ZPW-2000A采集監(jiān)測(cè)講義

ZPW-2000A無絕緣

軌道電路采集監(jiān)測(cè)介紹北京鐵路信號(hào)工廠2008年10月

主要內(nèi)容第一章系統(tǒng)構(gòu)成

第二章系統(tǒng)適用環(huán)境及技術(shù)特點(diǎn)第三章采集設(shè)備

第四章采集處理器第五章

微機(jī)監(jiān)測(cè)站機(jī)擴(kuò)展2000A監(jiān)測(cè)功能第六章

新建線的采用方式一、系統(tǒng)構(gòu)成ZPW—2000A監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)是為ZPW—2000A移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)配備的一體化監(jiān)測(cè)及診斷設(shè)備.系統(tǒng)以采集到的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)為依據(jù),充分結(jié)合2000A系統(tǒng)軌道電路的傳輸特性,在對(duì)2000A系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)的根底上,實(shí)現(xiàn)了對(duì)軌道電路道碴電阻的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),為現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)提供參考依據(jù).可對(duì)小軌道信號(hào)電壓異常,道床電阻惡化等故障給出報(bào)警狀態(tài),為現(xiàn)場(chǎng)對(duì)2000A系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)狀態(tài)維修和故障快速定位創(chuàng)造了條件.

序號(hào)名稱型號(hào)功能

1無絕緣采集衰耗器ZPW·SC可完成原衰耗器所有功能并可對(duì)1個(gè)區(qū)間自閉區(qū)段所有模擬量及開光量進(jìn)行采集2無絕緣采集發(fā)送檢測(cè)器ZPW·JFC可完成原發(fā)檢所有功能并可對(duì)2個(gè)站內(nèi)發(fā)送器所有模擬量及開光量的采集3無絕緣分線采集器ZPW·CE可對(duì)區(qū)間6個(gè)自閉區(qū)段的分線盤處送端電壓及受段電壓進(jìn)行采集

4采集處理器ZPW·CC對(duì)數(shù)據(jù)按區(qū)段進(jìn)行組織匯總和邏輯處理，形成處理結(jié)果ZPW—2000A型監(jiān)測(cè)與輔助維修系統(tǒng)由無絕緣采集衰耗器、無絕緣采集發(fā)送檢測(cè)器、分線采集器及維護(hù)終端等組成，具體設(shè)備型號(hào)、名稱見表1，原理框圖見圖1:表1設(shè)備型號(hào)、名稱、功能表

圖1系統(tǒng)原理框圖2000A監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要由采集設(shè)備和采集處理器設(shè)備構(gòu)成,其中采集設(shè)備主要有三種類型：從移頻柜衰耗器升級(jí)改造成的采集衰耗器；從站內(nèi)柜的發(fā)送檢測(cè)器升級(jí)改造而成的采集發(fā)送檢測(cè)器；按防雷電纜模擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分線采集器。對(duì)ZPW-2000A設(shè)備的監(jiān)測(cè)由ZPW—2000A輔助維修系統(tǒng)和既有微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)共同完成。各采集分機(jī)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過CAN總線通信方式傳給采集處理器，由采集處理器對(duì)數(shù)據(jù)按區(qū)段進(jìn)行組織匯總和邏輯處理，形成處理結(jié)果，如：區(qū)段紅光帶判斷、道床電阻測(cè)算、設(shè)備狀態(tài)報(bào)警等，以黑匣子形式，通過高速數(shù)據(jù)通信接口將監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)送給微機(jī)監(jiān)測(cè)主機(jī)。ZPW-2000A設(shè)備監(jiān)測(cè)信息顯示、數(shù)據(jù)記錄查詢和關(guān)鍵故障報(bào)警在微機(jī)監(jiān)測(cè)主機(jī)上實(shí)現(xiàn)，并通過既有監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)上傳到各級(jí)終端。

二、系統(tǒng)適用環(huán)境及技術(shù)特點(diǎn)2.1適用環(huán)境條件a〕周圍空氣溫度：-5℃～+40℃b)周圍空氣相對(duì)濕度：不大于95%〔溫度30℃時(shí)〕c〕大氣壓力：74.8kPa～106kPa〔相當(dāng)于海拔高度2500m以下〕d〕正弦穩(wěn)態(tài)振動(dòng)：10Hz～200Hz，加速度5m/s2e〕周圍無腐蝕和無引起爆炸危險(xiǎn)的有害氣體。

