马永刚--调研论文--信号在线检测系统的应用

信号在线监测系统的应用专业名称：信号专业提报人员：马永刚指导人员：王旭辉基地维修中心技术研发部-1-【摘要】根据广州地铁一号线信号在线集中监测系统的应用，设计一种针对道岔运作状态在实时监测条件下，能在道岔设备在故障发生前、运作状态有变动时系统能及时提示并给出异常的可能性原因的方法。针对现有在线集中监测系统对道岔设备的采集监测原理，根据道岔电流动作曲线预测设备状态是否发生异常，发生故障的可能性。同时有针对性的给出发生异常的可能性原因，提醒和指导维修人员进行道岔设备的预测和预防，减少设备故障，避免维修不到位，使维修更有针对性和有效性。【关键词】：集中监测系统、预测和预防、报警-2-目录【摘要】...................................................................................................................................1信号在线监测系统的应用.......................................................................................................3一调研背景及调研意义.........................................................................................................3二道岔动作电流曲线的分析.................................................................................................4（一）道岔动作电流参考曲线的分析...................................................................................4（二）典型异常动作曲线数值分析及整治措施...........................................................6（三）常见三大现象的分析及整治措施.......................................................................9结论.........................................................................................................................................13致谢.........................................................................................................................................14-3-信号在线监测系统的应用【引言】广州地铁一号线西朗站信号系统采用了西门子的设备，站场由14组四线制控制的ZD6-D型电动转辙机牵引的50kg/m9号道岔、11架透镜式色灯信号机、23个西门子公司的FTG-917型无绝缘轨道电路轨道区段构成；室内为1个LOW操作终端、1个SICAS联锁机柜、1个ATP柜、1个RTU柜、1个DSTT柜、1个STEKOP柜、3个轨道架、2个分线架（其中有1架为室内分线架，另有1架室内外分线盘），1架国产电源屏、1套西门子UPS电源，1套SV电源屏，一套微机监测系统；正线上行与坑口站连接，下行为尽头线，侧线与西朗车辆段有1个接口。环境控制采用中央控制与本地控制相结合的形式。微机监测系统作为设备维护、维修、管理的重要工具，应通过实时采集记录、监测、信号设备的主要运行状态，并对相关测试数据进行逻辑分析判断，当信号设备工作状态偏离预定界限或出现异常时，应及时进行报警，避免因设备故障或违章操作影响列车安全、正点运行，同时为设备维护人员掌握设备当前状态和进行事故分析提供科学依据。因此，微机监测系统整体结构的设计和每一个子系统都需体现安全性、可靠性、先进性、实用性、开放性、监测数据的实时性和完整性，满足易管理、易维护等系统总体设计要求，确保系统可在安全、可靠与稳定的基础上运行。本调研论文主要是针对微机监测系统对于道岔部分实时监测的动作曲线进行分析，为前台维修提供技术支持和维修建议。主要提出改进完善的方式和方法，不针对具体的技术实现问题。一调研背景及调研意义广州地铁一号线微机监测检测系统对于道岔部分主要是通过对道岔转辙机动作电流的采集。监测点：转辙机动作回线；监测内容：道岔缺口、道岔转换全过程转辙机动作、故障电流、动作时间；监测量程：0～10A；动作时间：0～40s；测量精度：±2%；采样速率：40Ms。由于模块化的联锁系统没有提供1DQJ继电器的采样位置，所以无法判断道岔动作的起止时间，因此采用了实时在线测试的方法根据电流的幅度确定道岔动作的起止时间，为了解决以电流幅度判断起始时间所造成的启动阶段漏采集问题采取了以采样速率为标准的预存储方式，使道岔动作电流曲线完整的记录存储下来。综上所述，微机监测对道岔的采集点有限，采集信息量不足，面对现场高频率的故障报警，不能根据监测信息给出设备状态发生变化的原因。据观测西朗车辆段微机监测系统的道岔动作及报警次数统计，2014年1月份L5/L7组道岔动作次数为192.次；2014年1月份西朗车辆段道岔故障报警次数为4829次，2月份报警次数1794次，主要是道岔缺口报警。面对高频率的道岔故障报警，有必要采取一定的措施分析道岔报警原因，在道岔动作电流曲线走势发生变化时，及时为维修人员给出提示预警。