驼峰信号专用设备的安装与调试
摘 要：本文结合安康东驼峰自动化控制系统的改造施工，介绍驼峰信号专用设备中踏板、测速雷达、测重、测长设备的安装和调试方法。
关键词：驼峰信号;专用设备;安装;调试
驼峰信号专用设备包括车辆减速器、测速、测长、测重、车轮传感器等设备，这些设备的安装和调试方法不同于车站信号联锁基础设备。
安康东驼峰自动化控制系统的改造施工时，室外信号设备也进行了相应地改造，本文结合实际施工中的情况，简要的介绍踏板、测速雷达、测重、测长设备的安装和调试方法。
1 驼峰信号车轮传感器的安装与调试
驼峰场使用最多的传感器是车轮传感器，俗称轨道踏板，简称踏板。
常装设在溜放线路或推送线上某些需要检知车辆到达的特定地点，当有车辆到踏板安装点时，踏板发出传感信号。
驼峰踏板的主要作用是检知车辆到达、计轴、判断车辆运行方向等。
自动化驼峰中，为了实现溜放追踪和其他功能，需要安装许多踏板，它们的信息采集正确、动作可靠将直接影响自动化驼峰系统的工作和安全。
1.1 驼峰信号车轮传感器的安装
(1)第一分路道岔
测重区段(01G、02G)在测重传感器前后分别安装一个踏板，用卡箍钢轨内侧下部，紧固螺丝。
用于测量车组速度和车辆轴距。
(2)其它分路道岔
在其它分路道岔区段，距离分路道岔保护区段入口约2m处的钢轨内侧均安装一个车轮传感器，这些传感器的作用是采集车辆信息，所采集的信息由电缆传入室内，由进路机柜的TDC板输入。
(3)在减速器区段，距离减速器入口第一制动钳中心6～8m处，安装一个车轮传感器，其作用是完成车辆走行情况判别等工作。
传感器信息传至室内，由速度机柜的TJS(F)板输入。
(4)每个踏板室外设置一个HZ24盒，由速度/进路控制机柜供出电源通过两根外线，即TB-Q、TB-H供给踏板。
1.2 驼峰信号车轮传感器的调试
(1)用500V兆欧表测量踏板线圈与外壳间的绝缘电阻，其值应不小于20M。
(2)检测传感器安装高度和中心距离
用直钢尺或钢卷尺测量， 踏板工作面距轨面的高度应为442 mm，距钢轨内侧面中心距离应为35mm。
(3)检测车辆占用或通过时的信号电压：
在分线盘处踏板线圈输出端子上并接示波器，观测模拟车辆占用或通过时传感器输出信号幅度及波形。
(4)计轴误差率测试
①小铁器在传感器上沿钢轨面连续有节奏的滑动10次，观察控制机柜计轴板绿灯应亮10次，计算机主、备机显示板应正确计轴10次，不多轴或少轴。
②从驼峰控制系统溜放数据分析报告中统计计轴误差率，应满足溜放2500辆误差1轴。
2 驼峰信号测重设备的安装与调试
驼峰测重设备是测定溜放车辆重量的计量装置，利用它来判别车辆的重量等级，为调速系统提供重要的基础信息，它是驼峰自动化控制系统中重要的基础设备。
在自动化驼峰控制系统中，对间隔制动部位速度和目的制动部位速度进行调时，测重系统提供的平均重量是决定减速器出口速度的重要参数。
如果由于测重信息出现错误或误差过大，则导致减速器制动等级的自动选择出现错误，可能出现追勾或夹停现象，严重时甚至脱轨，危机作业人员、行车及设备安全。
因此，测重设备的安装与调试极为重要。
2.1 驼峰信号测重设备的安装
测重设备由室外测重传感器和室内测重控制机组成。
测重传感器安装在驼峰加速坡区段(即测重区段)。
测重传感器是测重的重要部件，它工作的好坏直接影响整机的进度和稳定，而测重传感器的准确安装是正常工作的基础。
