微机监测采集原理及调试维护要点-高梓棋

2011年1月11日微机监测采集原理及调试维护要点作者：高梓棋版本号：V1.0.0日期：2011.01.11--P2内容纲要一、接口通信分机的结构及维护二、采集单元三、工作电源检查四、道岔曲线采集五、道岔表示电压采集六、轨道电压采集七、信号机电流采集八、移频发送采集九、移频接收采集十、半自动闭塞采集十一、绝缘测试十二、漏流测试十三、外电网质量采集十四、熔丝报警采集和开入板状态十五、CAN通信及其它板件一、接口通信分机的结构及维护--P4接口通信分机的结构及维护•接口通信分机是微机监测采集设备中的核心部分，绝大部分的微机监测模拟量采集数据都通过接口通信分机收集并编码转发给监测主机。•一台接口通信分机共有8个485通信串口。每个串口联接一条485总线，每条总线上最多可挂接20个采集单元，各单元485地址各不相同。•接口通信分机分新型的网络型接口通信分机和旧型的CAN通信分机两种。--P5接口通信分机的结构及维护•CAN通信接口分机--P6接口通信分机的结构及维护•网络型通信接口分机--P7接口通信分机的结构及维护•两种布局相似，都在背面有8个485串口，CAN通信分机为DB9接头，网络分机为配线端子。网络型通信接口分机除了包含两个CAN总线接口端子外，还带两个网口输出。•通信分机前方的RS-232口为通信分机配置口。•接口通信分机带有自诊断功能，能显示与微机监测采集单元的通信中断情况。因此监测采集设备的好坏首先可以观察通信分机上显示的信息。•对于CAN通信分机，在前方有4个数码显示管，左边第一位表示当前自检的485通信口号，通信分机共8个485通信口，序号由0至7顺序排列。右边两个数码管用于显示当前串口总线上单元通信中断的地址号。如上图表示第0口的第3个地址单元通信中断。若通信分机所有采集单元均通信正常，则后两位数码管无数值显示，用“—”代替。而第一位的串口数值在已配置的串口间轮回巡检。--P8卡斯柯微机监测系统应用案例•网络型通信分机使用的是液晶屏来作为状态显示，因此显示信息更多--P9接口通信分机的结构及维护•上图中第一行表示网络通信分机的IP地址，使用的网口为0口。•第二行表示此分机的分机号为25，配置在C1上。C0未使用。•下面两个冒号前面的0至7对应通信分机的8个485串口。“——”表示此串口上所有采集模块通信均正常，0口上的“02”表示第0路485口总线上的第2个地址单元通信中断。--P10接口通信分机的结构及维护•通信分机对应的是微机监测配置文件中的modbus.ini文件。•[通信分机网络设置]•分机数=1•;ip地址，端口号，分机号•1=198.10.156.3,3000,25•[通信口1]•名称=COM0•波特率=19200•节点数=11•;节点数，即串口所连的节点的总数•序号=节点名称,节点地址,节点类型,节点所处的区段的占用码位•1=轨道采集模块1,1,8,1•2=轨道采集模块2,2,8,1•3=轨道采集模块3,3,8,1•4=轨道采集模块4,4,8,1•5=轨道采集模块5,5,8,1•6=轨道采集模块6,6,8,1•可通过查看modbus配置文件中对应端口配置的采集模块名称辅助监测图纸找出通信分机显示报警上单元的实际位置。--P11接口通信分机的结构及维护•同时通过从监测程序的通信状态图上也可以看到接口通信分机各串口的通断情况：•图中红色节点表示对应的地址单元通信不通，蓝色节点表示通信正常。--P12二、采集单元--P13采集单元•微机监测采集单元形式为继电器状。•通常有4个灯，电源灯，工作灯，通信收发灯。•正常情况电源灯稳亮，工作灯固定闪烁，通信收发灯快速闪烁。•通信收发的闪烁频率与通信巡检的时间有关，在同一串口的采集单元放置在一起时，能明显看出通信灯有次序的逐个亮起的状态。•当两个通信灯出现常亮、常灭状态或只亮一个灯时，可检查通信线是否有接错的情况。