基于SED1330的机车轴温报警系统设计
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高速列车轴温监测与分析系统设计引言:随着高速列车的快速发展和广泛应用,安全性和可靠性成为了设计高速列车的重要方面之一。
在高速列车运行过程中,轴温是一个关键参数,它直接影响着列车的安全性以及维护保养的需求。
因此,设计一个高效可靠的高速列车轴温监测与分析系统是非常必要的。
1. 背景高速列车经常需要长时间连续运行,同时运行过程中会产生大量热量,特别是在轴承处。
轴承的温度过高会导致其损坏甚至失效,进而影响列车的正常运行。
因此,轴温监测与分析系统的设计成为了确保列车运行安全性和可靠性的关键。
2. 监测系统设计(1)采集传感器:在高速列车的轴承上布置温度传感器,可实时监测轴温。
传感器宜具备高精度、高可靠性、快速响应特性,并能适应高速列车多变的环境条件。
同时,传感器应该具备防尘、防水等功能,以确保长时间可靠运行。
(2)数据采集与传输:采集的轴温数据通过数据采集装置传输到监测与分析系统中。
采集装置可以使用有线或无线方式进行数据传输。
对于高速列车来说,时间和带宽都是非常关键的因素,因此,应该选择高效的传输方式,以保证数据的及时传输和准确性。
(3)数据存储:监测与分析系统需要具备大容量的数据存储能力,可存储长时间的轴温数据。
数据存储应该采用可靠的方式,保证数据的完整性和安全性,并且方便后期的数据分析和处理。
(4)数据处理与分析:监测与分析系统应具备实时监测功能,能够对采集的轴温数据进行实时分析和处理。
系统可以设定轴温的报警阈值,一旦超过设定值就会发出警报,及时采取相应的应对措施,确保列车运行过程的安全性。
3. 系统优化与改进(1)算法优化:通过改进轴温监测与分析系统中的算法,可以提高轴温数据的处理速度和准确性。
采用更高效的算法设计,能够快速识别轴温异常,并及时采取相应的措施。
(2)系统可靠性:为提高系统的可靠性,应设置冗余措施,以确保数据采集和传输的稳定性。
同时,应定期对监测设备进行检修和维护,保证其工作状态的良好。
原文:Design of Fault Diagnosis Monitor System for the LocomotiveBearings Based on DSP TechnologyAbstractThe rolling bearing is one of the key parts of the locomotive running components, because it condition is directly related to the performance and safety of locomotive. In this paper, the monitor system for the locomotive bearings based on DSP TMS320LF2407A is designed. This system diagnoses the rolling bearing fault using vibration analysis method. It is based on comprehensive resonance demodulation and fast Fourier transform technique, and it adopts "related methods" to handle the result of the FFT. It effectively improves the response characteristics, sensitivity, differentiate and measurement accuracy of the bearing failure monitor system, and it can fulfill the monitor and prediction of the transient fault in the course of the locomotive running.Key words: resonance demodulation technology; digital signal processor; related methodsI.IntroductionThe higher safety is required to the trains because its speed is raised constantly. Bearing fault is one of the major factors causing eventful traffic accidents and affecting rail safety. Currently the railway system usually uses the bearing temperature detector to monitor the locomotive bearing condition. Theoretical analysis and a lot of practice show that the bearing temperature detector can prevent accidents from occurring to some extent, but most of the bearing fault is not sensitiveto temperature. When the temperature of the bearing is beyond the range and the system gives an alarm, the worse damage of the bearing has occurred, and even the incident had happened. Therefore, to find the fault more early and accurately, the more advanced monitoring means must be adopted. Most of the bearing fault is very sensitive to vibration signal. The fault can cause vibration of the bearing increased. Compared with