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