簡述計(jì)軸設(shè)備的原理和特點(diǎn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上簡述計(jì)軸設(shè)備的原理和特點(diǎn)摘要：本文通過分析計(jì)軸的工作原理和技術(shù)特點(diǎn)，得出計(jì)軸設(shè)備不僅具備檢查長軌道區(qū)間的能力，也解除了長期以來因道床潮濕和鋼軌生銹而影響鐵路正常運(yùn)行所帶來的困擾。關(guān)鍵詞：計(jì)軸設(shè)備；工作原理；一、計(jì)軸的工作原理與傳統(tǒng)的軌道電路設(shè)備相比，計(jì)軸設(shè)備最大優(yōu)勢在于它對(duì)道床電阻、分路電阻、軌枕、軌縫位置、軌道區(qū)段長度、電氣化區(qū)段牽引回流的連接沒有限制條件?？傊?，計(jì)軸設(shè)備的應(yīng)用與軌道狀況無關(guān)，這使其不僅具備檢查長軌道區(qū)間的能力，也解除了長期以來因道床潮濕和鋼軌生銹而影響鐵路正常運(yùn)行所帶來的困擾。其基本原理:在定義的軌道區(qū)段的兩端，選擇在同一側(cè)的一根鋼軌上安裝兩個(gè)計(jì)軸

2、傳感器探測通過的車輪，如圖3.1.1所示。當(dāng)車輪通過時(shí)，它改變了傳感器的發(fā)送器和接收器之間的交變磁場，從而改變了接收線圈上的感應(yīng)電壓或相位值，計(jì)軸設(shè)備根據(jù)其交變磁場的變化頻率和其變化的時(shí)間順序判斷通過的列車軸數(shù)，識(shí)別列車運(yùn)行的方向。計(jì)軸主機(jī)處理從計(jì)軸軌旁盒傳來的計(jì)軸傳感器變化信息、比較進(jìn)人區(qū)段的軸數(shù)和離開區(qū)段的軸數(shù)，給出軌道空閑/占用的指示。計(jì)軸設(shè)備主要由計(jì)軸傳感器、計(jì)軸軌旁盒、室內(nèi)計(jì)軸主機(jī)三部分構(gòu)成。計(jì)軸傳感器安裝于軌道的一根軌條上，計(jì)軸軌旁盒介于計(jì)軸傳感器和室內(nèi)計(jì)軸主機(jī)之間，用于向計(jì)軸主機(jī)傳遞車輪軸數(shù)信息。計(jì)軸主機(jī)評(píng)估軌道區(qū)段的空閑或占用狀態(tài)，輸出軌道繼電器。二、計(jì)軸設(shè)備的特點(diǎn)Azs350

3、U型計(jì)軸設(shè)備的特點(diǎn)如下:1.每個(gè)計(jì)軸主機(jī)可最多接入5個(gè)計(jì)軸傳感器，輸出4個(gè)軌道區(qū)段的軌道繼電器。2.每個(gè)計(jì)軸主機(jī)帶有2個(gè)Modem通道，每個(gè)Modem通道可向(或從)相鄰的主機(jī)處發(fā)送(或接收)3個(gè)計(jì)軸點(diǎn)的輪探測數(shù)據(jù)，即可以擴(kuò)展接入6個(gè)計(jì)軸點(diǎn)，共計(jì)11個(gè)計(jì)軸點(diǎn)。3.通過Modem口發(fā)送到相鄰主機(jī)的計(jì)軸點(diǎn)需配置在主機(jī)的前3個(gè)輸人端。當(dāng)主機(jī)的Modem通道用完時(shí)，可采用室內(nèi)數(shù)字復(fù)用的方式，即將需要共享的計(jì)軸傳感器在主機(jī)內(nèi)的VESBA板通過背部連接器22用連接線連接到相鄰主機(jī)的STEU板輸人端。該復(fù)用方式只需在室內(nèi)計(jì)軸主機(jī)之間連接。計(jì)軸點(diǎn)的復(fù)用還可采用模擬復(fù)用的方式，即在需要共享的計(jì)軸傳感器的計(jì)軸軌旁

