東風(fēng)7 系列內(nèi)燃機車司機室數(shù)字化復(fù)顯改造

陳智勇

(鄭州鐵路局鄭州機務(wù)段，河南 鄭州 450052)

1 問題的提出

東風(fēng)7 系列內(nèi)燃機車是一種交-直流電傳動內(nèi)燃機車，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、小運轉(zhuǎn)作業(yè)，具有牽引力大，啟動加速快，作業(yè)效率高，經(jīng)濟性能好，安全可靠，操縱、維修方便等特點。在我段就有東風(fēng)7、東風(fēng)7C、東風(fēng)7G 等系列內(nèi)燃機車五十余臺，承擔(dān)了鄭州及周邊地區(qū)全部客、貨運列車的編組與調(diào)車工作。

東風(fēng)7 系列內(nèi)燃機車采用車架承載、罩式車體、外走廊式結(jié)構(gòu)。一臺柴油機和一套電傳動裝置，安裝在兩臺三軸轉(zhuǎn)向架上，機車上部分為五個獨立的間隔，由后部到前部依次為:電器室、司機室、動力室、冷卻室以及輔助室。在各室中分布安裝著顯示各種機車主要設(shè)備工作情況的儀表，司機在走廊巡視時，可打開室門，查看各儀表顯示及設(shè)備工作情況，掌握機車運行狀態(tài)。

但是，由于該系列機車采用了外走廊式結(jié)構(gòu)，如遇雨雪風(fēng)沙等不良天氣，司機在運行過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。

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量越來越精確，性能越來越穩(wěn)定。為了解決上面提出的問題，我們采用了各室指針儀表的數(shù)字化改造，并將其復(fù)顯至司機室，便于乘務(wù)人員在操縱過程中全面掌握機車的運行狀態(tài)，并且加入了超限報警功能，進(jìn)一步保障了行車安全。東風(fēng)7 型內(nèi)燃機車具體改造方案如下。

2.1 壓力變送器的選型

首先，我們對各功能室內(nèi)儀表及安裝位置進(jìn)行了統(tǒng)計，見表1。

根據(jù)需要采集的壓力數(shù)據(jù)情況和機車內(nèi)部的工作環(huán)境，我們在眾多的壓力變送器類型中，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，實現(xiàn)壓力測量中的力電轉(zhuǎn)換。變送器由敏感元件和信號調(diào)理電路組成。信號調(diào)理電路將輸出電壓信號進(jìn)行放大處理，同時進(jìn)行溫度補償和非線性修正，使變送器的電性能滿足技術(shù)指標(biāo)要求。由于在信號調(diào)理電路中進(jìn)行了抗電磁干擾設(shè)計，有效地提高了變送器的電磁兼容性，具體技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 MB300NZ 型壓力變送器技術(shù)參數(shù)

2.2 司機室顯示單元的選型

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)簡單、功能可靠、價格低廉的顯示單元——MD80 型智能多路巡檢儀，它適用于需要進(jìn)行多測量點巡回檢測的系統(tǒng)，可巡回檢測8～16 路測量信號，各通道可同時輸入4～20mA 壓力傳感器信號或PT100 溫度傳感器信號。測量值零點和量程范圍自由設(shè)定，參數(shù)斷電永久保留并密碼鎖定，可任意開啟或關(guān)閉不使用的通道。當(dāng)前通道上、下限報警值面板顯示，LED 工作狀態(tài)指示?？蛇x擇各輸入通道統(tǒng)一報警控制輸出，其模式為:巡回至有報警通道時輸出報警，巡回至無報警的通道時則不報警，用戶可自行切除報警。前面板功能示意見圖1，后面板功能示意見圖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9～36V)，內(nèi)置20W 開關(guān)電源，同時給巡檢儀和傳感器供電，保證了機車在柴油機啟機時造成的電壓波動不會對該系統(tǒng)造成影響。

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

表3 儀表前面板參數(shù)設(shè)置簡要說明

(續(xù)表)

該系統(tǒng)還可擴展應(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);配接打印機可定時、即時打印各通道測量值。方便以后機車進(jìn)一步的數(shù)字化改造。

3 結(jié)束語

該系統(tǒng)在機車上的運用，使乘務(wù)員在運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;由于加入了超限報警功能，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:中國鐵道出版社，2003.

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

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