2.2適用環(huán)境條件ZPW-2000A輔助維修系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)主要信息的采集是通過在ZPW-2000A系統(tǒng)原衰耗器和發(fā)送檢測(cè)器設(shè)備內(nèi)部增加監(jiān)測(cè)處理板的形式來實(shí)現(xiàn)，通過利用原設(shè)備空閑反面端子連接到CAN總線上將采集結(jié)果輸出。此種方式防止了集中采集方式采集線過長(zhǎng)易對(duì)主設(shè)備造成干擾的平安隱患問題；也不存在就近采集方式現(xiàn)場(chǎng)安裝困難，對(duì)設(shè)備既有配線影響較大的問題。此種方式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)既有2000A設(shè)備做監(jiān)測(cè)改造實(shí)施起來最為簡(jiǎn)易。系統(tǒng)結(jié)合了2000A軌道電路的傳輸特性，以采集器采集到的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為依據(jù)，除實(shí)現(xiàn)了常規(guī)監(jiān)測(cè)功能外，還可以在集中監(jiān)測(cè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)豐富的專家分析診斷功能。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)區(qū)段應(yīng)用環(huán)境下道床條件的測(cè)算，通過現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)變化對(duì)設(shè)備異常給出預(yù)警和故障診斷信息，并能將采集設(shè)備狀態(tài)、采集數(shù)據(jù)、預(yù)警診斷信息實(shí)時(shí)提交信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)站機(jī)。ZPW-2000A監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)采集設(shè)備的信號(hào)采集處理電路與主設(shè)備的信號(hào)采集點(diǎn)采用了高阻抗隔離措施,不會(huì)改變2000A系統(tǒng)在該采樣點(diǎn)的傳輸環(huán)節(jié)阻抗特性;此外,在采集電路設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮其獨(dú)立性,在采集電路工作電源增加開關(guān)保險(xiǎn)和二極管保護(hù)電路與主設(shè)備的工作電源隔離,確保了采集電路器件故障不影響主設(shè)備電路工作.

ZPW-2000A監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)采集設(shè)備內(nèi)監(jiān)測(cè)采集處理板采用TI公司的浮點(diǎn)運(yùn)算數(shù)字信號(hào)處理芯TMS320VC33,對(duì)2000A系統(tǒng)移頻信號(hào)采集采用16位精度的高速轉(zhuǎn)換芯片AD7656,系統(tǒng)響應(yīng)速度快,性能穩(wěn)定可靠,采集結(jié)果準(zhǔn)確.

