微机监测教案090830

-1-微机监测教案信号微机监测系统是保证行车安全、加强信号设备结合部管理、监测铁路信号设备运用质量的重要行车设备。信号微机监测系统把现代最新技术，传感器、现场总线、计算机网络通讯、数据库及软件工程，融为一体，通过监测并记录信号设备的主要运行状态，为电务部门掌握设备的当前状态和进行事故分析提供科学依据。同时，系统还具有数据逻辑判断功能，当信号设备工作偏离预定界限或出现异常时，可以及时进行报警，避免因设备故障或违章操作影响列车的安全、正点运行。信号微机监测系统是铁路装备现代化的重要组成部分。信号微机监测主要采用遥测技术，只能对现场设备的状态进行记录、存储并反映在显示屏上，但不能对设备进行控制。第一部分微机监测组成及采集原理一、总体结构1、车站系统车站系统是信号微机监测系统的最基本单元，负责数据的采集、分类和处理，实现信号设备的实时监测和人机对话。它包括站机、采集机、机柜、隔离转换单元等。站机完成实时监测和人机对话，收集数据、处理数据、存储数据、查看数据等。采集机在线采集数据，并进行预处理。隔离转换单元用于采集模拟量或开关量数据。2、车间机车间机用于管理和查看所辖车站的数据，并具有终端的所有功能，以终端方式连至监测系统，以人机对话方式查看管内站机的所有数据，并能显示网络拓扑图和通信状态。3、电务段管理系统电务段管理系统是微机监测网络系统的中枢部分，是电务段管内各站的微机监测数据和网络通信的管理中心。包括一台服务器和若干终端。4、上层网络终端铁路局和铁道部作为上层网络终端，具有终端所有功能。5、广域网数据传输系统信号微机监测系统通过广域网数据传输系统把车站系统、电务段管理系统及上层网络终端连接起来。二、微机监测各部分作用及采集原理（一）、综合采集机1、功能（1）、采集电源输入输出电压。（2）、采集电源屏相序及瞬间断电。（3）、采集电缆对地绝缘、电源屏对地漏泄电流。（4）、监测熔丝、灯丝断丝。2、电源的监测（C0组合）C0组合用于集中隔离、转换综合采集机采集外部信号，确保信息采样的安-2-全。C0组合安装在采集机柜的上层（亦可安装在组合架的其他部分），以继电器形式构成插接件转换单元，即利用继电器外壳，内部装配采样隔离转换电路。C0组合可装设7个“继电器”单元，电源采集容量33路，期结构图如下：图中各单元的功能如下：J1—外电网两路输入电源（交流220V或380V）转换单元；J2—输入220V电压转换单元（4路XJZ,4路GJZ）。J3—（3QJZ、JZ220、AC110、AC24、AC12）电压转换单元。J4—提速380V及其他需要监测的备用电源。J5—QKZ48、QKZ24、DC220、DC24电压转换单元。J6—错序、断电、断项转换单元。J7—备用。图中各端子的用途如下：D0—采集机柜内部专用电源配线端子。D1、D2—所监测的各种电源接入配线端子。D4、D5—所监测的各种电源经过熔断器后的输出端子。D3—所监测的各种电源经过电源转换单元后的输出端子，接至C1-D1。电源屏引入的各路输入、输出电源，接至监测采集机C0组合背面的D1、D2端子板，串接0.2A熔断器后，输入到D4、D5端。之后分为两路，一路输出到转换单元，一路输出到电源漏流监测。在G0组合经J1-J6转换单元分别完成转换后，接至C0组合背面的D3端子板，D3则跨接至综合采集机的模拟量输入板C1-D1，在综合采集机完成A/D转换。完成了电源电压的采集。熔断器安装图3、电源瞬间断电监测两路输入、一路输出三组电源在J6单元经高阻降压后输入专用的固态隔离模块，一方面完成电气隔离，一方面把电信号转换成开关量信号；然后输入到综合采集机开关量输出板的开关量输入板。综合采集机CPU按照高速扫描方式监测开关量的状态变化，当开关量消失或低电平持续时间超过140ms，规定输入电源为端的状态。4、错序的监测输入的三相电源经过错序识别电路，转换为表示相序状态的开关量，送入开关量输入板。