本文档的调研目的是根据西朗车辆段道岔动作电流曲线的走势，与参考曲线对比分析，发现道岔状态发生异常的原因，为前台的维护提供技术支持和维修建议，减少设备维修。-4-二道岔动作电流曲线的分析（一）道岔动作电流参考曲线的分析道岔动作电流参考曲线必须在道岔性能最好（道岔调整到位、滑床板不缺油）时的动作电流曲线。具体分析如下所示：图一ZD6单机牵引道岔转换电流—时间特性曲线道岔转动电流曲线是一条以电流为纵轴、时间为横轴，以10毫秒测量间隔的各电流值逐点连接绘制而成的曲线，蕴涵了道岔转换过程中的电气特性和机械特性。整个道岔动作曲线可以分为四个区：解锁区、动作区、锁闭区、缓放区。双动、三动及四动道岔，其动作过程是串连的，第一动转换完毕，其自动开闭器接点自动切断其动作电流，同时接通第二的动作电流，以此类推，因此其动作电流曲线是单动的组合。如图二所示。图二四动道岔转换电流—时间特性曲线-5-1.直流转辙机正常动作电流曲线与道岔动作过程可分解成四个时段：（1）第一时段为道岔的解锁过程有图一可以看出，T2-T1=1DQJ吸起时间+2DQJ转极时间≤0.3s。在电机启动时（T2-T3段），有一个很大的启动电流，曲线骤升，形成一个尖峰，峰顶值通常为6A至10A，同时产生较大的转矩，这时道岔进入解锁状态，动作齿轮锁闭圆弧在动作齿条削尖齿内滑动，当动作齿轮带动齿条块动作时，与动作齿条块相连的动作杆在杆件内有5mm以上空动距离，这时电机的负载很小，电流迅速回落。（2）第二时段为道岔的转换过程在这个过程中电机经过2级减速，带动道岔平稳转换，动作电流曲线平滑。如果动作电流小，表明转换阻力小；如果动作电流大，表明转换阻力大；如果动作曲线波动大，则表明道岔存在电气或机械方面的问题。T4-T7段平均值为转辙机工作电流。（3）第三时段为道岔的锁闭过程道岔尖轨被带动到另一侧，尖轨与基本轨密贴，动作齿轮锁闭圆弧在动作齿条削尖齿内滑动锁闭道岔，自动开闭器动接点转换，切断动作电流。动作电流曲线尾部平滑迅速回零，或尾部稍有上翘回零。如果道岔尖轨与基本轨刚好密贴，曲线尾部平滑并迅速回零；如果道岔尖轨与基本轨密贴力较大，曲线尾部上翘并迅速回零。T7-T8段为锁闭电流，一般高于T6-T7段，但不应高出0.25A以上（4）第四时段为曲线尾部电流为0A的阶段道岔转换完毕切断动作电流，1DQJ经缓放（缓放时间不小于0.4s）后落下，曲线终止。T9-T10段为1DQJ缓放时间。2.ZD6单机牵引道岔转换电流曲线的时间及电流特性标准（1）时间特性①T2-T1=ADQJ吸起时间+BDQJ转极时间≤0.3s；②T3-T2≤0.05sZD6电机上电时间；③T4-T1≤0.6s其中T3～T4段为道岔解锁，密贴尖轨开始动作时间；④T7-T4=道岔尖轨移动时间，时间的长短视转换阻力而变。正常电流值为0.9-1.2A；⑤T8-T7≤0.25s尖轨密贴至道岔锁闭的时间，其电流值对应道岔的密贴力，正常电流值为1.2-1.5A（密贴电流与动作电流差值，经验值为小于0.3A）；⑥T9-T8≤0.05sZD6完成机械锁闭,自动开闭器速动接点断开电路的转换时间；⑦T10-T9=ADQJ缓放时间≥0.4s。（2）电流特性①I1=0；②I2=0；③I3=DZ220电压值/(电机电阻+ADQJ线圈电阻+电缆回线电阻)≈220/（7.2+0.44+23）=7.18A；④I4=0.8±0.2A；⑤I7=0.8±0.2A；⑥I8=I7±0.1A；⑦I9=I10=0。在日常调阅道岔动作曲线时，要特别注意“纵高横长”关系变化，即道岔动作曲线纵轴较平时增高时，说明道岔在转换过程中转换阻力增大；道岔动作曲线横轴较平时长时，说明道岔转换过程中转换阻力增大，道岔动作不顺畅有卡阻现象。-6-（二）典型异常动作曲线数值分析及整治措施1、启动延迟曲线：如图三所示，特点是启动前有一段时间（大约是零点几秒，超过0.3s）道岔动作电流为0.产生原因：可能是由于启动电路中的某一个继电器接点接触不良或继电器本身不良造成。图三启动延迟曲线2、自动开闭器动作不灵活曲线如图四所示，特点是道岔机械锁闭时，电流曲线延时。产生原因：自动开闭器的几个轴动作不灵活产生（拐轴、自动开闭速动爪轴、连接板轴）。处理方法：在各轴上注钟表油或变压器油。图四自动开闭器动作不灵活曲线3、锁闭电流超标曲线如图五所示，特点是道岔锁闭电流增大。产生原因：道岔调整过紧，齿条块缺油等多种原因。处理方法：密贴调整，注油等。-7-图五锁闭电流超标曲线4、动作电流不平滑曲线如图六所示，特点是动作电流呈锯齿状，不平滑。产生原因如下：（1）电机碳刷与转换器面不是圆心弧面接触，只有部分接触，电机在转动过程中，换向器产生环火。（2）电机换向器有断格或电机换向器面清扫不良。（3）滑床板清扫不良。图六动作电流不平滑曲线5、道岔夹异物或故障电流过小曲线如图七所示，特点是动作电流曲线长时间在一个固定值范围内，道岔不能锁闭，转换过程超时。产生原因：道岔夹异物或故障电流小。图七电流过小曲线-8-6、启动电路断线曲线如图八所示，特点是电流几乎为零。产生原因：道岔启动电路断线。图八启动电路断线曲线7、道岔动作电流过小或1DQJ不良曲线如图九所示，特点是道岔转换过程中，突然自己停转，控制台无表示，实际道岔在四开状态。产生原因：一是动作电流过小或是电机特性不良，二是1DQJ继电器1-2线圈工作不良，继电器保持不住。图九道岔动作电流过小或1DQJ不良曲线8、抱死曲线如图十所示，可以判断为双动道岔的第二动产生抱死曲线。卸下电机后，用手摇把摇，能摇动，说明为电机抱死；摇不动，是减速器抱死。图十抱死曲线9、自动开闭器动作不灵活曲线如图十所示，此种曲线是道岔启动接点断不开而形成的曲线，道岔机械锁闭。产生-9-原因是自动开闭器的几个轴动作不灵活产生（拐轴、自动开闭速动爪轴、连接板轴），处理方法在各轴上注钟表油或变压器油。图十一自动开闭器动作不灵活曲线10、不能解锁曲线如图十二所示，当启动时，就不能解锁，也就是启动时就空转。处理方法：一是振动动作杆，二是松开密贴杆螺丝，再扳动。三是摘下动作杆，再