鐵道信號(hào)基礎(chǔ)-微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1、鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)簡介 信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是保證行車安全、加強(qiáng)信號(hào)設(shè)備結(jié)合部管理、監(jiān)測(cè)鐵路信號(hào)設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量的重要行車設(shè)備； 信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)把現(xiàn)代最新技術(shù)，傳感器、現(xiàn)場(chǎng)總線、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)庫及軟件工程，融為一體； 通過監(jiān)測(cè)并信號(hào)設(shè)備的主要運(yùn)行狀態(tài)，為電務(wù)部門掌握設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)和進(jìn)行事故分析提供科學(xué)依據(jù)。信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)要求/設(shè)計(jì)原則 不能影響被監(jiān)測(cè)設(shè)備的正常運(yùn)行 ； 監(jiān)測(cè)設(shè)備與被監(jiān)測(cè)設(shè)備有良好的電氣隔離 ；借用被監(jiān)測(cè)設(shè)備接點(diǎn)； 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的性、實(shí)時(shí)性 ； 系統(tǒng)應(yīng)滿足聯(lián)網(wǎng)需要 ；能力和可靠 系統(tǒng)軟硬件應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、模塊化設(shè)計(jì) ，具有較好的性能價(jià)格比 。發(fā)展必

2、要性 微機(jī)監(jiān)測(cè)使信號(hào)設(shè)備具有了自診斷功能，提高了 信號(hào)系統(tǒng)的安全性； 全天候反映設(shè)備運(yùn)用狀態(tài)，能發(fā)現(xiàn)潛伏性故障， 排除事故隱患； 捕捉瞬間故障和間歇故障；通過回放再現(xiàn)，有利 于分析故障，分清責(zé)任； 掌握信號(hào)設(shè)備工作狀態(tài)和變化趨勢(shì)，是狀態(tài)維修 的技術(shù)基礎(chǔ)； 通過聯(lián)網(wǎng)，將各站信號(hào)設(shè)備運(yùn)行信息傳送到車間、電務(wù)段、鐵路局、鐵道部，便于指導(dǎo)維修管理； 通過監(jiān)督信號(hào)設(shè)備與電力、車務(wù)、工務(wù)結(jié)合部的 有關(guān)狀態(tài)，加強(qiáng)結(jié)合部的管理。圖測(cè)控系統(tǒng)基本組成部分控制打印PC 機(jī)或單片機(jī)信號(hào)調(diào)理電路傳感器信號(hào)驅(qū)動(dòng)變換信號(hào)變換被測(cè)對(duì)象顯示信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)范圍電源屏TDCS/ CTC聯(lián)鎖閉塞列控駝峰監(jiān)測(cè)對(duì)象的選擇監(jiān)測(cè)對(duì)象的

3、選擇要以保證維修、提高效率為依據(jù)，一般應(yīng)遵循以下原則： 易受外界影響并易發(fā)生故障的設(shè)備 發(fā)生故障后影響范圍大的設(shè)備 有利于分析和判斷故障 有利于實(shí)現(xiàn)狀態(tài)修 有利于對(duì)使用及維護(hù)施實(shí)時(shí)監(jiān)督的主要操作實(shí)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)包括系統(tǒng)配置的層次結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。體系結(jié)構(gòu)的劃分應(yīng)符合電務(wù)部門監(jiān)測(cè)、維護(hù)和管理工作的實(shí)際需要。 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)為“三級(jí)四層”結(jié)構(gòu)。 三級(jí)為：鐵道部、鐵路局、電務(wù)段。 四層為：鐵道部電務(wù)監(jiān)測(cè)中心、鐵路局電務(wù)監(jiān)測(cè)中心、電務(wù)段監(jiān)測(cè)中心、車站監(jiān)測(cè)網(wǎng)。微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件基本結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)對(duì)象其它按鈕狀態(tài)繼電器狀態(tài)其它轉(zhuǎn)轍機(jī)電流軌道電路電壓開關(guān)量模擬量與通道輸入/輸出通道輸入/輸

4、出通道主機(jī)與其它系統(tǒng)的人機(jī)鍵盤鼠標(biāo)打印顯示報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖服務(wù)器具有的功能 實(shí)時(shí)接收站機(jī)傳來的全部開關(guān)量、變化開關(guān)量、及其他信息，同時(shí)將這些信息轉(zhuǎn)發(fā)給與本服務(wù)器連接的終端； 每隔固定時(shí)間向站機(jī)站機(jī)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) ；周期命令，索取 轉(zhuǎn)發(fā)終端與站機(jī)之間的信息 ； 處理終端命令 ； 監(jiān)視當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài) 。車站系統(tǒng) 車站系統(tǒng)由站機(jī)和機(jī)組成； 車站系統(tǒng)按不同站場(chǎng)規(guī)模配置機(jī)數(shù)量；機(jī)可以集中安裝，也可以分散安裝； 使用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線； 分機(jī)和站機(jī)在受干擾和發(fā)現(xiàn)非致命性故障時(shí)，系統(tǒng)能自恢復(fù)，不致于； 軟件和硬件上均采用了看門狗、自校核及自啟動(dòng)恢復(fù)技術(shù)，以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。站機(jī)和機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖交換機(jī)25Hz軌道智能傳感器R

