内燃机车在线检测系统设计研究

黄立松

【摘 要】基于对内燃机车在线检测系统设计的探讨研究，本文首先从内燃机车及在线检测系统的运行原理入手，然后与其中内容相结合，对内燃机车在线检测系统设计的关键点进行分析，希望能为有关人士提供帮助。

【关键词】内燃机车;在线检测;检测系统;系统设计

引言：

近年来，随着国家对高速铁路建设力度的逐渐增大，机车运行速度也在不断提升，在行车安全受到各界越来越高重视的情况下，在线检测系统也被愈发广泛的应用于内燃机车运行中。经实践证明，这是除定期对机车进行检修和维护外，降低运行事故率最有效的手段，通过在线检测系统实时采集机车设备状态参数，并对相关数据展开诊断和分析，就能在安全事故发生前发出预警。由此可见，若想为内燃机车运行创设更加良好安全的环境，針对内燃机车在线检测系统设计展开深入研究已势在必行。

一、内燃机车及在线检测系统的运行原理

（一）内燃机车运行的原理

以内燃机车中柴油机的启动原理为例。首先，若想使柴油机在启动的瞬间从静止状态进入运行状态，就必须利用外力来旋转曲轴，并驱动活塞循使其在气缸中循环运动，此时其中的可燃混合气体就会被压缩燃烧，促使柴油机自主工作直至关闭;通常情况下，内燃机车柴油机中安装的马达，是由电气控制系统操控的。其次，柴油机在高速运转状态下，气缸中的空气温度必须超过其自燃温度，且必须保证泵油压力达标，但如果柴油机在启动过程中和变速箱动力并没有切断，则会造成损坏等严重后果。最后，柴油机启动温度低于正常标准的情况下，相互接触的各表面容易由于机油较少而出现摩擦严重的现象，此时如果机油泵受损，就会造成机械部件出现更加严重的磨损。由此可见，在机车中安装在线检测系统是非常必要的[1]。

（二）在线检测系统的工作原理

查询、统计内燃机车在运行中的数据，及诊断和双向通信等都是目前在线检测系统最基本的功能。具体来讲，在线检测系统可全方位的实时采集到，含括水温、轴承温度、油温和转速等机车运行状态参数，再把这些数据向计算机内传输并展开分析处理，随后技术人员需将结果与维修建议，向地面监测站与驾驶员实时传送，来为机车运行的安全性和稳定性提供最高程度的保证。另外，在线检测系统还能作为机车与微机间数据传输的中间站，在将所有原始数据在数据库中保存后，为后续机车的检测与维护提供了不可忽视的资料支撑。

二、内燃机车在线检测系统设计的关键点

（一）在线监测系统的硬件电路设计

首先，内燃机车在运行状态下各设备会不断产生参数数据，此时在线检测系统就必须对多方信号展开同步采集，所以通常情况下，系统会采用两种方法来同时获取信号。第一就是针对每种信号建立独立的采样通道，每种数据采样不会互相干涉，且可以对采样参数、时间与保存形式独立设置;第二，设置时间间隔也是多方信号获取的有效途径，各项信号通过同一渠道分时传送，但此法必须基于 A/D 转换装置展开，在把模拟信号转换成数字信号之后，再传输至微机处理系统。

其次，在线检测系统的硬件电路设计，还包括采集与提取体现机车设备故障的参数，再发送给微机处理系统存储并预备分析。另外，在线检测系统需要先选择相关参数，再利用传感器进行传输，同时由于此过程中涉及到的状态参数有数字信号与模拟信号，所以通常需要使用A/D 转换电路来确保采集工作的效率与效果[3]。

（二）在线检测系统软件程序设计

首先是在线监测系统软件中的主程序设计，顾名思义，这是系统的主流程程序，此程序能将系统的大致结构显现出来，在合理结合各子程序后对它们展开科学控制，在对子程序进行相应调试的情况下，使其能在合成后能保证稳定性与统一性。以程序运行后首个执行的config函数为例，其主要作用即为设置CPU，再以此为基础按照要求设置各种变量，最后才能采集事先确定好的代表内燃机车运行状态的参数数据。

其次是初始化程序，在线检测程序在运行前必须先初始化，初始化通常有以下几个步骤：①自检系统并根据标准判断其状态是否正常;②把各指针复位;③在将各采集通道的检测周期设定好之后，发送标志清零，确保各项准备工作的有效性，进而为主程序的正常运行提供更高保证。

最后是机车状态界面设计，其也属于软件设计的重要构成。机车状态界面的主要作用，在于为驾驶员实时提供从传感器中获取的检测数据，这样驾驶员就能在操作机车的同时，对机车状态进行及时全面的检查。一般情况下，重要参数一共有7组，其中温度提示参数与压力提示参数分别占6组，最后一组是柴油机转速提示参数，与此同时，因为界面空间设计所受的限制较大，且司机在检查机车的时候，机车基本上都是停止的，所以目前机车速度显示已不被纳入状态界面设计中[3]。

结束语：

综上所述，内燃机车在线检测出现在我国的时间并不长，但却凭借自身显著优势得到了广泛的运用，如利用传统的红外线监测技术与AI诊断技术等，及时发现机车的安全隐患并处理，从而实现机车安全性与设备使用寿命的有效提升。除此之外，在线检测系统还能降低机车运行与维修的成本，对国家及企业的可持续发展非常有帮助。

参考文献：

[1]田春艳. 内燃机车状态监测系统设计[J]. 城市建设理论研究（电子版），2015（35）：73-76.

[2]吴晓明. 内燃机车检测技术与运用[J]. 环球市场，2016，000（025）：96-96.

[3]曹治祥，刘君平，赵俊贤，等. 内燃机车机油泵电机检查孔盖：，CN205693476U[P]. 2016.

（作者单位：南京拓控信息科技股份有限公司）