monitoring the temperature of bearing, the analysis and processing results to the vibration signal has more advantage than the temperature means.II. System composing and work processBased on the need, the monitor of the bearing fault monitoring system to the locomotive bearing sets two detections: itineration detections and fixed detections. The itineration detection is used in the normal conditions, and the fixed detection is used for the continuous monitoring of the fault bearing. The system adopts special composite sensor to collect the vibration of the bearing and the temperature signal at the same time. After the data processing, the corresponding fault levels and rise in temperature are got. The data acquisition unit is designed in this system. Alarm information will be transmitted to all carriages through interfaces so that the staff can handled in time, and the same time, the fault data and the related information of the train such as the current location and speed will be transmitted to the dispatch center through GPS, which is convenient to adopt corresponding measures. The system block diagram is in Fig. 1.III. The key technology of the design for the monitoring systemA. The spectrum analysis means for diagnosing bearing faultUnder normal circumstances, all parts of the rolling bearing (inner circle, outer circle, roller, holding frame) will retain the stable relative movement state. If the surface of some element (except for holding frame) has crack, and this crack is in the surface of the rolling adjacent component, the instantaneous vibration impulse must be produced.Assumed that the number of the roller in the bearing is Z ; the diameter of the roller is d ; the average diameter of the bearing inner circle and the bearing outer circle (the diameter of the roller revolution path) is D ; the frequency of the bearing rotation is f 0. Assumed that the inner circle is fixed and the outer circle is circumvolved, the vibration frequency brought by the surface defects of different bearing components can be derived.These frequencies can be called the fault characteristics frequency of the inner circle, outer circle and the roller.()circle)(inner 2101f D d Z f +=()circle)(outer 2101f D d Z f -=()(roller)]1[021f D d d D f -=B. Resonance demodulation technologyWe can collect vibration signal using the resonance of the bearing components,and detect the envelope of the fault signal using envelop detector, which can fulfill the analysis to the fault character. This is called “resonance demodulation technology”. The component surfaces such as the inner circle, the outer circle and the roller of the rolling bearing are easily damaged in local place in the course of operation (such as pitting and peeling off, cracking, scratching etc.). If the