5、S485總線道岔表示智能傳感器其他開關(guān)/模擬量信息網(wǎng)線RS485總線網(wǎng)絡(luò)支撐交換機(jī)ZPW-2000監(jiān)測(cè)設(shè)備聯(lián)鎖維修機(jī)/智能電源屏站機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 站機(jī)硬件系統(tǒng)采用集散式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分為三個(gè)層次。分機(jī)和網(wǎng)絡(luò)路由 每站設(shè)站機(jī)一臺(tái)，根據(jù)站場(chǎng)不同配置若干分機(jī)，分機(jī)與站機(jī)之間采用CAN總線連接。每站設(shè)路由器一臺(tái)，與站機(jī)或服務(wù)器之間為光纖數(shù)字通道。站機(jī)具有的功能每個(gè)車站設(shè)一臺(tái)站機(jī)和多臺(tái)完成對(duì)信號(hào)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 。機(jī)， 圖形的生成、 表格的生成、和再現(xiàn)； 與再現(xiàn)；站機(jī)圖形的生成、和再現(xiàn) 電源屏輸入輸出電壓變化的日、月、年曲線； 軌道電路受電端電壓變化的日、月、年曲線； 轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作電流曲線； 站場(chǎng)運(yùn)用狀態(tài)圖。站

6、機(jī)表格的生成、與再現(xiàn)1 電源屏實(shí)時(shí)測(cè)試表、24 h測(cè)試日?qǐng)?bào)表； 軌道電路實(shí)時(shí)測(cè)試表、24 h測(cè)試日?qǐng)?bào)表； 移頻表；、接收電壓實(shí)時(shí)測(cè)試表、24 h測(cè)試日?qǐng)?bào) 電碼化試日?qǐng)?bào)表；電壓、接收電流實(shí)時(shí)測(cè)試表、24 h測(cè) 轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作次數(shù)表； 電纜絕緣測(cè)試表； 電源對(duì)地漏泄電流測(cè)試表； 圖表生成用的原始數(shù)據(jù)表。站機(jī)表格的生成、 設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)表； 破封按鈕動(dòng)作次數(shù)及時(shí)間；與再現(xiàn)2 列車、調(diào)車按鈕動(dòng)作次數(shù)及時(shí)間； 列車、調(diào)車信號(hào)開放次數(shù)及時(shí)間； 道岔接點(diǎn)封連 道岔缺口狀態(tài) 各種及時(shí)刻； 及時(shí)間； 關(guān)鍵繼電器動(dòng)作表； 人工測(cè)試軌道殘壓表。站機(jī)具有的功能2 滾動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)間：中小車站數(shù)據(jù)不少于72 h，大站不少于48 h

7、； 向網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)； 接受并執(zhí)行來自網(wǎng)絡(luò)的控制命令； 及時(shí)提供一、二、三級(jí)，向車間(領(lǐng)工區(qū))機(jī)提供一、二級(jí) 實(shí)現(xiàn)人機(jī)，向段機(jī)提供一級(jí)報(bào)； 修改基準(zhǔn)參數(shù)； 接受并執(zhí)行段機(jī)時(shí)鐘校核命令。機(jī) 每個(gè)機(jī)均由1塊電源板、1塊CPU板和若干塊接口板組成； CPU采用80C196KB，具有集成度高、功能強(qiáng)、耗電少等特點(diǎn)，適用于實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)；機(jī)的微處理器(CPU)通過總線板對(duì)采集機(jī)接口板數(shù)據(jù)或進(jìn)量控制。機(jī)具有下列功能機(jī)按功能劃分為綜合機(jī)、道機(jī)、岔 區(qū)間機(jī)、軌道機(jī)、開關(guān)量機(jī) ：機(jī)和其他與暫存模擬量和開關(guān)量； 將各種數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，傳送給站機(jī)； 接收并執(zhí)行站機(jī)命令； 具有自檢功能； 與站機(jī)校核時(shí)鐘。

8、站機(jī)和機(jī)的安裝技術(shù)要求：機(jī)機(jī)應(yīng)具有良好的可靠性和實(shí)時(shí)性，并具有抗干擾及自檢功能；機(jī)與被測(cè)設(shè)備之間必須具有良好的電氣措施件；機(jī)必須采用高可靠的開關(guān)量和模擬量器機(jī)應(yīng)留有與調(diào)度管理信息系統(tǒng)(DMIS)等有關(guān)的開關(guān)量端子和數(shù)據(jù)通口；機(jī)應(yīng)根據(jù)功能劃分，容量須滿足不同監(jiān)測(cè)規(guī)模的要求，并適應(yīng)分散和集中兩種設(shè)置方式；機(jī)的電路板、插件等應(yīng)進(jìn)行可靠性和可維修性設(shè)計(jì)；技術(shù)要求：通信通道 監(jiān)測(cè)信息傳輸應(yīng)采用光纖數(shù)字通道，也可采用實(shí)回線或載波話路。 站機(jī)以上各信息傳輸通道的傳輸速率不低于14.4 kbit/s。微機(jī)監(jiān)測(cè)內(nèi)容開關(guān)量監(jiān)測(cè)內(nèi)容模擬量微機(jī)監(jiān)測(cè)內(nèi)容 開關(guān)量是指類似開通或關(guān)斷的、在時(shí)間上和數(shù)值上斷續(xù)變化的數(shù)值量，如