当相序正确时，错序识别电路输出高电平；反之输出低电平，报警030201。。。。。。。。。。。。。。181818D5D4D3D2D1D0J7J6J5J4J3J2J1-3-并记录。5、电缆对地绝缘电缆绝缘测试指电缆芯线全程对地绝缘电阻的测试，并支持随机人工启动全测或单测。综合采集机通过开关量输出板驱动安全型继电器，由继电器接点组成多级选路网络和互切电路，将所测试电缆芯线通过选路网络逐条接入综合采集机电缆绝缘监测电路板，采用500V直流高压在线测试方法，将电缆全程对地绝缘电阻转换成相应的0-5V标准直流电压，送入CPU进行A/D转换和数据处理。500V直流高压加至电缆芯线上，需要充电时间较长（约需7-8S），所以每测一根电缆约需10S。（1）、继电器多级选路和互切电路继电器阵列分为5分层个组合，分别以A层、B层、C层、D层、E层命名，其中A、B、C、D层为电缆芯线转换组合，接配电缆芯线，E层为基本转换组合，如下表：电缆芯线数量组合1-64条E+A65-128条E+A+B129-192条E+A+B+C193-256条E+A+B+C+D综合采集机的D4、D5、D6中的每块开关量输出板均能驱动一整套测试组合，每块可输出40个开关量（另41-48为开关量的输入），前35个用于电缆绝缘测试组合，第36、37两个用于控制漏流测试继电器（J90、JA0）。另外在E层还有三个特殊的继电器：(1)、J80继电器，它平时落下，切断所有电缆测试电路，当接到命令时吸气，接通电缆测试电路。（2）、JA0继电器是电缆绝缘测试与电源漏流测试的电路区分条件。（3）、J90是测试漏流时区分直流和交流的。测试交流电源漏流时，JA0吸起，J90落下，在50欧电阻上取样，测试直流电源漏流时，JA0吸起，J90吸起，在1兆欧电阻上取样。每块开关量输出办驱动的测试组合，能够测试256条电缆，每个综合采集的开关量最多为3块，所以最大容量为768路，如果超出需要另外增加分机。6、电源对地漏流的监测(1)、测试原理：天窗时间内人工启动、自动测量。被测的电源回路经电缆芯线通过测试继电器组合接至电源漏流测试板上的采样测试电路。采样电压信号量化成0－5V直流标准电压后，经综合采集机模拟量输入板送至CPU进行A/D转换和数据处理。漏流测试的电源是从C0组合中经过0.2A熔断器后才接到继电器阵列的（即在电源分机的D4、D5端子）。7、熔丝断丝的监测（1）、监测原理：通常采用从机械室既有熔丝报警电路排架灯处取出表示灯条件，实时判别记录熔丝断丝的排架位置，并通知值班人员处理。(2)、接口配置：由综合采集机完成，综合采集机的第D2、D3块板为熔丝断丝开关量输入-4-板，其最大容量为96路。8、灯丝断丝的监测（站内有，区间没有）监测原理：对全站列车信号的主灯丝状态进行实时监督、报警并记录。监测电路嫁接在原灯丝断丝报警电路中。（二）、轨道采集机1、功能（1）、采集轨道继电器状态（2）、采集轨道继电器端电压（3）、采集25HZ轨道电路相位角2、对轨道继电器状态的采集，电气集中站是通过采集继电器接点完成的，微机联锁站是TDCS通过数据线传输过来的。3、轨道继电器端电压在轨道继电器端子（或轨道测试盘）采集的，经过衰耗电阻接到轨道传感器（现场称互感器HGQ）完成信息的采集。轨道采集机有开关量输入板2块，每块可容纳48个开关量，传感器板共6块，每块可容纳监测16个轨道电路区段。因此每台轨道采集机硬件的最大容量即为96个区段。轨道采集机循环连续从第1路、第2路至第96路采集信息，对于每一路来说，每采集1次记录一个数值。当采集8个循环后，将8个数值取算术平均值送入存储器暂存，这个数值就是要发往站机的数据。当下一个8次循环的平均值到来后，刷新前面的数据，这样保证送往站机的数据总是最新的。站机每1S向采集机发出命令，读取数据1次。4、25HZ轨道电路相位角的监测（1）、沈山线每块采集板的17#端子连接的是110V电源，在采集到每个区段的电压时，自动完成相位的比较。（2）、沟海线分别对每个区段的电压和相位分别进行采集。