surface of some bearing components have local damage and the rollingobject presses the fault dot in the course of carried operation, it must bring impact. But the impact lasts a short time, and the frequency range of the energy divergence is wide, so the energy within the scope of vibration frequency is small. Due to the wide bandwidth of the impulse, it is certainly that it includes high frequency intrinsic vibration inspiring by intrinsic frequency of the inner circle, outer circle, roller, holding frame on rolling bearings. The resonance demodulate signal is separated by band-pass filter of center frequency equal to its intrinsic frequency. Then the envelope demodulation is carried through to there attenuation oscillatory wave using software or circuit, the frequency component of the high frequency attenuation vibration is wiped off. We only obtain low-frequency envelope signal with the information of the fault character. The spectrum analysis of the envelope signal is carried through by digital signal processor, we can obtain very high frequency resolution ratio and can easily find the frequency of the corresponding fault impact, thereby we can fulfill to diagnose to the bearing fault.With resonance demodulation technology, the electric resonator which resonant frequency is much higher than normal vibration frequency and limited high-harmonic frequency is designed. Therefore, it can effectively restrain the low-frequency signal including normal vibration signal. The resonance response magnifies the signal amplitude of the impulse signal and the time of its oscillation islonger, thus the fault signal is broadened in the time domain signal. After the envelope detection and low-pass filter, the low-frequency resonance demodulation signal with high signal-to-noise ratio is exported. In the signal processing system shown in figure 2, the bearing component brings resonance under the impact, form the continuous attenuation oscillation. To research each attenuation oscillation, we can see that itsfrequency is the natural frequency of bearing components, the amplitude of attenuation oscillation is relate to intensity of fault impact. The amplitude of envelope signal of the attenuation oscillation reflects the size of the fault, and the repeat frequency of the envelope depends on the fault location. System has the performance of anti-jamming of the low frequency vibration, high signal-to-noise ratio.C. Envelope detectionA bearing with fault in the course of rolling will bring regular vibration. Different fault has different character frequency. The character frequency system detecting is the frequency of the signal envelope (the frequency which is accrued by the collision of the fault on bearing element), not the vibration frequency of the bearing. When