9、通和斷、亮和滅、有和無、高和。開關(guān)量可用數(shù)字信號(hào)表示。 模擬量是指自然界大量出現(xiàn)的，在時(shí)間上和數(shù)值上均作連續(xù)變化的物理量。如、重量、溫度、密度、流量、轉(zhuǎn)速、位移、電壓、電流等。微機(jī)監(jiān)測(cè)內(nèi)容開關(guān)量監(jiān)測(cè)類型按鈕狀態(tài)控制臺(tái)表示狀態(tài)關(guān)鍵繼電器狀態(tài)開關(guān)量監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)類型：按鈕狀態(tài)、控制臺(tái)表示、功能型繼電器狀態(tài)；監(jiān)測(cè)內(nèi)容：開關(guān)量實(shí)時(shí)狀態(tài)變化；監(jiān)測(cè)點(diǎn)：按鈕狀態(tài)原則上從按鈕表示燈電路，對(duì)于無表示燈電路的按鈕，采按鈕空接點(diǎn)；控制臺(tái)所有表示燈從表示燈電路；其他繼電器狀態(tài)，根據(jù)系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)功能的需要，具體選定繼電器進(jìn)行；采樣周期：不大于250 ms。電源屏監(jiān)測(cè)模擬量監(jiān)測(cè)類型軌道電路監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)轍機(jī)監(jiān)測(cè)電纜絕緣監(jiān)測(cè)電源對(duì)地

10、漏泄電流監(jiān)測(cè)集中式移頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能模擬量監(jiān)測(cè)功能轉(zhuǎn)轍機(jī)監(jiān)測(cè) 轉(zhuǎn)轍機(jī)類型：直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)、三相交流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)。 監(jiān)測(cè)內(nèi)容：道岔轉(zhuǎn)換過程中轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作電流、故障電 監(jiān)測(cè)點(diǎn)：動(dòng)作回線。作時(shí)間。 監(jiān)測(cè)精度：電流±3%；時(shí)間0.1s。系統(tǒng)功能模擬量監(jiān)測(cè)功能電纜絕緣監(jiān)測(cè) 電纜類型：各種信號(hào)電纜。 監(jiān)測(cè)內(nèi)容：電纜芯線全程對(duì)地絕緣。 監(jiān)測(cè)點(diǎn)：分線盤或電纜測(cè)試盤處。測(cè)試電壓：DC500V。 監(jiān)測(cè)精度：±10%。 測(cè)試方式：人工啟動(dòng)、自動(dòng)測(cè)量；人工命令多路測(cè)試。系統(tǒng)功能模擬量監(jiān)測(cè)功能電源對(duì)地漏泄電流監(jiān)測(cè) 監(jiān)測(cè)類型：電源屏各種輸出電源。 監(jiān)測(cè)內(nèi)容：輸出電源對(duì)地漏泄電流。 監(jiān)測(cè)點(diǎn)：電源屏輸出端。 監(jiān)

11、測(cè)量程：AC 0300mA，DC 010mA。 監(jiān)測(cè)精度：±10%。 測(cè)試方式：在天窗點(diǎn)內(nèi)人工啟動(dòng)，通過1k電阻測(cè)試電源對(duì)地漏泄電流值。人工命令多路測(cè)試。系統(tǒng)功能模擬量監(jiān)測(cè)功能電源屏監(jiān)測(cè) 監(jiān)測(cè)內(nèi)容：外電網(wǎng)輸入狀態(tài)、電源屏輸出電壓、電流。 監(jiān)測(cè)點(diǎn)：電源屏輸入、輸出端。 監(jiān)測(cè)精度：電壓±1%；電流±2%；頻率±0.5Hz；相位角±1%度；功率±1%。 測(cè)試方式：站機(jī)周期巡測(cè)（周期1s）；系統(tǒng)功能模擬量監(jiān)測(cè)功能軌道電路監(jiān)測(cè) 軌道電路類型：交流連續(xù)式、25Hz相敏、高壓不對(duì)稱脈沖等軌道電路。 監(jiān)測(cè)內(nèi)容：軌道接受端交流電壓。 監(jiān)測(cè)點(diǎn)：軌道繼電器