3采集設(shè)備系統(tǒng)對(duì)2000A軌道電路移頻信息及特性開關(guān)量的采集設(shè)備主要有3種類型：采集衰耗器、分線采集器和采集發(fā)送檢測(cè)器。其中由采集衰耗器和分線采集器完成對(duì)區(qū)間的ZPW－2000A設(shè)備信息的采集；由采集發(fā)送檢測(cè)器完成對(duì)站內(nèi)電碼化的ZPW－2000A設(shè)備信息的采集。3.1采集衰耗器采集衰耗器是區(qū)間信息的主要采集設(shè)備。在ZPW-2000A的區(qū)間設(shè)備中，衰耗完成對(duì)接收的主軌道信號(hào)、小軌道信號(hào)輸入輸出電平調(diào)整，同時(shí)給出了發(fā)送功出、軌入軌出等信號(hào)量和發(fā)送接收電源、軌道輸入輸出GJ、XGJ測(cè)試條件，以及發(fā)送接收設(shè)備工作狀態(tài)和軌道占用指示燈，所以衰耗器是區(qū)間設(shè)備信息較集中最全面的地方。對(duì)衰耗設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，從衰耗內(nèi)部來實(shí)現(xiàn)對(duì)2000A系統(tǒng)進(jìn)行采集監(jiān)測(cè)，可以獲得最全面的信息、改造起來對(duì)既有運(yùn)行2000A設(shè)備的影響也最小，基于此原因，我們選擇對(duì)衰耗器的升級(jí)改造方式來實(shí)現(xiàn)采集功能。采集對(duì)象及內(nèi)容采集衰耗器采集的對(duì)象是區(qū)間2000A設(shè)備主要信息。采集的內(nèi)容有12種模擬信號(hào)量和13種開關(guān)信號(hào)量?jī)删植俊ＤM信號(hào)量：發(fā)送功出電壓、功出電流、功出信號(hào)的載頻、低頻；主軌入信號(hào)的電壓、載頻、低頻；小軌入信號(hào)的電壓、載頻、低頻；主軌出信號(hào)電壓與小軌出信號(hào)電壓。開關(guān)量：發(fā)送器24V工作電源狀態(tài)，發(fā)送器設(shè)備工作狀態(tài)，接收器24V工作電源狀態(tài)，接收器設(shè)備工作狀態(tài)；接收器XGZ輸出狀態(tài)，接收器XGB輸出狀態(tài)，衰耗器XG輸出狀態(tài)，接收器XGJ輸入狀態(tài)；接收器GZ輸出狀態(tài)，接收器GB輸出狀態(tài)，衰耗器G輸出狀態(tài)；衰耗器上ZFJ、FFJ輸入狀態(tài)。安裝方式采集衰耗器安裝方式與舊衰耗設(shè)備兼容。為了對(duì)電流信息的采集，在移頻架發(fā)送器反面空閑位置增加了一個(gè)電流傳感器；采集衰耗器所采集到信息通過CAN總線輸出，CAN通信線從衰耗反面的萬可端子接線板引到移頻架零層的空余端子。采集衰耗器到電流傳感器連線及CAN通信線都是從原來衰耗反面的萬可端子接線板的空端子引出，對(duì)既有的連接線無影響。新的采集衰耗器與原衰耗比照?qǐng)D見圖2，新增配線示意圖如圖3。新的采集衰耗器設(shè)備與舊衰耗器設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)可互換。從比照照片中可以看出無絕緣采集衰耗器面板上比衰耗器面板多一個(gè)“監(jiān)測(cè)”指示燈、一個(gè)開關(guān)、一個(gè)1A保險(xiǎn)及一個(gè)“DB9”插頭或撥位開關(guān)，正常工作時(shí)“監(jiān)測(cè)”指示燈常亮，“DB9”插頭或撥位開關(guān)用于封連不同區(qū)間點(diǎn)的載頻及地址，保險(xiǎn)和開關(guān)為采集衰耗器獨(dú)立電源的開關(guān)和保險(xiǎn)，當(dāng)采集局部發(fā)生故障時(shí)不會(huì)影響其衰耗器的功能。圖3采集衰耗器新增配線示意圖3.2采集發(fā)送檢測(cè)器采集發(fā)送檢測(cè)器是站內(nèi)電碼化發(fā)送設(shè)備的采集設(shè)備。采集發(fā)送檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)與舊的發(fā)送檢測(cè)器相同，只是在面板上增加了監(jiān)測(cè)狀態(tài)指示燈和內(nèi)部監(jiān)測(cè)電源開關(guān)和保險(xiǎn)。采集對(duì)象及內(nèi)容采集發(fā)送檢測(cè)器采集的對(duì)象為站內(nèi)發(fā)送設(shè)備。采集的內(nèi)容有8種模擬信號(hào)量和4種開關(guān)信號(hào)量?jī)删植俊ＤM信號(hào)量：發(fā)送功出電壓、功出電流、功出信號(hào)的載頻低頻。開關(guān)量：發(fā)送器24V工作電源狀態(tài)，發(fā)送器設(shè)備工作狀態(tài)。安裝方式采集發(fā)送檢測(cè)器安裝方式與舊發(fā)檢設(shè)備兼容。為了對(duì)電流信息的采集，在站內(nèi)移頻架發(fā)送器反面空閑位置增加了一個(gè)電流傳感器；采集發(fā)送檢測(cè)器所采集到信息通過CAN總線輸出，CAN通信線從發(fā)檢反面的空端子引到站內(nèi)移頻架零層的空余端子。采集發(fā)送檢測(cè)器到電流傳感器連線及CAN通信線都是從原來發(fā)檢反面的空端子引出，對(duì)既有的連接線無影響。新的采集發(fā)送檢測(cè)器設(shè)備與舊發(fā)送檢測(cè)器設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)可互換。