规则。

具体的方法如下:设置电力机车的运行数据样本为{X1, X2, …XN}, 其中为运行数据样本的数目。为了避免数据样本的较大值和较小值的影响, 需要对样本进行归一化处理, 使数据样本的值在[0, 1]的范围内。在电力机车的异常运行数据中, 由于每一个异常运行数据都可能是一个类型, 因此将每一个运行数据都作为一个潜在的聚类中心, 则对于运行数据, 其成为聚类中心的概率能够用下述公式进行计算。

其中, 为欧氏距离, ra为非负数, 表示其邻域为ra。由此可见, 若一个运行数据存在若干相邻的数据, 则该运行数据成为聚类中心的概率较大。ra以外的运行数据对该运行数据的影响较少。Di表示Xi与其他运行数据之间的欧氏距离。根据上述公式的计算能够获得每一个运行数据成为聚类中心的概率, 并选择概率最大的运行数据作为一个聚类中心。设置Y1为异常运行数据的第一个类型, 其概率为D1, 则利用下述公式能够重新计算其余运行数据成为聚类中心的概率:

其中, Yk表示第k个聚类中心, 即第k个异常数据的类型, Dk为其概率。对运行数据的概率设置一个阀值, 当上述迭代过程小于此阀值时, 一般设置Dk<0.15D1, 即停止聚类, 从而获得异常运行数据的所有类型, 完成异常运行数据的分类。

2 异常运行数据的检测

2.1 构建异常运行数据的检测规则库

通过上节获得的聚类中心的集合, 能够产生用于异常运行数据检测的规则。设置聚类中心Ck对应的异常运行数据的类型为c1, 则能够得到下述检测规则:

其中, , 为运行数据向量的维度, yk为对应的模糊规则, ak为一个常数。

检测规则的触发强度能够用下述公式进行计算:

其中, k=1, 2, ..., n, ra为聚类的半径。因此, 上a述规则能够写成下述形式:

其中, xij为第j个运行数据的特征, Akj为第k条检测规则的第j个数据特征的隶属函数, 可选用高斯函数作为隶属函数, 公式为:

其中, ckj为聚类中心是ck的第j个运行数据, σkj为聚类中心的扩展度, uk为检测规则的触发强度。按照相同的方法, 可以对其余的聚类中心建立对应的检测规则, 从而构建用于异常运行数据检测的规则库。构建好异常运行数据检测的规则库后, 能够得到该规则库下的异常运行数据的检测模型:

其中, yk表示第k条检测规则的检测结果, N为检测规则的总数目。

2.2 对异常运行数据检测规则进行优化

能够根据上述方法, 能够获得异常运行数据的检测模型。但是, 为了获得更准确的检测结果, 还需要对检测模型中的参数ak、σkj和cki进行优化。此处, 用BP神经网络对模型中的参数、和进行优化, 从而获得更精确的检测结果。设置输入的异常运行数据为Xi, 若其类型为c1, 则检测模型的理想输出为1;反之, 检测模型的理想输出为0。异常运行数据检测模型的检测误差由两部分构成, 第一部分为ei1, 计算公式为:

其中, μc1, max为检测模型输出结果为类型对应对检测规则的最大触发强度, μc1→max为检测模型输出结果不为c1类型对应对检测规则的最大触发强度。

从上述公式能够得知, 当某一条检测规则能正确检测出异常运行数据且其触发强度为1, 剩余检测规则不能检测异常运行数据且触发强度为0时, 检测模型的检测误差ei1=0。

异常运行数据检测模型的检测误差的第二部分ei2的计算公式为:

其中, y为检测模型的检测结果。同样可知, 当检测模型的输出为1时, 其误差ei2=0。

对于全部的电力机车运行数据样本来说, 它们的训练误差能够用下述公式进行计算:

其中, nc为训练样本的总数目。

检测模型中的参数ak、σkj和cki的学习方法如下:

大功率电力机车异常运行数据检测的具体步骤:

(1) 对电力机车的运行数据进行聚类, 获得异常运行数据的聚类中心;

(2) 根据聚类中心建立检测异常运行数据的规则;

(3) 根据检测规则构建异常运行数据的检测模型;

(4) 利用BP算法对异常运行数据检测模型中的参数进行优化;

(5) 通过优化后的模型进行异常运行数据的检测。

3 结束语

本文提出了一种基于聚类-规则的大功率电力机车异常运行数据的检测方法, 能够为大功率电力机车安全、稳定的运行提供可靠保障。

参考文献

[1]许丽.交直电力机车运行状态实时监视与故障诊断系统的总体设计及应用现状[J].湖南铁路科技职业技术学院学报, 2015, (2) :64-68.