12、端。 監(jiān)測(cè)精度：±1%。 測(cè)試方式：站機(jī)周期巡測(cè)（周期2s）；25H軌道電壓相位角監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能故障 一級(jí)：涉及到行車安全的信息。方式：聲光，人工確認(rèn)后停止報(bào)警，并通過網(wǎng)絡(luò)上傳到各級(jí)終端。 二級(jí)：影響行車或設(shè)備正常工作的信息。方式：聲光，后延時(shí)適當(dāng)時(shí)間自動(dòng)停報(bào)，并通過網(wǎng)絡(luò)上傳到各級(jí)終端。 三級(jí)：電氣特性超限或其它。報(bào)式：紅色顯示，電氣特性恢復(fù)正常后自動(dòng)停報(bào)，可通過網(wǎng)絡(luò)上傳到車間/ 工區(qū)終端。系統(tǒng)功能故障一級(jí) 擠岔。 列車信號(hào)關(guān)閉。 火災(zāi)。 故障通知按鈕。系統(tǒng)功能故障二級(jí) 外電網(wǎng)輸入電源斷相/斷電。 外電網(wǎng)三相電源錯(cuò)序。 外電網(wǎng)輸入電源瞬間斷電。 列車信號(hào)主燈絲斷絲。 熔絲斷絲。 轉(zhuǎn)轍機(jī)

13、表示缺口。 區(qū)間自閉設(shè)備故障；區(qū)間信號(hào)機(jī)故障； 障等。通道、接收通道及補(bǔ)償電容故系統(tǒng)功能故障二級(jí) 機(jī)監(jiān)測(cè)通信故障。 環(huán)境監(jiān)測(cè)中明火、煙霧、破碎、門禁、水浸等。 TDCS/CTC系統(tǒng)車站分機(jī)故障、車務(wù)終端故障以及通道故障等。 列控中心系統(tǒng)控制主機(jī)故障、與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖通信故障、與CTC/TDCS系統(tǒng)通信故障、與LEU通信故障等。 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)備故障。系統(tǒng)功能故障三級(jí) 各種模擬量的電氣特性超限。 與TDCS/CTC、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、列控中心、智能電源屏等系統(tǒng)通口故障。系統(tǒng)功能故障根據(jù)電氣特性變化趨勢(shì)，設(shè)備狀態(tài)及運(yùn)用趨勢(shì)等進(jìn)行邏輯判斷并。報(bào)可通過式：顯示為。網(wǎng)絡(luò)上傳到車間/工區(qū)終端。 模擬量變化趨勢(shì)。

14、道岔運(yùn)用次數(shù)超限。 補(bǔ)償電容斷線。 其它。及及確認(rèn)BACK道岔曲線故障曲線正常曲線參考曲線模擬量趨勢(shì)變化電源屏、軌道電壓連續(xù)變化超過規(guī)定時(shí)間進(jìn)行。對(duì)模擬量的趨勢(shì)變化進(jìn)行，提前進(jìn)行檢修處理。信號(hào)機(jī)控制線去線電流（正線、區(qū)間信號(hào)機(jī)）監(jiān)測(cè)盒信息界面ZPW2000A接收盒信息界面區(qū)間移頻信息顯示環(huán)境系統(tǒng)主界面道岔表示智能電壓器可分別對(duì)輸入的4組道岔表示電壓進(jìn)行幅度測(cè)量， 可用來分別測(cè)量8路道岔電壓的16個(gè)交直流分量，輸出通過RS485通口傳送，可以直接組網(wǎng)。0100V DC0200V AC1.輸入IN1-8：2.輸出RS4853.通信規(guī)約Modbus_RTU波特率9600/19200/38400/57

15、6004.準(zhǔn)確度等級(jí)1.0+12V DC5.工作電源<160mA6.工作環(huán)境： -10 55, 95%RH道岔表示智能電壓器道岔表示電壓監(jiān)測(cè)電源屏外電質(zhì)量綜合測(cè)試器 測(cè)量三相四線系統(tǒng)電壓、電流、功率及頻率和相位的傳感器，并能對(duì)斷相，錯(cuò)序， 瞬間斷電進(jìn)行監(jiān)測(cè)。其輸出信號(hào)有兩種方式： 斷相，錯(cuò)序和瞬間斷電信息用開關(guān)量輸出 頻率和相位通過RS485總線上傳數(shù)據(jù)，巡測(cè)周期1秒，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。 精度： 相位：±3度 ; 頻率：±1 Hz電壓電流功率：±0.5%電源屏外電質(zhì)量綜合測(cè)試器25Hz軌道電壓相角綜合器 25Hz軌道電壓相角綜合器輸入的8路交流量進(jìn)行幅度和相位的測(cè)量

16、（相位的測(cè)量以第1路為基準(zhǔn)） 輸入電壓U1： U2U8：0-110V0-40V25Hz25Hz 輸入相位 準(zhǔn)確度等級(jí)U2-U8/U1: 0360°0.5% 50Hz干擾衰減 >100DB25Hz軌道電壓相角綜合器提速道岔電流功率器 可分別對(duì)道岔系統(tǒng)的電量進(jìn)量，包括電壓電流及功率的測(cè)量；并可通過判斷開關(guān)量來輸送功率曲線。 輸入3P4W220V10A 50Hz電流輸入接配套的電流互感器3*10A/10mA 開關(guān)量0-5V 輸出RS485 準(zhǔn)確度等級(jí)1.0提速道岔電流功率器RS-232C 與 RS-485 平衡和不平衡傳輸不平衡方式：用單線傳輸信號(hào)，以地線作為信號(hào)的回路， 力差。平衡