测重传感器应安装在两根枕木的中间位置，安装孔位直径32mm，带有1：30锥度，外大内小的圆孔。
安装孔应有较好的水平度、垂直度和符合要求的表面粗糙度。
为了提高测量精度，保持测重信号稳定性，压磁测重传感器在安装前，要对枕木下的到站进行夯实捣鼓。
要求钢轨接缝处平直，无高低起伏，传感器应安装在测重轨的中部位置，距钢轨接头不小于2.5m。
传感器安装孔应在钢轨腹板中性层位置，用游标卡尺进行定位。
(1)钻孔
现场进行钻孔，测重传感器安装枕木间距从铁垫板内沿测量：50kg/m型钢轨在400mm左右。
必须用专用打孔机钻孔，打孔时必须一次打完，中途不得将钻架拆卸下来。
先钻好一个直径为32mm的圆孔，再改换专用铰刀，铰处标准锥孔，其锥度为1：30。
铰好后要检查孔的水平度、垂直度和光洁度，在铰孔的过程中要注意进刀尺寸，对于50kg/m型钢轨铰刀深处钢轨腹板长度为45.5mm，允许误差-0.5mm。
由于安装孔的光洁度要求很高，快要达到指标时要将铣刀空转几周，将孔铣干净，铣好后的孔涂抹黄油。
(2)安装TZY测重传感器
TZY测重传感器要求带电安装。
安装时分清电源线和信号线，各线间不得短路。
用万用表测量，电阻相对较小的为电源线，另一对为信号线。
装入传感器时要注意传感器的定位平台只能与轨面平行或垂直。
安装时注意必须做好放松措施。
安装完毕要求室外电缆盒内电压应不小于2.5V，信号线圈输出零信号电压不得大于300mV，用单脚分别取踩压距传感器两侧各100mm处的钢轨，所得到的两个电压值的差应该有4～20mV之间(此差值为测重传感器的灵敏度值)，如不能满足此要求，传感器需要重新安装。
2.2 驼峰信号测重设备的调试
室外测重传感器安装好后要与室内电路配合，通过室内测重机面板上的显示屏与溜放车辆的实际重量进行核对。
(一)压磁传感器的调整
调整传感器室内的激励电源，测量其输出电流，应在0.35～0.4A范围内。
此时，在室外电缆盒端子上用电压表测量激励电压，应为大于2.5V。
安装后的传感器信号应小于300mV，传感器的灵敏度应在4～20mV范围之间。
(二)信号处理电路的调整
信号处理电路调整时，在测重机正面面板的调试窗口上观察、调试测重机的工作状态。
调试正常后，应当使相关电位器的位置处于保护状态，不得随意变动。
除两路传感器的激励电流的观测外，每一路还各有模拟开关、启动按钮、清零开关。
调试时开关掷于右方的调试状态。
(1)激励电源的调整
室外传感器安装完毕后，室内首先要进行激励电流的调整。
观察调试窗口中的电流表显示，调试电流表下方的电流调整电位器，将激磁电流调整到350mA～400mA。
(2)调零电压的调整
当室外传感器安装完毕，并通以0.4A的激励电流时，传感器输出一个初始的交流电压信号，在～测试孔内可测量到10～400mV之间的小信号。
信号处理板在调零孔内会测到一个直流电压，此电压必须调整。
电压表笔(+)插入测重机前面板上调试窗口中的调零观测孔， 用直流档观察(黑色的地线孔为设备的电压公共地)。
调整调零观测孔上方的调零电位器，就可以确定调零电压值。
(3)过零电压的调整
将电压表正表笔从调零观测孔插入过零观测孔中，调整中间位置的过零电位器，就可以确定过零电压值。
过零电压值在交替正负的一定范围内变化时会形成过轴信号并伴有蜂鸣器的鸣响。
在调整中一定要保证重车不多小重量，否则会造成重量偏轻，影响控制安全。