--P14采集单元•每个采集单元都有一组通信地址设置拨键如上图所示•拨键通常为8位，第7第8位为通信设置键，一般固定不动•从1到6的6个拨键，为485通信地址设置键，按6位2进制编码排列，on位为0，off位为1•如上图中地址拨键的结果为000010即地址为2--P15采集单元•最基本的检查采集单元的好坏的方法是将之与相邻的通信单元交换来判断，这样可以排除底座配线出错的因素，只检查单元本身。需注意，程序显示的采集信息只与单元地址有关，交换采集单元时，如不变更单元的485地址，那么在程序显示界面上，单元采集的数值也将与交换单元的数值对换。•如地址为1的单元采集的是1号道岔的曲线，地址为2的单元采集3号道岔的曲线，当1号单元与3号单元交换时，1号道岔的曲线通过3号单元采集，那么此在原3号道岔的程序显示曲线栏中，看到结果实际是1号道岔的曲线。三、工作电源检查--P17工作电源检查•监测机柜向外输出多种直流和交流电源用于监测采集和模块供电，主要有如下几种：•A、12V大功率电源：用于给各类带485通信的监测采集单元提供工作直流电源。由机柜底部的12V电源输出。--P18工作电源检查•12V大功率电源输出两种电源，正12V和负12V，对应有两个工作灯显示。其中正12V为各采集单元工作电源。-12V目前只有采集移频接收的阻抗匹配器用到。•当模块数量过多以致电源输出电压在线路上衰耗过大，实际加载到采集单元上的电压不足时，可将大功率电源前面板的4个螺丝卸下，调节内部电源的输出电压值。这种方式只有在其它方法都无法解决时，才可使用，并且调节时必须小心微调。--P19工作电源检查•B、采集机电源•采集机电源分综合层和道岔层两种，每层都能独立向外提供电源，其中道岔采集层已逐渐不再使用。•综合采集机电源主要有•综合24V：主要用于绝缘测试继电器吸起的驱动电源，部分用于环境监测报警采集。•综合正负12V：主要用于灯丝漏流测试单元的测试电源，也用于环境监测的温湿度采集。--P20工作电源检查•左图为综合电源的正面视图。•从上图可见除了往外输出的正负12V和24V外，采集机上还有5V和5I两种电源，5V电源用于采集的板子供电，5I用于CAN通信供电。•当电源输出外线短路或电源无输出时，上面对应的电源灯会灭灯。可根据点灯状况来判别对应的电源是否存在问题。•道岔采集机电源配置与综合采集电源相同，但道岔层只有正负12V电源输出给道岔电流采集模块用。--P21工作电源检查•C、220交流电源•机柜使用的微机监测交流220电源，目前只给绝缘测试的绝缘表供电。•当需要用到外置式的12V大功率电源时，也使用机柜提供的220V交流电源。四、道岔曲线采集--P23道岔曲线采集•根据道岔种类的不同道岔曲线采集分交流和直流两种。•直流道岔只需采集道岔电流曲线。交流道岔采集道岔实时功率曲线，即需要采集电流和电压。--P24道岔曲线采集•1、直流道岔电流采集点：X4道岔转辙机机E2DQJX1X21DQJDZDF道岔转辙机机J2DQJX5X6电流传感器电流传感器电流传感器--P25道岔曲线采集•直流道岔常用的有单机的4线制道岔和双机的6线制道岔。•每台转辙机室内送出两根启动去线，用于控制道岔的定转和反转。返回室内的电流回线一般在分线盘上固定为X4端子。•对于4线制直流道岔因室外只有一台转辙机，因此电流采集可采X4回线上的电流。•6线制道岔，室外有两台转辙机，因此不能采集X4回线上的总电流，需使用两个传感器分别采集1DQJ至2DQJF间引往室外道岔的去线。--P26道岔曲线采集•直流道岔采集模块•左图左边为旧的直流电流采集模块，其输出为模拟量输出，需对应在机柜配置电流模入板才能将采集量转换成数字信息。•右边为较新的电流采集传感器，其输出已直接转换成数字信号，通过485总线连接口通信分机。--P27道岔曲线采集•注意要点：•A、直流电流传感器采集的电流是有方向的，即道岔动作时流经传感器孔内采集线上的电流方向必须与传感器上标注的箭头方向一致。当电流方向反时，传感器将采集不到电流，表现为曲线是一条0值的直线。