（三）、道岔采集机1、开关量的采集（1）、1DQJ的采集道岔转换时才会有动作电流，要监测道岔电流就必须监测道岔转换的时间。道岔采集机是通过采集1DQJ的落下状态来监测道岔转换起至时间的。1DQJ的接点是开关量，并且1DQJ没有空闲接点，因此只能用开关量采集器在半组空接点（半组落下空接点）上采集开关量。开关量采集器隔离性能好，和信号设备只有一点接触，不并接也串接在设备中，不取设备的任何电流和电压，对设备无任何影响。开关量采集器就近安装在道岔组合1DQJ继电器后边，使配线尽可能短，以减少混线的可能。-5-开关量采集器12432DQJAJ1KF-ZFJKF-ZDJ2AJ1DQJ1DQJ34KZKZ132GND+5输出至道岔采集机端子542、模拟量采集模块（1）、提速道岔三相交流模块采集到三相电动转辙机动作电流后，每相采样电流都经过放大、整流、再放大，转换成三路a、b、c（分别对应三相A、B、C）动作电流的0-5V直流标准电压、送入道岔采集模拟量输入板，分别经过选通送至CPU进行A/D转换。再将转换后的数字量暂存采集机，当站机索要数据时将完整电流曲线的数据送往站机。具体如下图：614121513111至S700K转辙机abcGND-12V+12V2111DQJF1DQJF1DQJDBQ三相电流模块-6-abcabcabcabc1---251---25道岔电流采集机提速道岔模块排列图（2）、普通道岔对普通道岔动作电流的采集模块开安装在道岔组合后面，亦可以集中放在道岔传感器箱内。对普通道岔的采集线要有方向性的穿过采集模块的孔。（3）当监测到某个1DQJ的状态由落下变成吸起时，说明该道岔即将启动，采集机开始启动对应的计数器，启动A/D转换，并以不大于40ms的采集周期，通过控制模拟量输入板的多路开关，对该道岔动作电流进行密集采样。当道岔故障,1DQJ吸起的时间超过20S，会自动切断采集该组道岔的动作电流。一个提速道岔采集箱能采集8组数据，即四组提速道岔；一个普通道岔采集箱能采集22组数据，即22个道岔。每块模入板能够接48条线。一个道岔采集分机能同时监测记录24条数据线的容量，如果超过24条时，动作曲线会随机的丢失。3、道岔定位/反位表示信息的采集信号设备中是以控制台道岔定位/反位表示灯表示室外道岔位置的。微机监测系统就是通过监测道岔定位/反位表示灯电路的继电器接通条件，记录道岔位置、描绘站场状态的。由于是在表示电路里采集条件，是开关量，所以必须经过电阻衰耗隔离和光电隔离（四）、开关量采集机实时监测控制台、人工解锁按钮盘全部按钮的操作，包括进路操作按钮、铅封按钮和单操按钮，记录按钮按下时间、闭合时间和按下次数。记录控制台盘面上进路、闭塞主要设备以及行车运行等表示信息。采集有关继电器（FMJ、CJD、GJ）的状态，记录值班人员的操作，为实现故障报警和故障分析提供原始状态数据。每一台开关量采集机占用一个组匣，可插入8块开关量输入板。每块开关量输入板输入48路开关量信息，共可输入384路开关量信息。当某车站开关量信息大于384路时，应另增设一台开关量采集机。微机联锁站的开关量是通过连锁机传送过来的，因此微机连锁站没有开关量分机。（五）、移频采集机-7-移频采集机主要监测区间信号机电灯继电器状态、区间轨道电路送端功率输出电压和受端电压、站内电码化发送电压、站内电码化发送电流。1、采集区间信号机的电灯状态是以开关量的点灯状态是以开关量形式，直接采集信号机的点灯电压。由于点灯电路各自独立、无公共回线，且为高压信息，因此其开关量输入采集的是特殊的开关量输入板。一块开关量输入板可采集24个灯位的开关量。2、区间发送电压的监测信号在发送器输出端（防雷前）引出线串接过衰耗电阻之后进入传感器模块。在传感器模块上经隔离量化后将信号整理成0-5V直流标准电压，再经过选通送至CPU进行A/D转换，数据处理。每块模入板可以采集16个小区段的发送电压。（系数调整好后，监测的数据与在实际测试孔的电压相等）3、区间接受电压的监测