4、盒內(nèi)增加兩塊復(fù)用板，并通過兩芯單獨(dú)的室外電纜連接到室內(nèi)主機(jī)計(jì)軸點(diǎn)輸入通道上。該復(fù)用方式需在室外增加電纜和模擬復(fù)用板。AzS350U型計(jì)軸系統(tǒng)的一個(gè)重要特性是可以直接連接5個(gè)ZP43計(jì)軸點(diǎn),每個(gè)運(yùn)算單元可以檢測4個(gè)線路區(qū)段。由3個(gè)運(yùn)算單元組成的1個(gè)完整系統(tǒng)可以在1個(gè)運(yùn)算單元里處理11 個(gè)計(jì)軸點(diǎn)的信息,整個(gè)系統(tǒng)監(jiān)控12個(gè)線路空閑顯示區(qū)段, 2 個(gè)運(yùn)算單元之間通過插座V124接口和雙芯屏蔽銅導(dǎo)線連接。運(yùn)算單元可以通過級(jí)聯(lián)的形式進(jìn)行任意數(shù)量的連接,可以處理相鄰系統(tǒng)的信息。通過將計(jì)軸點(diǎn)信號(hào)數(shù)字復(fù)用,一個(gè)計(jì)軸點(diǎn)的信號(hào)可以被其他運(yùn)算單元使用,此時(shí)不需要數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸所必需的組件SIR IUS2板。數(shù)字復(fù)用,

5、即兩個(gè)運(yùn)算單元利用同一個(gè)計(jì)軸點(diǎn)的信息,可以節(jié)省計(jì)軸點(diǎn)。通過狀態(tài)信息程序的故障安全的單通道傳輸,數(shù)據(jù)在調(diào)制解調(diào)器相連的計(jì)軸系統(tǒng)之間交換。4計(jì)軸的冗余特點(diǎn)計(jì)軸技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為核心，輔以外部設(shè)備，利用統(tǒng)計(jì)車輛軸數(shù)檢測相應(yīng)軌道區(qū)段是否有列車占用或列車已出清的技術(shù)。所以，計(jì)軸系統(tǒng)中冗余技術(shù)的運(yùn)用是相當(dāng)重要的。冗余計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最終的設(shè)計(jì)是成本、性能和可靠性折衷的產(chǎn)物。各種冗余技術(shù)在成本上有很大差別，圖4.1.1 所示為冗余技術(shù)的成本范圍。成本、性能與可靠性目標(biāo)在某種程度上是不相容的，其相對(duì)重要性主要取決于產(chǎn)品的應(yīng)用。決定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的因素有：性能價(jià)格比；可靠度要求；應(yīng)用需求；未來的擴(kuò)展性；技術(shù)上的考慮。在經(jīng)驗(yàn)證

6、的可靠的SIEMENS系統(tǒng)(西門子安全微機(jī)系統(tǒng))基礎(chǔ)上，采用2取2結(jié)構(gòu)的微機(jī)來管理AzS350U。微機(jī)系統(tǒng)由兩個(gè)相互獨(dú)立的微機(jī)組成，其配置相同，為它們供給相同的輸入信息，由于程序完全相同，產(chǎn)生一個(gè)相同的雙通道輸出信息。如果兩個(gè)計(jì)算機(jī)一致，兩個(gè)相勻_獨(dú)立的比較器才允許將一個(gè)輸出傳給程序控制電路。為此，給比較器附加一個(gè)切斷裝置，在出現(xiàn)不一致的情況下，該裝置切斷輸出電路。冗余級(jí)別是建立容錯(cuò)模型的前提，關(guān)系到系統(tǒng)的可行性、可用性、性能價(jià)格比等多方面因素。主要由容錯(cuò)系統(tǒng)的可靠性要求、成本、硬件條件等多方面決定。硬件冗余在元件、電路、模塊、部件、系統(tǒng)任意一級(jí)上都可實(shí)現(xiàn)，但元器件等級(jí)別是很少見的，因而主要有