直流电流的采集线在传感器上都绕3匝，即孔内3根线。--P28道岔曲线采集•B、模块式的电流传感器可以通过道岔动作时测量模块输出的电压变化来确定模块是否有输出，正常道岔不动作时，模块输出点out对模块工作的-12V电压为12V。当道岔动作时，电压在启动时增加到13V以上，然后下降到12.8V左右直到道岔动作结束。如果道岔动作时量不到电压，可检查电流采集线是否正确，孔内穿线方向是否有误。--P29道岔曲线采集•C、对于电流传感器，输出是否正常目前没有好的测量方法，只能考将采集线交换到另一个传感器上以检查能否输出。--P30道岔曲线采集•2、3相交流道岔功率采集123451DQJ三相道岔电流传感器C相B相A相513111614121IaIbIcIn41提速屏380输出零线5VGND12VGND+12V+5V1DQJ1DQJF1DQJF112断相保护器DBQ开关量采集器7182728153633242123相道岔功率采集单元72(Ua)82(Ub)71(Uc)81(Un-)738352625161(53(Ia)63(Ib)32(Ic)42(In)334312(IN3+)22(IN3-)112113(485A)23(485B)3(12VGND)41(+12V)23相道岔功率采集单元31413相电压输入3相电流输入1DQJ采集输入Ua,b,c:0-450VIa,b,c:0-10AOUT:RS485IN3:+5V开关量--P31道岔曲线采集•3相交流道岔为了采集功率曲线，必须同时采集3相电压和3相电流。采集点位于3相道岔的断相保护器上，电压采集断相保护器的11、31、51上的电压。电流采集通过将断相保护器输出的3相电流驱动线经电流传感器穿孔采集。--P32道岔曲线采集•注意：•A、3相电压采集与3相电流采集必须一一对应。即A相电压与A相电流，B相电压与B相电流，C相电压与C相电流相对应，才能计算出正确的功率曲线，否则功率曲线将显示不正常。--P33道岔曲线采集•B、电流传感器的好坏可以根据测量传感器输出点和12VGND之间的直流电压确定。当电流传感器的配线配好到采集单元上时，Ia、Ib、Ic各端点对12VGND间能量到1.2V的直流电压。如果量不到这个电压，说明电流传感器损坏。--P34道岔曲线采集•C、提速电流传感器的穿孔匝数为孔内2芯线。--P35道岔曲线采集•下图为提速功率采集用的电流传感器和提速采集单元--P36道岔曲线采集•3、1DQJ采集•1DQJ采集的主要目的是为了获得道岔动作的启动时间和结束时间，以方便描绘完整的道岔动作曲线。--P37道岔曲线采集•1DQJ采集通常使用开关量采集模块采1DQJ或1DQJF的一组低压半空节点的闭合状态。如图所示：1DQJ41+5V5VGND21453KZ24V开关量采集器输出--P38道岔曲线采集--P39道岔曲线采集•在开关量采集内部端子4和5之间是一个感应线圈，当道岔未动作1DQJ落下时，4和5端子通过1DQJ的节点构成一个闭合回路，此时3号端子上输出5V电压至道岔电流或道岔功率采集单元。•当道岔动作时，1DQJ吸起，4和5组成的回路因节点吸起而断开，此时3上的输出消失。电流和功率采集单元将1DQJ采集电压消失的时刻做为道岔启动的开始时刻，开始记录并上传采集的道岔动作曲线，直到道岔动作结束，1DQJ落下，4和5端子间回路重新闭合，3上电压恢复，采集单元将此作为道岔动作曲线采集的结束点。--P40道岔曲线采集•注意：•开关量采集模块采集的是一组低压的半空节点，不能采集1DQJ上的高压节点，那样容易损坏采集模块。•开关量采集的是节点的闭合状态，并不需要节点上有任何电压。•开关量采集模块的好坏判断，可将4和5端子上的外线取下后，封连和断开4和5端子，同时测量3对1之间的5V电压有无相应变化以判断。--P41道岔曲线采集•4、新型带表示开关量的道岔曲线采集•应对10型微机监测的新需求，在采集道岔曲线的同时都相应增加了道岔表示继电器状态的采集。即采集道岔DBJ和FBJ的空节