17、方式：是用單線輸入信號(hào)的，能絞線傳輸信號(hào)，信號(hào)在雙絞線中自成回路不通過地線，以雙端差動(dòng)方式輸入信號(hào)，能力強(qiáng)。65 不平衡傳輸方式-RS-232C標(biāo)準(zhǔn)特性：單端，雙極性電壓供電；每個(gè)信號(hào)一根導(dǎo)線，雙向共用一個(gè)地線；不平衡的器和，易擾；傳輸速率20Kbps，距離15米；連接器有25插針、9插針等設(shè)計(jì)方案。66 平衡傳輸方式-RS-422A標(biāo)準(zhǔn)特性：平衡，雙極性電壓供電；平衡驅(qū)動(dòng)和差分接收方式，取消地線；能力強(qiáng)；傳輸速率高，距離遠(yuǎn)；連接器采用9插針方案。67控制器局部網(wǎng)(CAN-Controller Area Network) 屬于現(xiàn)場(chǎng)總線； 有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)； 源于汽車發(fā)

18、控制部件、傳感器、抗滑系統(tǒng)等應(yīng)用中； CAN的位速率可高達(dá)1Mbps。CAN技術(shù)規(guī)范u CAN通信協(xié)議主要描述設(shè)備之間的信息傳遞方 式。u CAN各層的定義與開放系統(tǒng)互連模型OSI一致。CAN技術(shù)規(guī)范定義了模型的最下面兩層：數(shù)據(jù) 鏈路層和物理層，是設(shè)計(jì)CAN應(yīng)用系統(tǒng)的基本 依據(jù)。u 1991 年9 月Bosch 公司發(fā)布了CAN 技術(shù)規(guī)范Version2.0 。該技術(shù)規(guī)范包括A和B兩部分， 2.0A給出了在Version1.2中定義的CAN報(bào)文格式，而2.0B給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種報(bào)文格式。CAN總線通信的最大距離位速率最大總線長度1Mbps40m500kbps130m250kbps270m

19、125kbps530m100kbps620m50kbps1.3km20kbps3.3km10kbps6.7km5kbps10kmCAN總線-1CAN（Controller Area Network）總線屬于現(xiàn)場(chǎng)總線范疇，它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。CAN的應(yīng)用范圍遍及從高速網(wǎng)絡(luò)到低成本的多線路網(wǎng)絡(luò)。CAN的位速率可高達(dá)1Mbps。在微機(jī)監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)中CAN的位速率設(shè)置為250Kbps， 在此速率下，CAN總線的長度可達(dá)270m。CAN總線-2CAN具有下列主要特性：多主站依據(jù)優(yōu)先權(quán)進(jìn)行總線無破壞性的基于優(yōu)先權(quán)的仲裁*借助接收濾波的多地址幀傳送數(shù)據(jù)請(qǐng)求配置靈活性*全系統(tǒng)數(shù)據(jù)

20、相容性*錯(cuò)誤檢測(cè)和出錯(cuò)信令遭破壞的幀可自動(dòng)重發(fā)*故障節(jié)點(diǎn)可自動(dòng)脫離 *底層網(wǎng)絡(luò)工作過程CAN總線數(shù)據(jù)通信是基于報(bào)文的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在微機(jī)監(jiān)測(cè)的底層網(wǎng)絡(luò)中，CAN總線卡為報(bào)文中心（郵局），設(shè)備象一個(gè)一個(gè)信箱。上位機(jī)）向設(shè)備數(shù)據(jù)時(shí)，先將報(bào)文傳送到CAN總線卡，CAN總線卡根據(jù)報(bào)文地址分發(fā)到下面的設(shè)備。設(shè)備向上位機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，直接將報(bào)文到CAN總線卡，然后CAN總線卡將報(bào)文傳送到上位機(jī)進(jìn)行處理。底層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成底層網(wǎng)絡(luò)由CAN總線卡、機(jī)、電源機(jī)和絕緣機(jī)通過雙絞線連接組成。底層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下：CANÜ×Ïß ¿¨²É 

21、8;¯»ú 1²É ¼¯»ú 2²É ¼¯»ú nµç Ô´¾ø Ôµ124124機(jī)機(jī)構(gòu)成機(jī)工作原理 CPU板 開關(guān)板 模擬板機(jī)構(gòu)成-1機(jī)有電源、母板、CPU板、模擬板和開關(guān)板組成。機(jī)與外部端子板和傳感器板組成一個(gè)完整的設(shè)備。機(jī)構(gòu)成-2機(jī)組成的由設(shè)備示意圖如下：CAN×Ü Ïß ½Ó ¿Ú