we analyze the fault signal, the resonant frequency (carrier wave) must be removed by envelope demodulation. Because the envelope signal has fully included all information of the fault, removing carrier wave will not have any adverse impact on the analysis.IV. Hardware and software designThe hardware block diagram of the monitor for the bearing fault is shown in Fig.3.The circuit includes two parts: the vibration signal pretreatments and the bearing state analysis. The signal preprocessing part fulfills the amplification, conversion,resonance demodulation of the signal; the bearing state analysis part fulfills spectrum analysis of the signal, "correlation method" processing, fault grading processing, the bearings status report and communicating with peripheral equipment and so on.There are mainly three kinds of FFT algorithm to realize in DSP: (1) only including addition and subtraction operations without operations of the plural rotation factor; (2) including the operation of the plural rotation factor; (3) the operation of bits location inversion. After data is processed by this way, the workload of vibration component calculation in DSP is reduced evidently. The real-time capacity of system response can be advanced.Modularization design is adopted in the design of the software, which includes collections of the vibration signal and the temperature increment signal, A/D conversions, data pretreatments, FFT transforms, calculations of the power spectrum, judgments of the fault grading, saves of the data, displays of the data and transmissions of the data. The task dispatch is carried through by the way of event triggers and time triggers. To remove the interference, the “correlation means” processing to the results of FFT transform is carried out, which assure the fault signal picked up effectively.V. ConclusionFFT methods of vibration signal is adopted in system design,at same time differential temperature measurement methods is added into system to judge synthetically. The high capability DSP completes signal processing. This system can commendably satisfy the requirement for real-time processing. It monitors the signal of vibrations and temperatures with combining locomotive monitor and ground analysis. The earlier diagnosis and alarm for locomotive bearings fault can be given in order to assure locomotive running safely.REFERENCES[1] Wang Dezhi,The diagnosis and maintain of rolling bearing[M],Beijing: China Railway Publishing House, 1994,[2] Shi Huafeng,Yin Guohua,etc,Fault diagnosis of locomotive bearing[J],Electric Drive For Locomotive, 2004,(2): 40~43,[3] Mei Hongbin,The libration monitoring and diagnosis of rolling bearing[M],Beijing:China Machine Press,1996,[4] Mei Hongbin,The fault diagnosis for rolling bearings using envelope analysis,Bearing,1993 ,(8):30~34,[5] Feng Gengbin,The libration diagnosis technology of the locomotive fault[M],Beijing: China Railway Publishing House,1994.