FZ-1型动轮迟缓报警器培训资料（无锡方正）

FZ-1型防弛缓报警装置

培训资料

一．问题的提出

动轮弛缓在机车运用中时有发生，给安全生产带来了巨大隐患。特别是铁路提速以后，由于机车运行速度快、牵引力大，在牵引列车时发生机车制动后速度变化小，不易被察觉，造成机车动轮弛缓危险相对增大。机车在运行中如果发生了动轮弛缓，那就意味着轮箍和轮心之间发生了松动，随时有改变轮间距的可能，轮间距一旦改变，将发生机车脱线甚至颠覆的重大事故。

为防止动轮弛缓，机务部门在乘务员操作上研究制订了很多办法，如：运行出站时，呼唤应答制动系统各风表的压力，并缓解单独制动机等。事故都是出自万一，如果机车乘务员不折不扣地操作到每一个细节，问题就不会发生了，正是因为人有疏忽的时候才从客观上造成了事故发生的必然性，于是机务部门积极探索，想通过科技装备有效地防止动轮弛缓事故的发生。

机务部门多年来开发了多种型号的“动轮弛缓报警器”，由于其监控模式不完备、界定迟缓危险的条件不科学，不能正确判断弛缓危险，有弛缓危险时不报警，正常制动时又报警，使得使用效果不是十分理想，亟待探索、研制一种适用于内燃、电力机车的监控模式，能正确判断弛缓危险、性能

可靠的新型的动轮弛缓报警器。 二．动轮弛缓事故分析

为了寻找防止动轮弛缓事故发生的科学途径，我们广泛地收集了有关事故资料，通过分析事故资料来看，绝大部分的动轮弛缓是因为机车意外制动而乘务员没有察觉，使得机车长时间带闸运行，轮箍与闸瓦磨擦发热，而造成动轮弛缓。 意外制动有下列几种情况：

1、因空气制动系统本身有问题，使得制动缸自然充风制动。这种情况充风过程比较慢。滑阀式的分配阀容易发生此类问题。

2、因空气制动系统有问题，当使用自动制动机缓解列车时，机车不能够自动缓解。

3、乘务员意外磕碰制动机手柄造成失误充风制动。 1、2、3情况都可称为意外充风，意外充风造成的机车动轮弛缓往往使得机车的大部分动轮同时发生弛缓，其危险性很大。

4、忘了缓解机车手制动而机车长时间制动造成弛缓，这种情况只是带有手制动的轮对发生弛缓。

如果能有效地控制好意外制动，就能有效地控制动轮弛缓事故的发生，意外制动的1、2、3、4情况都有一个共同的标志，那就是制动缸鞲鞴伸出。意外充风时制动缸鞲鞴充风伸出；机车使用手制动时，手制动拉基础制动装置的杆系

带动制动缸鞲鞴运动，鞲鞴伸出。也就是说我们如果能及时准确的检测出制动缸鞲鞴的意外伸出，就能有效的控制意外制动，而防止动轮弛缓的发生。

在以前的产品中，大部分使用制动管的风压信号（使用压力开关），我公司调研发现，压力开关的灵敏度不如制动缸，制动缸在风压很小时就动作。于是我公司采用检测制动缸鞲鞴行程的方法。这种方法用三个好处：一是灵敏度高，二是可以检测手制动，三是可靠性高。 三．确定新型动轮弛缓报警器控制模式。

通过对动轮弛缓事故资料和动轮弛缓报警器现状深入分析，为实现可靠、有效地防止动轮弛缓，报警器需要解决下列问题：

(1).能对手制动进行控制；

(2).可靠的区别正常制动和意外制动，即正确界定动轮弛缓的危险；

(3).平时不报警，报警时说明已有危险，应马上采取措施，在未采取措施时不停止报警。

经过反复研究和论证，最后确立了比较科学、完备的控制模式。

具体内容为：

(1).以带手制动的那个制动缸鞲鞴行程为制动信号。这样可有效的防止因手制动忘记缓解的问题。

(2).报警条件为超过“允许制动距离”制动或手柄在有级位时制动。这样在正常制动时不报警，报警时说明已有弛缓危险，提醒乘务员应马上采取措施。也就是说把超过“允许制动距离”制动或手柄在有级位时制动确定“意外制动”。 注：“允许制动距离”是报警器设定的机车带闸行走的不报警距离。