22、° ° °AC220VÊä È뿪 ¹Ø ²É ¼¯ Êä È뿪 ¹Ø ÐÅ ºÅ Ä£ Äâ ÐÅ ºÅ CANÐÅ ºÅ´« ¸Ð Æ÷&#

23、176;å ½Ó ¿ÚÄ£Äâ ²É ¼¯ Êä Èëµç Ô´²É ¼¯ »úµç Ô´´«¸ÐÆ÷°åĸ °å¶Ë×Ó

24、76;åÃþÄâ忪¹ØåC P Uå機(jī)工作原理機(jī)以CPU板作為中心控制。機(jī)在第一次使用或更改配置時(shí)，上位機(jī)必須將機(jī)的配置信息通過CAN總線到機(jī)的CPU板上，即必須向集機(jī)才能正常工作。機(jī)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，采機(jī)的工作過程如下：1、機(jī)上電初始化時(shí)，CPU板將參數(shù)分類傳送到開關(guān)板和模擬板。2、開關(guān)板和模擬板根據(jù)參數(shù)類型進(jìn)行通道并將3、CPU板將送到上位機(jī)。數(shù)據(jù)傳送到CPU板。數(shù)據(jù)通過CAN總線分類傳CPU板 CPU板功能 CPU板電路說明 CPU板接插件設(shè)置 CPU板燈顯指示CPU板

25、功能在機(jī)，CPU板為中心控制部分，其主要功能如下：CAN總線通信數(shù)據(jù)整理歸類監(jiān)視開關(guān)板和模擬板運(yùn)行為道岔電流提供緩沖自我監(jiān)視（看門狗）參數(shù)配置檢查CPU板電路說明CPU板由80C592單片機(jī)系統(tǒng)組成。主要器件說明：U8：PHILIP 80C592單片機(jī)U2：29C256 FLASH程序器U1：62256 RAM數(shù)據(jù)器U3：28C16A EEPROM配置U4：74HC138 地址譯碼器U7：74HC573 地址鎖存器U5，U6：74HC245 總線驅(qū)動(dòng)器U9：82C250（1）CAN總線驅(qū)動(dòng)CPU板接插件設(shè)置CPU板上有兩個(gè)插針跳線J1和J2，另外還有一個(gè)8位撥動(dòng)開關(guān)SW1。它們的功能和設(shè)置如下

26、：J1：看門狗允許設(shè)置。1-2短路為不允許，2- 3短路為允許。在使用時(shí)必須設(shè)置為2-3短路。J2：CAN總線端點(diǎn)匹配設(shè)置。當(dāng)本機(jī)在CAN總線端點(diǎn)時(shí)1-2短路，否則1-2開路。SW1：設(shè)置本機(jī)的地址（CAN信箱號(hào)）。其設(shè)置值按十六進(jìn)制格式，00H和0FFH為設(shè)置。CPU板燈顯指示CPU板有四個(gè)LED：電源LED、工作LED、發(fā)送LED和接收LED。上電后，除電源（+5V） LED常亮外，其余三個(gè)在不同的狀態(tài)有不同指示。具體情況如下：工作狀態(tài)工作LEDLED接收LED不正常工作初始化亮亮亮參數(shù)錯(cuò)閃亮閃亮閃亮配置錯(cuò)閃亮滅滅正常工作接收數(shù)據(jù)亮滅閃亮數(shù)據(jù)亮閃亮滅工作守侯亮滅滅開關(guān)板 開關(guān)板介紹 普通開

27、關(guān)量理原 開關(guān)板接插件設(shè)置 開關(guān)板燈顯指示開關(guān)板介紹在微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，有三種開關(guān)板：24V開關(guān)板、220V開關(guān)板和開關(guān)板，大量使用的為24V開關(guān)板。每個(gè)24V開關(guān)板能16個(gè)開關(guān)量；每個(gè)220V開關(guān)板能12個(gè)開關(guān)量；每個(gè)開關(guān)板能15個(gè)有干擾的開關(guān)量或16個(gè)普通開關(guān)量。在原理上，24V開關(guān)量和220V開關(guān)量的方法是一致的，將它們同歸為普通開關(guān)量。抗干擾開關(guān)量主要用來解決有干擾信號(hào)的開關(guān)量的，其方法相應(yīng)的與普通方法顯得復(fù)雜。開關(guān)量后的前端處理用89C51單片機(jī)。前端處理完成后，再將數(shù)據(jù)傳送到CPU板。普通開關(guān)量原理普通開關(guān)量采用光電方法進(jìn)行采集，在微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)直流開關(guān)量用同一套電路。原理圖如下：開關(guān)

28、板接插件設(shè)置三種開關(guān)板上都有跳線插針J1、J2和8位撥動(dòng)開關(guān)SW1，它們的作用相同。具體設(shè)置如下：J1、J2：與CPU板串口通信設(shè)置。工作時(shí)，必須1-2短路。SW1：開關(guān)板在方法如下表：機(jī)中的編號(hào)設(shè)置。設(shè)置編號(hào)設(shè)置11-16和5-12短路22-15和6-11短路33-14和7-10短路44-13和8-9短路開關(guān)板板燈顯指示開關(guān)板板有四個(gè)LED：兩個(gè)電源LED、工作LED和LED。上電后，除兩個(gè)電源LED常亮外，其余兩個(gè)在不同的狀態(tài)有不同指示。具體情況如下：工作狀態(tài)工作LEDLED不正常工作初始化亮亮等待CPU板識(shí)別閃亮滅等待CPU板啟動(dòng)閃亮閃亮正常工作亮快閃亮模擬板 模擬板介紹 模擬量原理 模