[6] Jiang Simi. The hardware exploiture of TMS320LF240x DSP. Beijing: China Machine Press, 2003.[7] Qing Yuan Science and Technology. The application design of TMS320LF240XDS. Beijing: China Machine Press, 2003.译文:基于DSP技术为机车轴承设计故障诊断监控系统摘要滚动轴承是机车运行组件的关键部件之一,因为它直接关系到机车的性能和安全。
高速列车中的轴箱温度监测与报警系统设计随着高速列车的快速发展,轴箱温度监测与报警系统的设计成为保障列车运营安全的重要一环。
轴箱温度监测与报警系统的作用是实时监测车轴温度,及时发现异常情况,并向驾驶员和维修人员发出报警信号,以保障列车运行的安全和可靠性。
本文将介绍高速列车中轴箱温度监测与报警系统的设计原理、关键技术和系统构成。
一、设计原理高速列车的轴箱承载着整个车辆的重量,所以轴箱温度的监测对于列车的正常运行至关重要。
轴箱温度监测与报警系统的设计原理基于以下几个方面:1. 温度传感器:通过安装在轴箱上的温度传感器实时监测轴承温度。
2. 数据采集与传输:将传感器采集到的温度信号转换成数字信号,并通过数据线或无线网络传输到监测中心。
3. 数据处理与分析:监测中心通过对采集到的数据进行处理和分析,实时监测轴箱温度的变化情况。
4. 报警系统:当系统检测到轴箱温度超过设定阈值时,会及时向驾驶员和维修人员发出报警信号,以促使他们采取相应的措施。
二、关键技术在高速列车中,轴箱温度监测与报警系统设计需要应用一些关键技术来确保系统的可靠性和稳定性:1. 温度传感器选择:需要选择适用于高速列车环境的温度传感器,具有高精度和抗干扰能力。
2. 数据采集与传输技术:可以采用模拟信号传输或数字信号传输技术,根据实际情况选择合适的方式。
3. 数据处理与分析算法:针对轴箱温度监测数据的特点,设计出高效的数据处理与分析算法,实现实时监测和预警。
4. 报警系统设计:需要设计出可靠的报警系统,包括声音、光线或震动等多种方式,以确保报警信号能够及时传达给驾驶员和维修人员。
三、系统构成高速列车中的轴箱温度监测与报警系统由以下几个部分构成:1. 温度传感器:安装在轴箱上,实时监测轴承温度变化。
2. 数据采集与传输模块:将传感器采集到的温度信息转换成数字信号,并通过数据线或无线网络传输到监测中心。
3. 监测中心:接收并处理传感器传输过来的数据,进行数据分析和处理,并实现实时监测和预警功能。
《基于LoRa的车辆轴温监测系统》篇一一、引言随着交通运输业的快速发展,车辆轴温的监测变得越来越重要。
轴温的异常变化可能预示着车辆的潜在故障或安全问题。
因此,建立一套高效、准确的车辆轴温监测系统对于保障行车安全具有重要意义。
本文将介绍一种基于LoRa(Long Range,长距离无线通信技术)的车辆轴温监测系统,以实现对车辆轴温的实时监测和预警。
二、系统架构基于LoRa的车辆轴温监测系统主要由传感器节点、网关、服务器和客户端四部分组成。
传感器节点负责实时采集车辆轴温数据,通过LoRa技术将数据传输至网关。
网关负责接收传感器节点的数据,并将其转发至服务器进行处理。
服务器对接收到的数据进行存储、分析和处理,将结果通过客户端展示给用户。
三、传感器节点设计传感器节点是本系统的核心部分,其性能直接影响到整个系统的监测效果。
传感器节点应具备以下特点:1. 实时性:传感器节点应能实时采集轴温数据,确保数据的时效性。
2. 准确性:传感器应具有较高的精度和稳定性,以减少误差。
3. 耐久性:传感器应具备较好的耐高温、耐低温等性能,以适应各种恶劣环境。
传感器节点的设计包括硬件和软件两部分。
硬件部分主要包括温度传感器、微控制器、LoRa通信模块等。
温度传感器负责实时采集轴温数据,微控制器负责处理数据和控制通信模块,LoRa 通信模块负责将数据传输至网关。
软件部分主要包括数据采集程序、数据处理程序和通信程序等。
四、LoRa通信技术LoRa是一种长距离无线通信技术,具有低功耗、远距离、低成本等优点。
在本系统中,LoRa技术被广泛应用于传感器节点与网关之间的数据传输。
通过LoRa技术,传感器节点可以实时将轴温数据传输至网关,确保数据的实时性和准确性。
此外,LoRa 技术还具有较好的抗干扰性能和抗多径效应性能,可以有效地提高系统的稳定性和可靠性。
五、服务器与客户端设计服务器是本系统的数据处理中心,负责接收网关转发来的数据,并进行存储、分析和处理。
高速列车轴温监测与预测系统设计随着高速铁路的建设与发展,轴温监测与预测系统在确保列车运行安全和提高运营效率方面起着重要作用。
本文将介绍高速列车轴温监测与预测系统的设计,以提供一个可靠的系统,确保列车行驶过程中轴温不会超过安全范围。
首先,设计一个高效的轴温传感器网络,该网络应覆盖列车上所有的轮对,并能够准确地测量每个轮对的温度。
传感器应具有高精度和高可靠性,能够在各种环境条件下稳定工作。
传感器数据应通过有线或无线方式传输到监测系统中,以便进行实时监测和数据分析。
其次,设计一个实时监测系统,该系统能够在列车运行过程中监测轮对的温度变化,并及时发出警报,以避免轴温过高引发安全事故。
监测系统应具备高度自动化和可靠性,能够实时接收并处理大量的传感器数据。
此外,系统还应能够记录和存储历史数据,以便后续分析和故障排除。
第三,设计一个轴温预测模型,该模型能够根据历史数据和当前温度变化趋势,预测轮对未来的温度。
预测模型可以基于统计学方法、机器学习等技术实现。
通过预测轮对的温度,系统可以提前采取措施,如调整列车行驶速度、增加冷却措施等,以防止轮对温度超过安全范围。
在系统设计上,还应考虑轴温监测与预测系统与列车控制系统的集成。
通过与列车控制系统的无缝连接,轴温监测与预测系统可以及时获得列车运行状态和参数,并根据实时数据进行轴温监测和预测。
此外,系统还应提供数据接口,以便与其他铁路管理系统或列车运营中心的数据交换和共享。
最后,在实施过程中,系统的稳定性和可靠性是至关重要的。
