智能撒砂控制器的设计与研究

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摘要：传统撒砂控制系统设计过于简单，主要弊端是单台机车在滑行或紧急制动时自身撒砂造成的砂垫可能会阻断轨道电路，多个机车长期在同一地方撒砂造成的砂垫同样可以使后来停留在砂垫上的机车的轨道电路不导通，构成事故危机。该文针对传统机车撒砂装置应用的局限性展开研究，通过探讨撒砂装置的优化方案设计并研发了智能撒砂控制器。实际应用表明，该控制器具体较高的自检率，能实时控制撒砂装置的合理化撒砂，大幅度提高了撒砂装置的自动化程度。

关键词：撒砂装置；智能控制

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2012)36-8812-02

1 传统撒砂装置缺陷分析

为防止机车空转/滑行，提高轮轨之间的粘着力，机车设计有撒砂装置。撒砂装置一般采用电空控制方式，其控制一般具备下列功能：一是人为控制撒砂，司机通过脚踏撒砂开关控制撒砂电空阀撒砂；二是空转/滑行保护时自动撒砂，检测到机车空转/滑行时，电子柜自动输出撒砂指令，控制撒砂电空阀撒砂；三是紧急制动时自动撒砂，由制动机输出撒砂指令控制撒砂电空阀撒砂。目前国内使用的内燃、电力机车均采用这种简单的撒砂控制电路。

但这种设计过于简单，主要弊端是在机车没有速度时仍然频繁撒砂，不仅造成资源浪费和环境污染，而且构成安全隐患。单机紧急制动时自身撒砂造成的砂垫可能会阻断轨道电路；多个机车长期在同一地方撒砂造成的砂垫同样可以使后来停留在砂垫上的机车的轨道电路不导通，构成事故危机。所以机车撒砂装置控制的作用好坏直接关系机车的运输效率、机车的制动效果，对铁路的安全运输生产有着重要的作用和意义。多年来的铁路运输安全事故表明，传统的撒砂控制装置仍然存在很大的安全隐患。当单机或多机重联时，机车容易出现自动撒砂的现象，引发安全事故。本课题所设计的智能撒砂控制装置能有效的克服传统撒砂装置存在的局限性。通过智能控制系统，确保铁路运输的安全。

2 智能撒砂控制器的设计

撒砂控制器的设计必须“安全可靠、技术经济合理和运行及检修方便。”根据铁道部关于机车运行撒砂控制的要求研发出智能撒砂控制器产品实物、并保证产品的实用性。控制器主要应包括机车速度信号智能采集与处理、制动过程智能控制与调节、控制器本身智能检测等功能。该装置结构框图如图1。在机车加装后可实现对机车撒砂的有条件控制，改进和完善撒砂控制功能。撒砂输入信号取自于撒砂电空阀前端，速度信号取自于机车光电速度传感器。

控制器利用差分电路实时采集到机车速度传感器的信号再通过比较器送给单片机，单片机根据信号检测电路反馈回来的机车实际运行速度与速度设定值相比较以便控制继电器动作。当机车速度在高于80Km/h或低于5Km/h时，机车禁止撒沙。这样在一定程度上减少了沙的排放量，不但降低了车站的维护费用而且也为乘坐机车的旅客消除了安全隐患，从而提高了机车正常运行的安全指数。

3 综述

实际使用证明该撒砂控制器能合理且有效地实现撒砂，克服了传统机车撒砂装置应用的缺点与局限性，同时，当智能控制器异常时不影响手动控制撒砂的操作，且控制器具有一定的自我诊断功能，提示用户及时更换，较高的适应性。

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