29、擬板接插件設(shè)置 模擬板燈顯指示模擬板介紹模擬板電壓電流數(shù)據(jù)，每一個(gè)模擬板能16路模擬數(shù)據(jù)。模擬板首先將傳感器來的電流信號(hào)（0-20MA）轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)（0-5V）。然后用帶A/D變換的單片機(jī)80C552對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行采樣處理，將處理好的數(shù)據(jù)傳送到CPU板。模擬量原理外部模擬信號(hào)由傳感器將其轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，然后將電流信號(hào)傳送到模擬板進(jìn)行采集。模擬信號(hào)原理圖如下：模擬板接插件設(shè)置模擬板上有跳線插針J1、J2和8位撥動(dòng)開關(guān)SW1。它們的功能和設(shè)置如下：J1、J2：與CPU板串口通信設(shè)置。工作時(shí)， 必須1-2短路。SW1：模擬板在置方法如下表：機(jī)中的編號(hào)設(shè)置。設(shè)編號(hào)設(shè)置11-16和5-12短路22-1

30、5和6-11短路33-14和7-10短路44-13和8-9短路模擬板燈顯指示模擬板有四個(gè)LED：兩個(gè)電源LED、工作LED和LED。上電后，除兩個(gè)電源LED常亮外，其余兩個(gè)在不同的狀態(tài)有不同指示。具體情況如下：工作狀態(tài)工作LEDLED不正常工作初始化亮亮等待CPU板識(shí)別閃亮滅等待CPU板啟動(dòng)閃亮閃亮正常工作亮快閃亮電源機(jī) 電源機(jī)構(gòu)成 電源機(jī)工作原理 電源控制板 斷電相序盒 平衡漏流板電源機(jī)構(gòu)成-1電源機(jī)有母板、CPU板、模擬板和電源控制板組成。電源機(jī)與電源端子板、傳感器板、平衡漏流板、安全繼電器組和斷電相序盒組成一個(gè)完整的電源設(shè)備。電源機(jī)構(gòu)成-2由電源機(jī)組成的設(shè)備示意圖如下：CAN×

31、Ü Ïß ½Ó ¿Ú°¹© µç µç Ô´ Êä È밲ȫ¼ÌµçÆ÷½Ó¿Ú°² È« ¼Ì µç Æ÷ÐÅ ºÅ

32、;Ïà Ðò ºÐ ½Ó ¿Úƽ ºâ © Á÷ÐÅ ºÅ¶Ï µç Ïà Ðò ÐÅ ºÅĸ °åÄ£ Äâ ÐÅ ºÅCAN

33、08;Å ºÅ´« ¸Ð Æ÷°å ½Ó ¿Úµç Ô´ Êä Èëµç Ô´µç Ô´ ²É ¼¯ »úµç Ô´³µ Õ¾¹©

34、 µçƽ ºâ © Á÷½Ó ¿ÚÑ¡ Ôñ µç Ô´±»´« ¸Ð Æ÷°åƽ ºâ © Á÷°å¶Ï µç Ï

35、24; Ðò ºÐµç Ô´¶Ë×Ó°åµç Ô´¿Ø ÖÆåÃþ ÄâåC P Uå電源機(jī)構(gòu)成-3電源機(jī)中的母板、CPU板和模擬板與機(jī)相同，實(shí)際上電源機(jī)是機(jī)的一種功能擴(kuò)充。其最大的配置為三塊模擬板和一塊電源控制板，其最大的量為48個(gè)電源電壓和32個(gè)電源對(duì)地平衡漏流測(cè)試。根據(jù)車站的電源規(guī)模大小可配置不同的模擬

36、板，大多數(shù)情況下，一個(gè)站配置一個(gè)電源機(jī)。電源機(jī)供電采用外部供電方式，在外部安裝時(shí)，電源機(jī)和絕緣機(jī)用一個(gè)機(jī)柜。電源機(jī)工作原理-1電源機(jī)以CPU板作為中心控制。電源機(jī)在第一次使用或更改配置時(shí)，上位機(jī)必須將機(jī)的配置信息通過CAN總線到電源機(jī)的CPU板上，即必須向電源機(jī)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，電源機(jī)才能正常工作。電源機(jī)的分兩種方式：自動(dòng)和人工。自動(dòng)的類型為電源電壓和電源斷電相序狀態(tài)；人工的類型為電源對(duì)地電壓和電源對(duì)地電流。自動(dòng)同。人工的工作過程與機(jī)的工作過程相的工作過程如下：電源機(jī)工作原理-21、CPU板接收上位機(jī)的平衡（漏流）測(cè)試命令。2、CPU板通知電源控制板進(jìn)行平衡（漏流） 測(cè)試。3、電源控制板控制安全繼

