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轮对参数检测与分析系统设计_论文

维普资讯 http://www.cqvip.com 20年( 5 ) 期 O6 第3 第6     工 业j 技  } 斗 轮 对 参 数 检 测 与 分 析 系 统 设 计   殷  红  ( 兰州交通大学 机电工程学院 , 甘肃 兰州 707 )   30 0  摘要 : 介绍 了 对参数检测装置 中数据采集与分析的基本原 轮   理, 较详细地论 述 了系统 的设计 、 结构及其主要功能特点。 系统采  块 ; 了完成测量 过程 , 置 了信息 采集 模块 、 为 设 数据处 理模块 、 控  制决策模块 和信号输 出模块 ; 了和上位机进 行通信 , 置了通  为 设 用相 对测量 法, 态转移分析方 法, 将状 结合矩 阵型数据 结构 ,   运用 于监控 系统 当中, 实现 了仪器硬件 肾凑、 软件优化的设计方案 实   践证 明, 系统运行稳定可靠 , 简便 , 面友好 。 该 操作 界   关髓词 : 轮对  检测  数据采集与分析  信模块。主程序在完成 自 检和初始化后就进入休眠状态, 提高系   统 的可靠性和运行效率 。 系统所有 工作均在各种 中断子程序 中完  成。   21监控 模 块  . 在对轮对参数 的测量过程 中 , 控量 比较单 纯 , 被 为各 种独立  轮对是机车走行部分的重要部件之一, 它直接关系着行车安  的长度量。同-H问各作业之间既没有 固定 的顺序 , e 也没有 冈定  全和机车 的基本性能。 列车在线路上能否安全运行在很大程度上  的优先关系 , 作业调度完全服从操作 者的意图 。用户通 过键盘来  决定于轮对的结构 、 、 和修理工艺 , 材质 制造 同时还决定于轮对的   发出作业调度命令, 监控程序接收到控制命令后, 通过分析 , 肩动  检验质量 。国家标准规定 了轮对 的型式 、 主要尺寸和制造 的技 术  对应作业。因此, 键码分析作业调 度型监控子系统 的设 计在该 系  条件 , 同时也规定 了轮对 的保养和修理的要求。   统软件的规划中 占相当重要 的地位 。 考虑到按键操作 的完整性 和  在 轮对的检修过程 中 , 的轮对直径检查尺 、 传统 轮对 内侧距  装置设计 的便携性 , 设计为一键多义型监 控子系统。   离检查尺等设备虽然使用简单, 成本较低 , 但人工读数和手动记  以现态顺 序编码和键码顺序编码做行标 和列标 , 以执行模块  录效率很低 , 台帐整理工作繁重 。而市面上 的一些轮对参数测量  编码和次态编码作 为每个元素 的 2 , 项 将状态转移逻 辑表示为 一  机 多采用龙 门式三坐标 测量系统 , 体积庞大 , 价格高 昂 , 适用于新  个矩阵 , 如表 1 所示 。   造 轮对 的出厂参数全 自动测量 , 而在轮对 的检修 , 尤其是在不 落  矩 阵中每个元 素为 1 字节 , 高半 字节表示模块 代号 , 半字  低 轮修中使用并不方便, 本系统基于单片机设计出的便携式轮对参  节表示次态 , 元素表格 首地址 为 3 H, 0 则当系统 处 于 i 态且键  状 数 测量装置 , 即满足 了测量 的灵 活性 , 又解 决 了数据采集 和通信  码 为 ‘ i 时可用如下算法求 出元素 的地址 X   的 自动化 问题 。   表 1状 态转移 编码矩阵  1 系统 硬件 设计    11传感器的选型  . 对于轮对参数而 盲 , 多为大尺寸 的小偏差测 量 , 大 用相对测  量法 实现这类参数 的检测足合理的。因此 , 选用光栅式位移传感  器。输 出两路相位差为 9 0的正弦信号 , 0 正弦波一个周期相 当于  光 栅 位 移 一 个 栅 距 2   I。量 程 0 2 r 0 n   0 m;示 值 误 差 为 ± a   0O 1 . mm;测杆 受径 向力作 用 时示值 变化 为 0O 1 m:测 量力  0 . m 0 > 0g响应速度 30 ms 传感 器将长度偏差信息送入单 片机用  10 ; 0m / 。 相对测量分析方法进行数据 的后续处理。   矩阵数据结构 的引用使监控过程 的算法变得简单有 效。比起  键一义型”监控方法 即简化 了操作 面板 又保证 了程序 的执 行  速度。 其监控程序结构如 图 2 所示 。 用状 态顺 序编码设计出的  采 12硬件组成  . 程序将键 盘监控程序和众多执行模块 分开 ,软件 系统设计规范 ,   满足轮对参数快  为 了使装 置便 于携带 , 响应实时性好 , 采用单 片机担 任 C U P  比起二叉树 型数据结构的判断方式更快更明 了。 完成控制和数据处理 的功能 。 传感器部分 用来检测轮对实际长度  速测量的要求 。   值与公称位置 的偏差 , 经过 AD转换 、 大调理后 , / 放 送入单 片机 。 22轮对 参数的计算分析    - 单片机一边用 4位显示来输 出长度偏差 的大小 , 一边将数 据与检  为了提高测量 的精度 , 用了相 对测量 法 。在数据输 出和显  采 修规程标准做比较, 分析检修质量; 用发光二极管来指示 示内   示 中, 需根据用户要求换算 出各参 数的绝对长度 。系统在输 出测  量 结果 的 同时也作 出误差分 析 , 出诊 断结果 , 行超 门限报  给 并进 容 的性质 ; 4 用 个功能性按键来实现监控部分测量 内容的执行。   供工作人员参考 。 2给 出了一组 N 5型机车轮对参数测量  表 D 主控电路采用新型的 8C 2 单片机, 0 30 处理速度很快, 这种单  警 ,   片机具有程序运行时间监控功能 , 即所谓 的看门狗 。如果 由于某  的记 录 。 按照铁路技术管理规程 的规定 , 东风型 内燃 机车轮 箍滚动 圆   种原 因导致程序进入死 循环或者指令计数 器意外地转入非 程序  左右两侧车轮直径 之差不得大 于 0

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