机车运行状态监测 篇7

目前针对内燃机车通风机故障主要还是采用人工巡检的方式, 但是电机内部情况, 如轴承健康状态无法实时获取, 因此, 无法提前预知故障, 一旦轴承出现损坏, 会产生各种安全问题。

2 轴承故障在线监测系统

为了保证内燃机车通风机电机轴承的正常工作及使用寿命, 在现有的通风机轴承端盖部位安装轴承故障在线监测系统, 保证通风机电机轴承发生故障前进行提醒和预警。考虑到通风机内部中的零部件的结构、变速运行工况、特殊使用环境等因素, 该系统采用了先进的数据采集系统和振动分析技术, 可准确定判定轴承故障, 自动完成轴承振动监测和故障诊断, 为铁路机车安全行驶提供了重要保障, 极大降低了机车电机维修成本, 也为机务段制定维修策略提供了科学依据。

3 系统特点

轴承故障在线监测系统是一套完整的数据采集分析装置, 数据采集、分析、诊断与存储功能于一体。该系统由硬件和软件组成, 硬件核心为高速数据采集处理系统, 内置处理软件完成相应的信息配置、数据采集处理、存储功能;配置方式简便, 通过交叉网线连接网口输入相应网址即可完成所有配置功能;系统内置滚动轴承信息管理, 报警值等多个功能模块。振动数据存储于外挂U盘, 可定期取回, 可使用高级分析工具进行详细分析故障类型及原因。

4 诊断机理

当轴承振动异常或有故障产生, 振值会有明显增高, 通过设定合理的报警值, 可准确辨别故障轴承。通过轴承信号分析, 可了解轴承振动分布频率带, 了解轴承大致健康状态, 当轴承未磨损时, 振动主要集中在高频, 随着轴承不断磨损, 轴承振动频率峰丘中心会向低频处左移, 通过分析, 即可了解轴承大致振动状况。包络谱分析方法可实现信号解包络, 对该包络信号进行变换, 即可得到清晰的轴承故障信息。包络谱分析可显著发现轴承外圈、内圈、滚动体部位划伤、磨损、点蚀等故障特征。带谱线简化为单根倒频谱线, 在普通频谱中难以识别的周期性, 在倒谱中变得很明显, 有利于滚动轴承的故障诊断。

5 技术方案

在内燃机车前架通风机、后架通风机、主发电机通风机及电气柜通风机的轴承端盖上安装振动传感器, 轴承故障在线监测仪安装在冷却间, 设备水平放置, 在监测仪与传感器之间采用高质量的2×0.35抗干扰屏蔽电缆, 内芯电缆采用对绞处理, 确保机械特性的可靠性和信号的稳定传输, 以及良好的屏蔽性能, 传感器线缆外部有阻燃尼龙软管保护, 沿途用扎带扎牢, 防止脱落。轴承故障在线诊断仪从机车的电气柜内取用74V直流电, 走线方式同传感器布线方式, 电源线采用阻燃尼龙保护, 直至诊断仪电源接口处。声光报警器安装在司机室副操纵台上, 仪表间内数据连接线采用阻燃尼龙保护, 全长30米, 直至诊断仪通讯口处。系统原理见图1, 传感器安装见图2。

轴承安装后, 为了检查安装是否正确, 要进行运转检查。小型机械可以用手旋转, 以确认是否旋转顺畅。检查项目有因异物、伤痕、压痕而造成的运转不畅, 因安装不良, 安装座加工不良而产生的力矩不稳定, 由于游隙过小、安装误差、密封摩擦而引起的力矩过大等等。如无异常则可以开始动力运转。动力运转, 从空载低速开始, 缓缓的提高至所定条件的额定运转。试运转中检查事项为, 是否有异常音响、调心球轴承温度的变化、润滑剂的泄漏或变色等等。如果发现异常, 应立即中止运转, 检查机械, 必要时要拆下轴承检查。

技术参数:

最高采样频率:51.2k Hz

A/D分辨率:24位

采样通道数:8通道同步

抗混叠滤波:内置

输入范围:±5V

接口方式:BNC

通讯方式:RJ-45网口

输入阻抗:≥300千欧姆

冲击与振动:抗冲击能50g随机振动0.5g

供电电源:9~30V

6提醒及预警功能

通过采集几种通风机故障状态的数据, 在监测系统的软件中进行预警值设置, 并通过电信号传递给声光报警器, 报警器正常为绿灯, 当轴承即将出现故障达到设定得预警值时, 报警器红灯亮, 且发出鸣叫声, 提示司机有即将故障发生, 司机根据仪表间轴承故障在线诊断仪上对应故障灯, 则可知道具体发生问题的风机, 按“Reset”键则可复位报警。

7 试验验证

通过前期的技术讨论及方案的确定, 在机务段对在线运用的几台内燃机车安装了轴承故障在线监测系统, 并通过几次的数据采集, 确定了轴承故障的预警值, 并在软件中进行设置后又进行了多次运用, 效果良好, 能真正的做到保证通风机轴承故障在线监测数据的有效及准确性, 能够真实的反应通风机轴承的振动情况, 并最终起到预警功能。

8 小结

通过通风机轴承故障在线监测系统的及时监测及预警保护, 有效的掌握了通风机在运行时振动数据, 并且能够做到提前发现风机异常现象, 做到及时保护通风机, 防止电机轴承发生故障或损坏现象, 保证机车的正常运行, 给运用部门提高经济效益。

摘要：本文阐述了内燃机车通风机轴承故障现状、轴承故障在线监测系统的原理、系统特点及应用、装车的技术方案、在段运用情况、试验情况及带来的经济效益。