机车轴温检测系统研究

摘要

近年来我国重点发展铁路运输方向，一方面是便于广大人民群众日常的生活出行，另一方面对于国家整体的社会发展、经济运行具有深刻的意义，铁路运输已经向着更加安全、更加便捷、速度更快发展。安全作为铁路运输整体系统的重中之重，国家为保障铁道运输车辆行驶的安全性，有针对性的研制了多套安全监测系统，制定了一系列标准化的安全防护系统，针对涉及安全设施的重要部件方面进行了大量研究，建立了涵盖制动监测、供电监测、绝缘监测、视频监控、走行部故障监测、防火监测等六方面的安全监测系统。 在机车安全监测系统中尤为重要的一环是关于车辆走行部轴箱温度的监测，车辆在运行过程中，车下轴箱温度传感器采集轴温，将温度数值处理后发送至机车控制和管理系统，系统根据实际温度与报警温度比对，发出预警、报警信号，对严重超出范围的，发出制动信号。通过对轴箱进行实时温度检测、监控、比对、报警，实现机车运行的安全保障。本篇论文是根据轴箱温度检测系统进行研究，本文针对轴箱温度检测装置、轴温处理器、车辆总线发送控制器三个模块进行设计与研究。 在轴温检测系统中，轴温传感器是实现温度检测的关键设备，传感器根据温度检测需求安置运行，以目前常见统型车为例，安装在机车车下转向架两侧的轴承箱上方，每副转向架配备四个轴箱温度传感器，用于实时检测运行时轴箱温度，反馈至处理系统判定是否符合正常运行温度要求。 轴温传感器在反馈实时轴箱温度后，由轴温处理器接收反馈温度。轴温处理器在设计上分为硬件设计（含电源电路、单片机及外围电路、存储器、时钟、通讯模块等）、软件设计（含初始化程序、存储程序、时钟程序、故障诊断程序等）与外观屏蔽盒设计。在功能上分为采集存储与上传处理。最后一个步骤是设计MVB发送控制器，本文通过FPGA技术实现。硬件设计采用FPGA主芯片选型、下载电路、发送器接口电路等，软件设计采用发送控制单元、时钟分频单元、并串转换单元、分界符生成单元、校验序列编码单元和曼彻斯特编码单元等。最后通过ModelSIM软件进行仿真测试，测试发送控制器各个模块，结果符合要求。

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