为了实现这一目标,可以采用冗余设计和备份机制,确保系统在故障情况下仍然能够正常运行。
此外,系统还应具备自动化的故障检测和诊断功能,以及相应的维护和修复措施,以减少系统故障对列车运行的影响。
总而言之,高速列车轴温监测与预测系统的设计需要考虑传感器网络、实时监测系统、轴温预测模型以及与列车控制系统的集成。
通过合理的设计和实施,可以提供一个可靠的系统,确保列车运行安全,同时提高运营效率。
SERVO CONTROL高速动车组轴温监测系统的设计Design of Shaft Temperature Monitoring System for for High-speed EMU大连交通大学电气信息工程学院 张冲冲(Zhang Chongchong)轴承是保障高速动车组运行安全的关键零部件,其工作状态直接影响列车的安全运行,本文设计一款轴温监测系统应用于中国标准动车组上,在分析轴温监测系统装置的功能需求的基础上,采用模块化的设计方案,给出了设计思路。
设计出的轴温监测系统能够实时监测轴承温度变化情况,对于判断轴承运行状况,采取针对性的防护、处理措施,保障列车运行安全,具有重要的现实意义。
关键词:轴承;零部件;轴温监测系统;动车组Abstract: Bearings are the key components to ensure the safety of high-speed EMU. Their working status directly affects the safe operation of trains. This paper designs a shaft temperature monitoring system for use on Chinese standard EMU, analyzes the shaft temperature monitoring system. Based on the functional requirements, a modular design is given and the design ideas are given. The designed shaft temperature monitoring system can monitor the bearing temperature change in real time. It is of great significance to judge the bearing running condition and take targeted protection and treatment measures to ensure the safe operation of the train.Key words: Bearing; Parts; Shaft temperature monitoring system; EMU【中图分类号】U266 【文献标识码】B 【文章编号】1561-0330(2019)04-0100-041 引言近年来,我国高速铁路技术发展迅猛,为人民的出行带来了极大的便利。
高速列车轴箱温度监测系统的设计与实现高速列车轴箱温度监测系统是一种用于检测列车轴箱温度的系统,旨在提供准确的温度监测数据,确保列车在运行过程中的安全与可靠性。
本文将对高速列车轴箱温度监测系统的设计与实现进行详细介绍。
首先,高速列车轴箱温度监测系统的设计应考虑以下几个方面:传感器选择、数据采集与传输、数据处理与分析、系统可靠性。
1. 传感器选择传感器是高速列车轴箱温度监测系统的核心部件,应选择具有高精度、抗干扰能力强的温度传感器。
常见的温度传感器有热电偶和热敏电阻两种。
热电偶具有较高的精确度和响应速度,适用于高精度测量;而热敏电阻具有成本较低和稳定性较好的特点,适用于大规模应用。
2. 数据采集与传输高速列车轴箱温度监测系统需要实时采集温度数据,并将数据传输到指定的监测中心。
传统的数据采集方法是通过有线方式,但在高速列车场景中,有线方式可能受到振动和高温的影响,降低了数据采集的可靠性。
因此,无线数据采集方式更适合高速列车轴箱温度监测系统。
无线数据采集可以使用无线传感器网络或蓝牙等技术进行,具有易部署、低功耗的特点。
3. 数据处理与分析高速列车轴箱温度监测系统需要对采集到的温度数据进行处理与分析,以便及时发现温度异常情况。
数据处理的方法可以采用传统的滤波算法和统计分析方法,通过对历史数据的分析,建立温度异常的阈值,一旦温度超过阈值,系统将及时报警,提醒相关工作人员进行处理。
4. 系统可靠性高速列车轴箱温度监测系统作为重要的安全监测系统,其可靠性十分关键。
因此,在系统设计中应考虑到硬件和软件的可靠性保证。
硬件上,应选用高质量的传感器和数据传输设备,以确保数据的准确性和稳定性。
软件上,应采用备份冗余的设计,确保系统在出现故障时依然能够正常工作。
接下来,我们将介绍高速列车轴箱温度监测系统的实现过程。
1. 硬件实现选择合适的传感器,并将传感器与数据采集设备连接,建立数据采集链路。
为了保证数据传输的可靠性,可以采用多台数据采集设备进行冗余备份。
高速列车轴温在线检测系统的设计与开发随着交通运输的不断发展,高速列车作为一种重要的交通工具,其安全性和可靠性愈发受到关注。
其中,轴温的监测是保障高速列车运行安全的重要因素之一。
因此,设计和开发一套高速列车轴温在线检测系统对于提高列车运行效率和保障乘客安全非常关键。
本文将介绍一种高速列车轴温在线检测系统的设计与开发,并重点讨论该系统的关键技术和实现方法。
该系统采用物联网技术,通过传感器实时检测列车轴温,将数据传输到指定的数据中心进行集中处理和分析。
以下将依次介绍系统的硬件设计、软件开发和数据处理。
首先,系统的硬件设计主要包括传感器、数据采集模块和通信模块。
传感器以非接触式红外探测技术为核心,实时监测列车的轴温情况,并将数据传输到数据采集模块。
数据采集模块负责采集和处理传感器的数据,并通过通信模块将数据传输到指定的数据中心。
整个硬件设计需要考虑到工作环境的复杂性和稳定性,如防震、防水、耐高温等要求。
其次,系统的软件开发主要包括下位机程序和上位机程序。
下位机程序安装在数据采集模块中,负责实时采集列车轴温数据、数据传输和控制等功能。
上位机程序安装在数据中心,负责接收和处理轴温数据,并提供数据分析和报警功能。
下位机程序和上位机程序之间通过网络进行数据传输和通信,需要保证数据的及时性和准确性。
最后,系统的数据处理是整个系统设计的核心任务之一。
对于高速列车而言,轴温异常往往是突发性的,因此需要实时处理和分析轴温数据。