(3).不设人工解锁，解锁条件为停车或缓解，以保证在未采取措施时不停止报警。

当系统解锁条件成立时，不马上使数字里程计复位，而是通过10秒左右的延时。其主要目的是提高抗干扰能力，当因机车速度和机车制动信号干扰使解锁条件误动时数字里程计不误复位，如果没有延时环节，信号干扰使里程计误复位，就会使已经记录的带闸行走距离丢失而重新计程，结果使实际带闸行走距离超过“允许制动距离”时系统还不报警，系统的控制安全性大大降低。

四．功能的实现

我公司采用单片机技术，其控制特性的获得通过软件计算，所以控制精度高、稳定性好、产品的统一性好。 在设计中采用了多种成熟的增加可靠性的技术，如速度信号的输入采取了隔离措施，提高了电磁兼容能力；使用了高性能的开关电源，大大提高了电磁兼容能力等。其硬件系统组成如下。

Ａ——制动缸鞲鞴行程开关。

其装在机车有手制动的那个制动缸鞲鞴上，克服了目前使用的动轮弛缓报警器对手制动不起监控作用的问题，当制动缸鞲鞴离开缓解位置2ｍｍ时动作。 Ｂ——速度信号处理。

将输入的机车速度测速电机或光电速度传感器的信号进行隔离，防止速度信号的共模电压对系统可靠性的影响，并对速度信号进行整形处理为等幅的直流脉冲。 Ｃ——制动信号整形。

对制动缸行程开关的信号进行滤波，提高抗干扰能力。 Ｄ——手柄信号整形。

对手柄信号进行滤波和光电隔离，防止１１０Ｖ的手柄信号直接接入系统而影响系统的可靠性。

Ｈ——ＣＰＵ。采用Ｃ５１系列单片机，是系统的中心元件，通过软件的运算，实现所策划的工作。

Ｅ——设置键，采用三键式设计，通过操作设置键，进行工作参数的设置。

Ｆ——状态灯，使用４个ＬＥＤ二极管，指示工作状态。 Ｇ——数码管。 使用４位ＬＥＤ数码管。 Ｋ——报警电路。选用语音报警器。 Ｗ——电源单元。

一个小型的逆变稳压电源，输入与输出是隔离的，这

样可以消除110V电源对系统的干扰，提高系统的可靠性。 五．报警器的控制过程。

动轮弛缓报警器输入三个信号，制动缸鞲鞴行程信号的开关信号、机车速度信号、机车手柄的开关信号。开机后，机器的各部分开始启动，１０秒左右机器启动完毕，数码管显示所设置的“允许制动距离”，机器进入工作状态。 当机车在运行过程中制动时，制动缸鞲鞴行程信号的开关信号为高位，系统激活数字式里程表开始记程（计程为倒计数方式，由“允许制动距离”开始递减），同时判断机车手柄位置，如果手柄在牵引有级位，系统报警；如手柄在零位，则里程表记程达到“允许制动距离”时（即里程表递减为零时），系统报警。

系统报警后，人工无法解锁，解锁条件为停车或缓解。 当完成解锁条件后，里程表不是马上复位，如果这时机车又制动，系统会马上报警；完成解锁条件１０秒左右后，里程表复位。

六、主要技术参数 1．电源

电源电压：DC65V～ DC138V， 最大功耗：20W 2．距离计程精度：5%

3．报警距离设置范围：0～900m

4．测速装置的轴脉冲设置范围：1---200 个/周 5．轮径设置范围：950----1535mm 6．计程通道：

采样灵敏度：300mV AC 允许采样最高输入电压：30v 允许采样最高输入频率：4000 Hz 输入阻抗：＞10千欧 7．手柄通道

采样输入电压：65～138 DC 采样响应时间：＜0.5秒 输入阻抗： ＞30千欧

8．报警方式：语音报警，LED灯闪烁。 9．复位延时时间：8～10秒 七、使用说明

１、指示灯、数码管的显示意义。

该装置设4个LED指示灯和一组3位半的数码管。 4个LED指示灯旁边写有指示灯的显示意义，分设置状态指示和工作状态指示。

在设置状态时，LED指示灯之一闪烁，闪烁频率大约为2HZ。哪一个闪烁说明是针对哪一个项目的设置。 在工作状态时，指示灯按工作指示的意义指示工作状态。

数码管在设置状态时显示设置项的数值。

数码管在工作状态时，显示允许制动距离。机车制动时，设置值进行倒计数，递减到“0”时开始报警。 ２、参数设置。

装置出厂时，已经针对不同的车型把相应的参数设置完成，如果需要重新设置时，应根据具体的使用情况进行设置，设置方法如下：

1、 打开设置盖板，左键为【设置键】， 中键为【下翻键】，右键为【上翻键】。

2、在装置正常工作时，击发【设置键】，装置进入设置状态，这时“指示灯”为闪烁状态。

3、装置进入设置状态后，“模式”灯闪烁，这说明对“制动、手柄电平工作模式”进行设置操作。这时，按住【设置键】不放,点击【上翻键】数值增加1，点击【下翻键】数值 减1。有00、01、10、11四种状态。其意义见下表：

