机车防弛I缓掖警装置试验台设计

　　摘要：该试验台通过单片机控制的步进电机拖动丝杆滑台机构运动，从而模拟机车单元制动缸的运动使接近开关动作，产生防弛缓报警装置所需的机车制动信号;机车速度信号使用555定时器设计频率和占空比可调的多谐振荡器电路，发生方波脉冲信号，占空比设定为50%，通过调节方波信号发生电路振荡频率，模拟机车速度信号。试验台设计模拟机车吩弛缓报警装置在机车上向应用环境，可全面检测装置的工作性能。

　　关键词：微处理器;数字控制;吩殖缓;报警装置;试验台

　　机车防弛缓报警装置旨在通过采集机车制动信号，与机车速度信号相结合，对超过“设定制动距离”的制动状态进行报警提示，防止因误操作、制动系统故障等因素，造成机车轮对长时间制动，从而防止动轮弛缓或轮对擦伤故障的发生，保障机车安全运行。该试验台通过模拟提供机车防弛缓工作所需的直流110V电源及触发报警的机车制动信号、手柄非零信号及机车速度信号，观察装置相关灯显及数码管走行距离递减、声光报警等输出信号可直观准确地判断装置工作性能。

　　I试验台电气设计

　　机车防弛缓报警装置试验台在电气结构上由5部分组成，分别是交流220V转换为直流110V、直流24V及直流5V的整流电路、手柄非零信号转换电路、机车光电速度信号模拟发生电路及基于步进电机滑台机构的制动/缓解信号触发电路，另外还增加了接近开关性能检测电路。IIFZ-1型防弛缓报警装置试验主电路FZ-1型防弛缓报警装置主电路是模拟机车上实际应用环境模拟搭建的。

　　K1为试验台总电源开关;FU1为熔断器，进行过流保护，在交流侧，FU1为5A;L1为指示灯，当K1闭合时丄1应点亮，表示交流220V电源已接入试验台;U1为直流5V工作电源转换模块，输入交流220V工频电通过整流模块输出直流5V直流电，为试验台速度信号发生电路及制动/缓解信号模拟发生机构的控制电路提供工作电源;U2为直流110V电源转换模块，输入交流220V通过整流模块转换为直流110V工作电源;U3为直流24V电源转换模块，输入交流220V通过整流模块转换为直流24V工作电源，为防弛缓报警装置提供非零信号，并为步进电机丝杆滑台机构提供驱动电源;L2.L3.L4均为指示灯，L2为直流110V工作指示，L3为直流24V工作指示，L4为非零信号投入指示;K2、K3、K4均为旋钮开关，K2控制直流110V工作电源接通，K3控制非零信号通断，K4控制直流5V电源通断;JTK为急停开关，控制直流24V通断，正常为常闭，发生步进电机堵转等情况应按下。

　　1.1BL-301型非正常制动报警装置试验主电路

　　BL-301型非正常制动报警装置无需采集机车非零工况信号，其余采集信号均与FZ-1型防弛缓报警装置一致，另外BL-301型装置加入了直流15V电源输出，用于装置车上工作是为传感器和机车光电速度通道信号提供工作电源。为此试验台为BL-301型装置提供了直流15V输出检测电路，K5为直流15V输岀分断开关，L5为信号灯用于指示直流15V输出信号是否正常。

　　1.2接近开关检测电路

　　各型机车防弛缓报警装置均采用接近开关采集机车制动信号，为此试验台设置了接近开关检测电路。外接接近开关后，接近开关工作指示灯应点亮，用金属物块接近接近开关尾部，试验台上接近开关输出指示灯应点亮，L6为接近开关输出指示灯。

　　1.3速度信号发生电路

　　机车速度信号通过数字电路模拟输出脉冲方波信号，由直流5V提供工作电源，输出幅值约4.2Vpp、占空比为50%、频率可调节的脉冲信号。模拟机车光电速度信号采集至防弛缓报警装置后，由装置计算走行距离，并显示走行距离递减。15制动信号发生动作机构制动信号发生主要采用步进电机拖动滑台机构往复运动，在滑台上安装接近开关，并在相应走行终点位置设置金属物块，步进电机通过微处理器控制、液晶显示器显示运行状态、大功率驱动单元驱动运行，从而实现自动化制动信号模拟产生。

　　2试验台箱体及面板设计

　　试验台箱体选用了全铝合金机箱，插接密封良好，外观优美，两侧面板设置散热孔，前面板两侧具有把手方便提拿。试验台后部面板设置了工作电源接口、FZ-1型防弛缓报警装置试验接口、非正常制动报警装置试验接口及接近开关试验接口，外部1/0接口使用航空插头连接，线路连接牢固，试验台工作电源使用标准三孔插座取电，并在交流220V市电输入端设置了玻璃管保险。

　　试验台前面板使用扳钮开关进行输入信号的控制，信号指示灯、蜂鸣器输出相关信号。考虑防弛缓报警装置的试验过程及操作者的使用便捷性，将试验台人机界面进行了操作面板单元化、模块化设计，每个扳钮开关上方对应设置动作输出信号指示灯或蜂鸣器，面板右侧设置了制动信号模拟调节模块和机车速度信号模拟发生调节模块。

　　3结束语

　　本文通过分析机车防弛缓报警装置的功能特性及触发报警信号的输入条件，设计了机车控制电路所需的直流110V工作电源，设计了基于80C52的单片机数字控制电路及步进电机驱动的丝杆滑台接近开关机构实现了机车制动信号的模拟，利用555定时器设计了机车光电速度信号的模拟电路，可通过频率实现机车速度信号的调节。试验台设计制作调试完成后通过现场测试，可完成FZ-1型机车防弛缓报警装置、机车非正常制动报警装置的性能试验及接近开关的性能试验，试验台综合使用性能良好,工作状态安全可靠。

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