圖4新舊發(fā)送檢測(cè)器設(shè)備比照?qǐng)D從比照照片中可以看出無絕緣采集發(fā)送檢測(cè)器面板上比原發(fā)送檢測(cè)器面板多一個(gè)“監(jiān)測(cè)”指示燈、一個(gè)監(jiān)測(cè)電源開關(guān)、一個(gè)1A保險(xiǎn)及一個(gè)“DB9”插頭，正常工作時(shí)“監(jiān)測(cè)”指示燈常亮，“DB9”插頭用于封連不同區(qū)間點(diǎn)的載頻及地址，保險(xiǎn)和開關(guān)為采集發(fā)送檢測(cè)器獨(dú)立電源的開關(guān)和保險(xiǎn)，當(dāng)采集局部發(fā)生故障時(shí)不會(huì)影響其發(fā)送檢測(cè)的功能。圖5新增配線示意圖3.3分線采集器采集點(diǎn)及采集內(nèi)容分線采集器的采集點(diǎn)在室內(nèi)外分界的區(qū)間綜合柜零層端子。分線采集器支持12路信號(hào)輸入，可同時(shí)采集到6個(gè)區(qū)段的送端、受端主軌道信號(hào)的電壓、載頻低頻。安裝方式分線采集器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與防雷電纜模擬網(wǎng)絡(luò)相同，安裝在區(qū)間綜合柜的防雷電纜模擬網(wǎng)絡(luò)組匣內(nèi)，以方便對(duì)分線盤信號(hào)的就近采集。分線采集器與模擬網(wǎng)絡(luò)比照照片從照片中可以看出無絕緣分線采集器面板上面板有一個(gè)“監(jiān)測(cè)”指示燈、一個(gè)監(jiān)測(cè)電源開關(guān)、一個(gè)1A保險(xiǎn)及一個(gè)“DB9”插頭，正常工作時(shí)“監(jiān)測(cè)”指示燈常亮，“DB9”插頭用于封連不同區(qū)間點(diǎn)的載頻及地址，保險(xiǎn)和開關(guān)為分線采集器獨(dú)立電源的開關(guān)和保險(xiǎn)，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)不會(huì)影響供電系統(tǒng)。4、采集處理器采集處理器是2000A微機(jī)監(jiān)測(cè)及輔助維修系統(tǒng)的關(guān)鍵處理設(shè)備，在系統(tǒng)中完成以下功能：檢查采集設(shè)備的CAN通信狀態(tài)，故障時(shí)通過監(jiān)測(cè)站機(jī)給出示警信息，并有通道自愈功能；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)，結(jié)合軌道電路的傳輸特性，實(shí)時(shí)折算出當(dāng)前時(shí)刻的道碴電阻，實(shí)現(xiàn)了對(duì)道床狀況的定量描述；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)從現(xiàn)場(chǎng)采集到數(shù)據(jù)的變化，判別區(qū)段的狀態(tài)：空閑、占用、預(yù)警、故障紅光帶和飛車〔分路不良〕，分析小軌道信號(hào)電壓異常、道床惡化等故障，給出報(bào)警狀態(tài)；將采集設(shè)備采集到的軌道電路設(shè)備信息和采集處理器處理得到的道碴電阻值、報(bào)警狀態(tài)實(shí)時(shí)傳送給集中監(jiān)測(cè)站機(jī)。5、微機(jī)監(jiān)測(cè)站機(jī)擴(kuò)展2000A監(jiān)測(cè)功能微機(jī)監(jiān)測(cè)站機(jī)是面向電務(wù)維護(hù)部門的窗口，ZPW-2000A設(shè)備監(jiān)測(cè)信息顯示、數(shù)據(jù)記錄查詢和關(guān)鍵故障報(bào)警提示在微機(jī)監(jiān)測(cè)主機(jī)上實(shí)現(xiàn)，并通過既有監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)上傳到各級(jí)終端。在ZPW-2000A輔助維修系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)和處理結(jié)果的支持下，微機(jī)監(jiān)測(cè)站機(jī)上對(duì)2000A設(shè)備除了具有實(shí)時(shí)測(cè)試、報(bào)表、曲線、統(tǒng)計(jì)等常規(guī)的監(jiān)測(cè)功能以外，還能夠?qū)崿F(xiàn)以下專家系統(tǒng)功能：根據(jù)采集處理器傳送的區(qū)段道碴電阻，給出反響道碴電阻變化的日曲線，按月統(tǒng)計(jì)道碴電阻低于預(yù)警值的時(shí)間；實(shí)現(xiàn)了對(duì)道床狀況的定量描述，為現(xiàn)場(chǎng)線路維護(hù)整治提供了依據(jù)。根據(jù)采集處理器上傳的報(bào)警狀態(tài)，分析小軌道信號(hào)電壓異常、道床惡化等故障，檢查或預(yù)警引接線斷線、補(bǔ)償電容喪失，給出報(bào)警提示和維修指導(dǎo)意見；根據(jù)區(qū)段的長(zhǎng)度、載頻等根本參數(shù)，給出2000A移頻信號(hào)在室內(nèi)外各傳輸環(huán)節(jié)參考電壓范圍；可以檢查2000A設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用中實(shí)際的發(fā)送接收電平級(jí)配置，給出符合調(diào)整表的發(fā)送電平接收電平級(jí)調(diào)整接線；對(duì)歷史事件進(jìn)行回放，結(jié)合特性分析曲線，幫助對(duì)2000A系統(tǒng)出現(xiàn)的特殊故障進(jìn)行事故追蹤和查找分析。6、新建線的采用方式：新建或在建鐵路，如果區(qū)間移頻柜和站內(nèi)電碼化發(fā)送柜尚未發(fā)貨，可以在廠內(nèi)將增加的監(jiān)測(cè)配線配好，區(qū)間采集衰耗器及站內(nèi)采集發(fā)送檢測(cè)器的配備方法