十位 （传感器适配设置） 1 适用厂家提待定 供的标准传感器 0 个位 （手柄位适配设置） 1 0 零手柄无电，零手柄有电,有级位有电。 有级位无电。 按住【上翻键】或【下翻键】键超过1秒，为连击，这时数值快速变化。设置适合的数据后，放开各键。

注：SS3系列机车为 “11”状态；SS4系列机车为 “11”

状态。

4、单击【设置键】改变设置项目。这时“模式”灯熄灭，“距离”灯闪烁，这说明对“允许制动距离”进行设置。这时，按住【设置键】不放,点击【上翻键】数值增加1，点击【下翻键】数值减1。报警器的“允许制动距离”设置范围为：0～900m。

注：一般情况下“允许制动距离”设置为：300m。

5、单击【设置键】改变设置项目。这时“距离”灯熄灭，“脉冲”灯闪烁，这说明对“测速电机的脉冲数值”进行设置。这时，按住【设置键】不放,点击【上翻键】数值增加1，点击【下翻键】数值减1。报警器的“测速电机的脉冲数值”设置范围为：1---200 个/周。

注：SS3系列机车、SS4系列机车使用的电磁测速电机

的脉冲值为：10；光电电机的脉冲值为：200

6、单击【设置键】改变设置项目。这时“脉冲”灯熄灭，“轮径”灯闪烁，这说明对“轮径值”进行设置。这时，按住【设置键】不放,点击【上翻键】数值增加1，点击【下翻键】数值减1。报警器的“轮径值”设置范围为：950----1535mm。

注：一般情况下“轮径值”设置为标准轮径：1050mm

7、单击【设置键】，退出设置状态。这时4个状态灯全

部点亮，数码管显示1888，装置要把设置的数据写入闪存，这个过程大概持续4秒,然后装置进入工作状态。 注意：进入设置状态后，如果5秒以上不操作或操作间隔时间超过5秒，装置将自动退出设置状态,且设置操作无效。

8、设置完毕后，盖好设置盖板。 八、安装说明

1、报警器的接线端子定义及电路图见附图。 报警器一般安装在电气间或司机室内，语音盒安装在操纵台靠近司机的位置。

注：SS3系列机车有一台主机、两个语音盒和两个型位

开关；SS4系列机车有两台主机、两个语音盒和两个型位开关。

2、型位开关的安装

SS3系列机车和SS4系列机车型位开关安装在每个转向架带手制动的制动单元的一侧制动闸缸上。具体安装方式为：将制动闸缸后部工艺堵拆下，将特制的型位开关装上（型位开关代替了工艺堵）。

注：装置上电后，机车缓解时，型位开关的红灯为“熄

灭”状态，机车制动时，型位开关的红灯为“点亮”状态。 九、简易测试

该装置安装完成后，可以在不动车的情况下进行简易测

试。报警器内部有一个模拟速度信号源，当按下“测试”按钮时，内部信号源就接入该报警器。 测试步骤如下：

1、按下“测试”按钮，“速度”灯点亮，机车制动，“制动”灯点亮，显示距离递减，当递减到“0”时，开始报警。 2、 缓解机车，应停止报警。延时10秒左右，显示距离复位。

3、按下“测试”按钮，“速度”灯点亮，机车制动，显示距离递减，手柄提1 位以上，应报警，手柄回“0”应停止报警。

4、松开“测试”按钮， “速度”灯熄灭，延时10秒左右，显示距离复位。

试。报警器内部有一个模拟速度信号源，当按下“测试”按钮时，内部信号源就接入该报警器。 测试步骤如下：

1、按下“测试”按钮，“速度”灯点亮，机车制动，“制动”灯点亮，显示距离递减，当递减到“0”时，开始报警。 2、 缓解机车，应停止报警。延时10秒左右，显示距离复位。

3、按下“测试”按钮，“速度”灯点亮，机车制动，显示距离递减，手柄提1 位以上，应报警，手柄回“0”应停止报警。

4、松开“测试”按钮， “速度”灯熄灭，延时10秒左右，显示距离复位。

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