(4)重量精度的调整
对应某一轮重的峰值电压在进行A/D转换时，其显示值是可以通过调整重量电位器确定。
例如一个轮的重量为10吨，它对应4轴车相当于80吨。
这个比例系数的实现，是通过前面板最右方的重量电位器的调整来达到，调整重量电位器后对于重车的影响比对于轻车的影响略大。
测重传感器安装在钢轨一侧，每辆车可测4次轮重，经过电路处理后，显示出4次车的重量，把4次车重进行平均就可得出此车的重量。
测量的准确性是用重量电位器来调整的。
顺时针旋转为增加重量，逆时针旋转减小重量。
在调试时，选择可以确认重量的车辆。
3 驼峰信号测长设备的安装与调试
驼峰测长设备用来测量调车线的空闲长度，为控制系统提供股道占用和空闲信息。
测长传感设备安装在始端变压器箱内，终端设有短路接线。
根据控制系统需要，全程测量长度设计为650～750m。
调车线长度参数不仅是自动化调速系统的基本参数之一，也是调车场自动化其它子系统的重要参数。
安康东驼峰采用电脑测长，它是微机化全数字计测装置，主要用来测定编组场各条调车线股道占车后的空余长度，信息提供给驼峰溜放调速控制用。
(1)驼峰信号测长设备的安装
驼峰电脑测长系统由室内设备和室外设备以及测长区段轨道电路组成。
电脑测长设备由室内电脑测长机柜和室外测长区段轨道电路CG组成。
测长区段始端(0m)位于三部位减速器轨道电路出口绝缘的外方处，两侧钢轨均以钢丝绳与测长盒XB箱内的测长传感器相连。
测长区段末端绝缘位于控制设计要求的测量长度处，在两钢轨间则以双根塞钉式钢丝绳短路线做终端连接。
电脑测长室内设备为室内测长机柜，对应全场所有股道的测长。
测长机柜结构分三大部分：自上而下分别为显示器、数据采集机和信号处理板。
(2)驼峰信号测长设备的调试
室内、室外设备安装完成后，进行调试。
打开室内电脑测长机柜，电脑测长系统开机后界面显示：测长数据、股道特征设置和采样数据分析三部分。
开机后默认的界面为测长数据界面，包括每股道的测长数据的电压信息、长度信息、调零电压等。
按照股道长度设置每股道的数据，设置完成后进行室内外联调。
在室外用专用夹子线人工短路每条股道的几个特征点，如0m、50m、100m、150m、200m、250m等处，得到该段的区段特征表，此特征表一方面用来直接修正测长机内已存储的区段特征表，以提高测长的准确度，减少长度计算误差。
另一方面通过多点测量后找出引发区段测长轨道电路异常的突变点，从而对测长轨道区段进行调整。
4 驼峰信号测速设备的安装与调试
安康东驼峰既有测速雷达为TCL-2型，由于使用年限较长，设备老化，经常出现测速跳变，导致车辆出现超速、途停等故障。
安康地处秦岭以南，夏季降雨量充沛，暴风雨天气较多，干扰雷达的测速信号，严重影响了运输效率，甚至危及行车、人身安全。
配套此次自动化系统改造，将既有测速雷达更换为TCL-2A2000型圆极化驼峰测速雷达。
TCL-2A2000圆极化驼峰测速雷达为TCL-2系列毫米波驼峰测速雷达的改进型，其主要的特点是有抗雨雪干扰，尤其是对夏季暴风雨抗干扰能力较强，能显著减少风雨天气对雷达测速的影响。
4.1 TCL-2A2000型测速雷达的安装
安康东驼峰采用的TCL-2A2000型毫米波测速雷达，三部位雷达安装在股道旁边。
该型测速雷达应用8mm波段多普勒效应，用于连续测量溜放车组的实际速度，为调速系统提供溜放车组在减速器区段的实时速度信息。
