陳智勇

(鄭州鐵路局鄭州機(jī)務(wù)段，河南 鄭州 450052)

1 問(wèn)題的提出

東風(fēng)7 系列內(nèi)燃機(jī)車是一種交-直流電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車，主要用于鐵路大型編組站、地方鐵路和工礦企業(yè)鐵路專用線的調(diào)車、小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)，具有牽引力大，啟動(dòng)加速快，作業(yè)效率高，經(jīng)濟(jì)性能好，安全可靠，操縱、維修方便等特點(diǎn)。在我段就有東風(fēng)7、東風(fēng)7C、東風(fēng)7G 等系列內(nèi)燃機(jī)車五十余臺(tái)，承擔(dān)了鄭州及周邊地區(qū)全部客、貨運(yùn)列車的編組與調(diào)車工作。

東風(fēng)7 系列內(nèi)燃機(jī)車采用車架承載、罩式車體、外走廊式結(jié)構(gòu)。一臺(tái)柴油機(jī)和一套電傳動(dòng)裝置，安裝在兩臺(tái)三軸轉(zhuǎn)向架上，機(jī)車上部分為五個(gè)獨(dú)立的間隔，由后部到前部依次為:電器室、司機(jī)室、動(dòng)力室、冷卻室以及輔助室。在各室中分布安裝著顯示各種機(jī)車主要設(shè)備工作情況的儀表，司機(jī)在走廊巡視時(shí)，可打開(kāi)室門，查看各儀表顯示及設(shè)備工作情況，掌握機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)。

但是，由于該系列機(jī)車采用了外走廊式結(jié)構(gòu)，如遇雨雪風(fēng)沙等不良天氣，司機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中需要查看各室儀表，就存在跌落摔傷等人身傷害的風(fēng)險(xiǎn)。

2 解決的方案

隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)字化儀表與傳感器的測(cè)量越來(lái)越精確，性能越來(lái)越穩(wěn)定。為了解決上面提出的問(wèn)題，我們采用了各室指針儀表的數(shù)字化改造，并將其復(fù)顯至司機(jī)室，便于乘務(wù)人員在操縱過(guò)程中全面掌握機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)，并且加入了超限報(bào)警功能，進(jìn)一步保障了行車安全。東風(fēng)7 型內(nèi)燃機(jī)車具體改造方案如下。

2.1 壓力變送器的選型

首先，我們對(duì)各功能室內(nèi)儀表及安裝位置進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表1。

根據(jù)需要采集的壓力數(shù)據(jù)情況和機(jī)車內(nèi)部的工作環(huán)境，我們?cè)诒姸嗟膲毫ψ兯推黝愋椭?，選擇了MB300NZ 型壓力變送器，它具有良好的抗震性、耐溫性及電磁兼容性。變送器中的敏感元件采用MEMS 技術(shù)加工，利用硅的壓阻效應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)量中的力電轉(zhuǎn)換。變送器由敏感元件和信號(hào)調(diào)理電路組成。信號(hào)調(diào)理電路將輸出電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理，同時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償和非線性修正，使變送器的電性能滿足技術(shù)指標(biāo)要求。由于在信號(hào)調(diào)理電路中進(jìn)行了抗電磁干擾設(shè)計(jì)，有效地提高了變送器的電磁兼容性，具體技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 MB300NZ 型壓力變送器技術(shù)參數(shù)

2.2 司機(jī)室顯示單元的選型

根據(jù)我們預(yù)想達(dá)到的改造結(jié)果，我們選擇了一款結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能可靠、價(jià)格低廉的顯示單元——MD80 型智能多路巡檢儀，它適用于需要進(jìn)行多測(cè)量點(diǎn)巡回檢測(cè)的系統(tǒng)，可巡回檢測(cè)8～16 路測(cè)量信號(hào)，各通道可同時(shí)輸入4～20mA 壓力傳感器信號(hào)或PT100 溫度傳感器信號(hào)。測(cè)量值零點(diǎn)和量程范圍自由設(shè)定，參數(shù)斷電永久保留并密碼鎖定，可任意開(kāi)啟或關(guān)閉不使用的通道。當(dāng)前通道上、下限報(bào)警值面板顯示，LED 工作狀態(tài)指示。可選擇各輸入通道統(tǒng)一報(bào)警控制輸出，其模式為:巡回至有報(bào)警通道時(shí)輸出報(bào)警，巡回至無(wú)報(bào)警的通道時(shí)則不報(bào)警，用戶可自行切除報(bào)警。前面板功能示意見(jiàn)圖1，后面板功能示意見(jiàn)圖2。

圖1 前面板功能示意

圖2 后面板功能示意

2.3 系統(tǒng)的安裝調(diào)試

傳感器和巡檢儀之間采用電纜航插連接，具體接線方式如圖3、圖4。

圖3 壓力變送器單電源接線示意圖

圖4 后面板內(nèi)置輸入接線示意圖

連接電纜采用低煙無(wú)鹵、阻燃材料，符合鐵路使用環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。其外徑6mm 以內(nèi)，便于鋪設(shè);內(nèi)芯電線0.5mm2以上，阻抗較小。電源電壓為DC24V(允許電壓波動(dòng)9～36V)，內(nèi)置20W 開(kāi)關(guān)電源，同時(shí)給巡檢儀和傳感器供電，保證了機(jī)車在柴油機(jī)啟機(jī)時(shí)造成的電壓波動(dòng)不會(huì)對(duì)該系統(tǒng)造成影響。

該系統(tǒng)的調(diào)試很簡(jiǎn)單，常用的設(shè)置如表3 所示。

表3 儀表前面板參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)要說(shuō)明

(續(xù)表)

該系統(tǒng)還可擴(kuò)展應(yīng)用:可帶串行通信輸出;可與各種帶串行輸入/輸出的設(shè)備進(jìn)行雙向通信，組成網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng);配接打印機(jī)可定時(shí)、即時(shí)打印各通道測(cè)量值。方便以后機(jī)車進(jìn)一步的數(shù)字化改造。

3 結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)在機(jī)車上的運(yùn)用，使乘務(wù)員在運(yùn)行中不需要在雨雪天氣中進(jìn)行走廊巡視，降低了乘務(wù)人員跌落摔傷的風(fēng)險(xiǎn);由于加入了超限報(bào)警功能，基本防止了由于人為疏忽未發(fā)現(xiàn)儀表顯示異常，從而造成設(shè)備損壞的可能性。

［1］陳德池.傳感器及其應(yīng)用［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2003.

［2］鐵道部北京二七機(jī)車廠.東風(fēng)7 型內(nèi)燃機(jī)車的運(yùn)用與維修［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，1994.

［3］趙曉暲，焦志新.東風(fēng)7 型內(nèi)燃機(jī)車的運(yùn)用與保養(yǎng)［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2003.