数据中心应具备高效的数据分析算法和实时报警系统,能够及时预警和应对轴温异常情况。
同时,该系统还应具备数据存储和追溯功能,以便后期的数据分析和故障排查。
为了保证系统的稳定性和可靠性,设计与开发过程中应充分考虑系统的可扩展性和维护性。
在硬件设计阶段,通过模块化设计和标准化接口,便于系统的升级和维修。
在软件开发阶段,采用先进的软件开发技术和编程规范,确保系统的可靠性和稳定性。
综上所述,高速列车轴温在线检测系统的设计与开发是一项复杂而又关键的工作。
高速铁路轴温监测与预警系统设计随着高速铁路的不断建设和发展,轨道交通运输已经成为现代化城市化的重要组成部分。
然而,高速铁路的安全运营是一个复杂的系统工程,其中一个重要的安全指标就是轴温。
轴温的过高会引发轮对轮辋破裂、脱落等重大事故,因此设计一套高效的轴温监测与预警系统至关重要。
本文将介绍高速铁路轴温监测与预警系统的设计。
一、系统架构高速铁路轴温监测与预警系统的设计需要考虑整个系统的架构。
系统架构分为数据采集、数据传输、数据处理和预警四个主要模块。
1. 数据采集模块:该模块使用传感器来实时监测轴温情况,并将采集到的数据传输给数据处理模块。
传感器的选择应该能够准确测量轴温,并且具有良好的可靠性和稳定性。
2. 数据传输模块:该模块负责将采集到的数据传输给数据处理模块。
传输方式可以选择有线或无线传输,具体根据实际情况而定。
无线传输方式可以采用蓝牙、Wi-Fi或者移动通信网络等。
3. 数据处理模块:该模块主要负责对采集到的数据进行处理和分析,识别出轴温异常情况。
数据处理算法可以采用传统的数学方法,如统计学、回归分析等,也可以应用人工智能和机器学习算法,利用历史数据进行模型训练以提高预测准确性。
4. 预警模块:该模块负责根据数据处理模块的分析结果进行预警和报警。
预警方式可以通过声音、光信号和网络通知等形式,以便相关人员及时采取措施,确保列车的安全运行。
二、关键技术1. 轴温传感器技术:为了准确测量轴温,应该选用高可靠性和高精度的传感器。
可以考虑使用热电偶传感器、红外线测温传感器或者纳米材料传感器等。
2. 数据传输技术:根据实际需求选择合适的数据传输方式。
无线传输技术方便安装和维护,并且可以实现实时数据传输。
有线传输技术则更加稳定可靠,适用于长期使用以及重要区域的监测。
3. 数据处理算法技术:根据历史数据进行模型训练,可以采用回归分析、神经网络、支持向量机等方法,建立轴温异常检测模型。
根据实际情况,可以使用传统的多元线性回归模型,或者利用机器学习算法进行非线性建模。
高速列车轴箱温度监测预警系统设计高速列车的安全运行一直是广大铁路从业人员和旅客关注的话题。
近年来,高速列车的发展使得人们的出行和物流更加便利。
然而,也伴随着更高的速度和更严格的安全标准。
其中,轴箱温度监测预警系统的研发是提高高速列车安全性能的关键之一。
轴箱是高速列车的一个重要组成部分,它的作用是承载车轮和转动轮轴。
因此,轴箱的温度变化会影响列车行驶的安全性能。
目前,高速列车轴箱温度监测预警系统主要采用红外线测温、感温电阻和光纤光栅等技术。
这些技术虽然已经能够准确地监测轴箱温度,但是还存在一些问题,比如,测量精度不高、安装调试困难等。
为了解决这些问题,本文提出了一种基于红外线测温和机器学习算法的轴箱温度监测预警系统设计。
该系统由传感器、微控制器、网络通信模块和计算机软件等组成。
其中,红外线测温传感器采集轴箱温度数据,并通过微控制器预处理后上传至服务器。
服务器通过机器学习算法对数据进行分析和处理,并输出预警信号。
最后,预警信息上传到相关部门和维修人员的手机或电脑上,以及显示在列车控制室的监控屏幕上。
在本系统的研发过程中,我们采用了一系列的方法来提高系统的准确性和可靠性。
首先,我们选择了一款具有稳定性和高灵敏度的红外线测温传感器,并通过校准和测试等方法保证了测量精度;其次,我们选取了适合高速列车的微型控制器和网络通信装置,以保证系统在高速运行时的稳定性;最后,我们运用机器学习算法对数据进行处理和分析,确保了系统真正满足预警和监测需求。
总体来看,本设计提供了一种高精度、高效率的高速列车轴箱温度监测预警系统。
这种系统不仅可以明确地掌握轴箱状况和温度变化,还可以预测轴箱是否出现故障,并迅速地做出反应。
这不仅有利于高速列车的安全运行,也能大大缩短列车的维修和检修时间,提高运输效率。
相信,未来这种系统将会得到更广泛的应用和推广。
动车组轴温报警系统优化设计摘要:轴温报警系统用来监测车辆轴端轴承的温度,防止轴端轴承的温度过高影响车辆的行车安全。
本文对动车组轴温报警系统进行了优化设计,系统全列车通过两路独立完全冗余的CAN总线自行组网,温度传感器内部封装两个独立的温度传感器,且每个温度传感器内冗余的温度传感器用不同的温度采集板进行采集,有效保证了系统的可靠性。
关键词:轴温报警系统;冗余;CAN;温度传感器1 系统概述轴承是列车走行部的关键部件,一旦出现故障,轻则机破,重则切轴,后果不堪。
由于客运专线沿途没有地面设备对列车轴承进行监控,因此列车自身监控设备显得尤为重要。
动车组轴温报警系统通过在线监测各车轴承的温度异常,用声光报警的方式提示司机采取必要的措施,是重要的列车安全设备之一。
2 系统功能说明2.1 系统工作原理轴温报警系统的主要设备有:轴温监测装置和温度传感器组成。
轴温报警系统原理图如图所示。
轴温报警系统有两个主机,分别装在两个头车,通过MVB车辆总线与CCU连接。
系统通过冗余的CAN通讯总线组网,将各自半列车的信息汇总,两路CAN相互冗余备份,主机通过MVB通讯将各自半列车的信息发送给TCMS。
轴温报警系统通过安装在每节车的轴温监测装置对每个温度传感器的信号进行采集,并折算出温度值。
当温度值超过设定的预、报警温度阈值时,能够给出报警信息。
图轴温报警系统原理图轴温监测装置具有CAN通讯接口,通过CAN总线将轴温监测装置内部组网成为一个独立的系统。
通过网络接口(MVB),可以将系统测得整列车的温度信息,传感器状态,温度状态与CCU进行数据交换。
轴温监测装置具有服务接口,通过该接口可以连接上位计算机服务软件,用于设备状态查询、设备软件更新等维护工作。
2.2 轴温主机的功能轴温主机包括:电源板、CPU板、CAN通讯板、温度采集板、背板、数据存储板及地址设置板。
电源板为整个轴温监测装置提供各个等级的电压。
主要技术参数如下:DC110V输入,宽电压工作范围:DC66V-DC154V可以正常输出;具有电磁兼容保护功能;具备过流、过压、短路保护;电源板设计为标准的3U短板,接口采用菲尼克斯的MSTB系列连接器。