具有测量精度高、体积小、重量轻、安装位置灵活、调整方便等特点。
TCL-2A2000型驼峰测速雷达由雷达电源箱和雷达主机设备两部分组成。
其中雷达电源箱包括：SA-B-1A电源断路器、BFD型防雷变压器、信号通道防雷组件即ZFTW-III通道防雷保安器四部分。
雷达主机设备包括：雷达天线、微波组件、信号放大板、电源板四部分
(1)雷达主机设备的安装
驼峰测速雷达主机安装在雷达密封箱中，它主机的高频部分采用了圆极化小型窄波束、高增益喇叭形天线，改变雷达辐射电磁波的极化方向，改善了暴雨时雨滴反射对溜放车组正常测速的干扰。
(2)雷达密封箱的安装
雷达密封箱安装在股道旁的混凝土基础上，箱体侧面距离线路中心线1.8～1.85m，箱体顶部距轨面高度30010mm的位置。
箱体安装在距离减速器入口第1制动钳中心15～18m处;若受条件限制可以装在距离减速器出口第1制动钳中心12～15m处，注意要安装在车辆减速器入口、对微波传输无遮挡的线路一侧，雷达密封箱的辐射窗口与车辆减速器之间不得设置跨越股道的人行道路，以防干扰雷达信号。
雷达密封箱的辐射窗口应朝向车辆减速器，并向本股道适当倾斜。
4.2 TCL-2A2000测速雷达的调试
驼峰测速雷达必须用雷达测试仪进行调试。
(一)室内调试
室内主要调试雷达自检功能和多普勒模拟信号。
(1)自检功能调试
利用雷达面板的开关自检功能，接通雷达电源，打开面板上显示开关，按下面板上自检开关，此时面板上速度显示器应显示30.7km/h，则雷达自检功能正常。
(2)多普勒模拟信号调试
将雷达综合测试仪安装在距离雷达10～20m处，天线高度基本相同，雷达测试仪及雷达开机。
测试仪检测/调制开关放置在调制，幅度/速度开关放置在速度;打开雷达显示开关，依次将测试仪波段开关调至
1、
2、
3、4位置，此时雷达应能显示对应多普勒模拟信号频率的速度值3.
9、7.
9、15.
8、31.5，误差应在允许范围内，则信号正常。
(二)室外调整
(1)雷达最大辐射角度的调整
将测试仪安放在减速器出口处道心中间，高度调整到1.1m左右。
接通电源开关，功能选择开关放置在功率档，调整仪器三脚架方位和俯仰手把，使仪器指示为最大。
将毫伏表的量程开关放置在远档，再调整雷达箱内调整架的方向和俯仰螺栓，反复调整雷达及仪器天线，使仪器指标为最大。
将雷达天线与机壳固定后，锁紧调整螺母，盖好箱盖，在检查指示值是否变化，若变化较大则需重新调整。
(2)发射功率的测量
将测试仪安放在距离雷达天线8m处。
功能选择开关放置在功率档，毫伏表的量程开关放置在近档，调整仪器的高度、方位与俯仰，使指示为最大。
(3)作用距离的测量
将测试仪安放在距离雷达天线8m处。
功能选择开关放置在功率档，调整仪器的高度、方位和俯仰，使指示为最大。
功能选择开关放置在速度档，速度量程开关分别放置在
3、
6、
12、24km/h四档，在信号输出端测得输出交流电压与对应频率，则达到作用距离的要求。
5 结语
驼峰信号专用设备的安装、调试质量，直接影响以后的运输效率及使用寿命。
正确的安装、调试达到事半功倍的效果，不仅能减少故障的发生，而且能延长设备的使用寿命，给设备维护管理单位的维修带来极大的方便，还能减少维修费用的投入。
参考文献：
[1]包振峰.自动化驼峰控制系统[M].中国铁道出版社，2008.
[2]吴芳美.编组站调车自动控制[M].中国铁道出版社，2005.