37、電器選擇被測(cè)電源進(jìn)試。4、電源控制板將測(cè)試結(jié)果傳送到CPU板。5、CPU板將測(cè)試結(jié)果歸類后，把數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)。電源控制板 電源控制板功能 電源控制板電路介紹 電源控制板燈顯指示電源控制板功能電源機(jī)有別于機(jī)主要是因?yàn)橛须娫纯刂瓢宓拇嬖?。電源控制板主要功能如下：控制安全繼電器選擇電源進(jìn)行平衡漏流測(cè)試平衡漏流測(cè)試數(shù)據(jù)電源斷電相序狀態(tài)監(jiān)視斷電相序盒運(yùn)行電源控制板電路介紹電源控制板由80C552單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。由驅(qū)動(dòng)集成電路ULN2003（U9）驅(qū)動(dòng)安全繼電器選擇電源進(jìn)行平衡漏流測(cè)試。由三極管（Q1，Q2）驅(qū)動(dòng)平衡漏流板繼電器選擇平衡/漏流和測(cè)試平衡漏流用測(cè)試傳感器。電源控制板與斷電相序盒間的通信采用

38、串口方式。RXD2051為接收斷電相序盒信號(hào)， TXD2051為發(fā)射到斷電相序盒信號(hào)。當(dāng)斷電相序盒產(chǎn)生錯(cuò)誤時(shí)，通過RST2051對(duì)斷電相序盒進(jìn)行復(fù)位電源控制板燈顯指示模擬板有四個(gè)LED：兩個(gè)電源LED、工作LED和LED。上電后，除兩個(gè)電源LED常亮外，其余兩個(gè)在不同的狀態(tài)有不同指示。具體情況如下：工作狀態(tài)工作LEDLED不正常工作初始化亮亮斷電相序盒錯(cuò)閃亮X與CPU板通信錯(cuò)亮滅正常工作亮閃亮平衡漏流測(cè)試亮亮斷電相序盒1斷電相序盒2斷電相序盒能監(jiān)測(cè)交流三相電源的狀態(tài)。其監(jiān)測(cè)的項(xiàng)有：斷電、缺相、相序錯(cuò)和瞬間斷電。斷電、缺相和瞬間斷電由同一套電路（U2/U3）三相電源狀態(tài)，然后有89C2051單片

39、機(jī)處理識(shí)別得到。相序錯(cuò)有相位電路（U1）三相電源狀態(tài)，然后有89C2051單片機(jī)綜合斷電、缺相和瞬間斷電處理得到。斷電相序盒與電源控制板間的通信采用串口通信。LED（L1）閃亮為斷電相序盒工作正常指示。通過簡單的改造，斷電相序盒也可用于220V交流電的斷電和瞬間斷電監(jiān)測(cè)。具體方法為從A，B端點(diǎn)輸入220V電源并將PCB上的跳線封連。平衡漏流板平衡漏流板由電源控制板控制進(jìn)行平衡/漏流測(cè)試。繼電器RL1用來選擇平衡或漏流測(cè)試；繼電器RL2用 來選擇傳感器GP1或GP2。GP1一般用40V跟蹤傳感器， GP2一般用300V跟蹤傳感器。保險(xiǎn)絲F1用來保護(hù)被選擇電源。J2跳線在機(jī)殼接地情況下，可短路來提

40、供對(duì)地測(cè)試的地線。絕緣機(jī) 絕緣機(jī)構(gòu)成 絕緣機(jī)工作原理 絕緣板 絕緣測(cè)試盒絕緣機(jī)構(gòu)成-1絕緣機(jī)有母板、絕緣板組成。絕緣機(jī)與絕緣端子板、絕緣測(cè)試盒和安全繼電器組組成一個(gè)完整的絕緣設(shè)備。絕緣機(jī)構(gòu)成-2由絕緣機(jī)組成的設(shè)備示意圖如下：CAN×Ü Ïß ½Ó ¿Ú°¹© µç µç Ô´ Êä Èë°² È« ¼Ì µç

41、 Æ÷½Ó ¿ÚCAN×Ü Ïß ÐÅ ºÅ°²È« ¼Ì µç Æ÷ÐÅ ºÅĸ °å±» Ñ¡ Ôñ ÐÅ ºÅ Ïß¾ø Ô

42、;µ ÐÅ ºÅµç Ô´¾ø Ôµ ²É ¼¯ »ú¾øÔµ ²â ÊÔ ºÐ ½Ó ¿Ú¾ø Ôµ ²â ÊÔ ºÐ¾øÔµ&

43、#182;Ë×Ó°å¾øÔµå絕緣機(jī)構(gòu)成-3絕緣機(jī)中的母板與機(jī)中的母板相同，每個(gè)絕緣機(jī)可測(cè)試512個(gè)信號(hào)線的對(duì)地絕緣電阻。當(dāng)車站信號(hào)線 超過512個(gè)時(shí)，可設(shè)置絕緣副機(jī)。絕緣副機(jī)可有絕緣機(jī) 跳線設(shè)置，絕緣副機(jī)與絕緣機(jī)的不同之處在于絕緣副機(jī)只進(jìn)行信號(hào)選擇。絕緣機(jī)和絕緣副機(jī)組合可測(cè)試1023個(gè)信號(hào)線。絕緣 機(jī)和絕緣副機(jī)組合示意圖如下：¾ø¾ø Ôµ ²â ÊÔ ºÐ±» Ñ¡ Ôñ ÐÅ ºÅ ÏßÔµ°²