7、3 種冗余級(jí)別：整機(jī)級(jí)、部件級(jí)、模塊級(jí)。并聯(lián)系統(tǒng)的3 種基本冗余結(jié)構(gòu)如圖4.3.1 所示.（1）整機(jī)級(jí)冗余指系統(tǒng)由完整的2 套整機(jī)構(gòu)成，不僅具有相同的處理器、內(nèi)存、I/O 接口，還有相同的外設(shè)，如顯示器、鍵盤、打印機(jī)等。特點(diǎn)是采用“串一并”模型，結(jié)構(gòu)規(guī)整，系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)，但硬件投入大，性能價(jià)格比較低。（2）部件級(jí)冗余以功能部件為單位，對(duì)必需的部件CPU、芯片、存儲(chǔ)器及其它芯片分別進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。采用“并一串”模型，能夠以少量的投入換取高可靠性，性能價(jià)格比很高。但此模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)硬件開發(fā)商來說，從芯片設(shè)計(jì)開始加入容錯(cuò)結(jié)構(gòu)是非常有利的，但如果容錯(cuò)系統(tǒng)是面向具體應(yīng)用而在商用產(chǎn)品上進(jìn)行的再開發(fā)，則實(shí)現(xiàn)此

8、冗余模型非常困難，因?yàn)楝F(xiàn)階段硬器件集成度相當(dāng)高，并且芯片密集微小，很難深入其中進(jìn)行控制。（3）模塊級(jí)冗余以多個(gè)硬件邏輯組合而成的模塊（插件板）為冗余單位，特點(diǎn)是介于整機(jī)級(jí)冗余與部件級(jí)冗余之間，既易于實(shí)現(xiàn)、又能根據(jù)系統(tǒng)具體開發(fā)條件靈活選擇冗余模塊，可靠性提高幅度較大，性能價(jià)格比較高，但有不及整機(jī)級(jí)冗余和部件級(jí)冗余之處。冗余計(jì)軸系統(tǒng)以整機(jī)為冗余單位，基本模型是2 套處理器配置1 套外設(shè)。A/D 轉(zhuǎn)換器需要進(jìn)行容錯(cuò)設(shè)計(jì)，可有2 種工作方式：2 個(gè)A/D 并聯(lián)再與冗余主板系統(tǒng)串聯(lián)；A/D 分別與主板串聯(lián)形成1套處理器系統(tǒng)，2 套處理器系統(tǒng)再并聯(lián)。雖然第1 種方式可靠性較高，但A/D 系統(tǒng)不易控制，采樣

9、后雙A/D 數(shù)據(jù)的比較難以實(shí)現(xiàn)，若犧牲時(shí)間來進(jìn)行處理與控制，則在目前技術(shù)條件下采樣的實(shí)時(shí)性必然受到影響，將導(dǎo)致系統(tǒng)精度下降。第2 種方法能夠減少系統(tǒng)硬件復(fù)雜度與時(shí)間耗費(fèi)，是一種用犧牲少量系統(tǒng)可靠性為代價(jià)換取系統(tǒng)可行性的方法，能夠保障系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制的精度?？傮w上說，第2 種方法是合理的，因而成為冗余計(jì)軸系統(tǒng)的選擇。系統(tǒng)并聯(lián)的基本配置如圖4.4.1 所示。在并聯(lián)系統(tǒng)中，故障檢測的手段主要是系統(tǒng)數(shù)據(jù)比較，因而比較器是容錯(cuò)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部件。常見的并聯(lián)系統(tǒng)中，比較器多由硬件實(shí)現(xiàn)，根據(jù)不同冗余級(jí)別采用不同方案。經(jīng)過反復(fù)研究，找到了一種全新的解決比較器可靠性問題的方案：不設(shè)計(jì)單獨(dú)的比較器硬件單元，將比較器設(shè)計(jì)為軟件，以