轮对磨合机故障检测系统设计与实现

论文摘要

随着我国铁路向高速重载方向的发展,过去单一的压装滚动轴承、人工注油的检修模式以及用传统磨合机实现车辆轮对轴承检测等方法已不能满足现有的铁路发展需求。为了适应当前铁路的发展现状,迫切需要一种能够同时完成轮对变速磨合与轮对故障检测等多功能的检修设备。针对目前的这种现状,在对吉林和沈阳车辆段进行调研的基础上,本课题对传统磨合机进行改造,设计了具有调速、加压、手自动控制等功能的车辆轮对轴承磨合机。该磨合机由机械、电控、液压、传感等部分组成。本论文首先给出了车辆轮对磨合机的硬件组成结构,重点讨论了磨合机对车辆轮对的升降、前顶后退、加压磨合及温度与速度检测等控制电路的设计与实现;同时对控制单元PLC的控制软件编程及上位机监控程序的设计与实现给出具体说明。本设计在保留原有手动工作模式基础上,通过应用PLC及触摸屏,实现了自动监控功能;磨合机通过机械机构、电控环节和液压系统来实现车辆轮对的升降、前顶与后退,调整被磨合轮对的位置和施加的压力;磨合机对车辆轮对轴承磨合的速度可通过手动或自动实现变频调速,以满足不同速度规范下的轴承磨合;本设计在原系统所需温度检测的基础上,通过霍尔速度传感器实现了磨合速度的实时检测;采用上位机组态软件WinCC编程,磨合机的运行工况可通过触摸屏来检测与改变。通过功能测试表明,该磨合机设计能够满足现场实际应用要求,性能稳定。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.1.1 轮对检测技术国外发展状况
• 1.1.2 轮对检测技术国内发展状况
• 1.2 磨合机的应用
• 1.3 课题的目的及意义
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 磨合机硬件结构设计
• 2.1 系统硬件结构方案确定
• 2.1.1 系统硬件整体结构
• 2.1.2 可编程控制器的选择
• 2.2 可编程控制器PLC 及触摸屏
• 2.2.1 PLC 主体CPU224CN
• 2.2.2 模拟量扩展模块EM235
• 2.2.3 触摸屏
• 2.3 控制指示面板
• 2.4 磨合机液压部分控制电路
• 2.5 轮对磨合速度检测电路
• 2.6 轮对轴承温度检测电路
• 2.7 电机主电路
• 本章小结
• 第三章 磨合机控制软件设计
• 3.1 磨合机控制软件总体设计
• 3.1.1 西门子S7-200 软件介绍
• 3.1.2 软件结构框架设计
• 3.2 磨合机控制程序设计
• 3.3 速度检测程序设计
• 3.3.1 速度检测程序设计思想
• 3.3.2 高速计数器的参数设置
• 3.3.3 定时器的参数设计
• 3.4 温度检测程序设计
• 3.4.1 EM235AD/DA 模块配置方法
• 3.4.2 温度检测算法
• 本章小结
• 第四章 磨合机监控界面组态
• 4.1 组态软件的介绍与选择
• 4.2 WinCC 与 S7-200 之间通信
• 4.3 磨合机监控界面框架设计
• 4.3.1 监控界面主框架
• 4.3.2 自动控制过程界面
• 本章小结
• 第五章 温度检测数字滤波算法比较
• 5.1 S7-200 中滤波器的设置
• 5.2 常用的几种滤波算法
• 5.3 本系统中滤波算法的选用与实验结果分析
• 5.3.1 算术平均值法
• 5.3.2 滑动平均值法
• 5.3.3 防脉冲干扰平均值法
• 5.4 三种滤波法的评估
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