【文章內(nèi)容簡介】 中，隔離：是滿足技術(shù)條件的要求。 量化轉(zhuǎn)換：是指將傳感器采集到的微弱交流信號(hào)（微伏、毫伏級(jí)）進(jìn)行放大——整流——放大，變成0—5V直流標(biāo)準(zhǔn)電壓。A/D轉(zhuǎn)換：是用專門的模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，將0—5V直流標(biāo)準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)認(rèn)可輸入的，能夠加工處理的數(shù)字信號(hào)。（A/D轉(zhuǎn)換芯片也常常被集成到CPU芯片中）。當(dāng)然這個(gè)數(shù)字信號(hào)是對應(yīng)于采集到的模擬信號(hào)的。 五. 設(shè)備構(gòu)成軌道采集機(jī)；是由電源板、CPU板、互感器板，經(jīng)總線聯(lián)結(jié)構(gòu)成的，各種插接板插接在總線板上構(gòu)成機(jī)籠。其安裝示意圖如下圖。1. 電源板DY：提供獨(dú)立的穩(wěn)定的工作電源。2. CPU板：是采集機(jī)的核心。依據(jù)預(yù)先設(shè)定的軟件程序（程序片ROM）管理各軌道互感器板，對模擬量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，暫存轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，并通過CAN總線與站機(jī)通信，按站機(jī)命令向站機(jī)傳送數(shù)據(jù)包。 3. 開入板：采集軌道繼電器開關(guān)量，確定軌道調(diào)整或占用狀態(tài)。4. 互感器板HGQ：將被監(jiān)測軌道電壓電阻衰耗、互感器隔離、線性量化，經(jīng)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)選通送給CPU進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。5. 開入板共2塊，每塊可容納48個(gè)開關(guān)量；互感器板共6塊，每塊可容納監(jiān)測16個(gè)軌道電路區(qū)段的互感器模塊。這樣每臺(tái)軌道采集機(jī)硬件的最大容量即為96個(gè)區(qū)段。6. 具體某個(gè)車站，可根據(jù)軌道電路區(qū)段數(shù)目的多少配置相應(yīng)數(shù)量的互感器板。當(dāng)超過96個(gè)區(qū)段時(shí)則須增加一臺(tái)軌道采集機(jī)。7. 各路軌道電壓采集配線，從組合側(cè)面端子配至采集機(jī)后面板52線端子上。互感器板實(shí)物圖隔離方式：（模塊隔離）六. 周期巡測，時(shí)間不大于1S軟件功能主要是監(jiān)測軌道電路接受端調(diào)整電壓、分路電壓，形成軌道電壓日報(bào)表數(shù)據(jù)，包括調(diào)整狀態(tài)最高電壓、最低電壓和分路狀態(tài)最高電壓的數(shù)值，形成軌道電壓日曲線、月曲線和年曲線。軌道電路電壓數(shù)據(jù)采集過程設(shè)計(jì)大體上是這樣的：循環(huán)連續(xù)從第1路、第2路至第128路采集信息，對于每一路來說，每采集1次記錄一個(gè)數(shù)值。當(dāng)采集8個(gè)循環(huán)后，將8個(gè)數(shù)值取算術(shù)平均值送入存儲(chǔ)器暫存，這個(gè)數(shù)值就是要發(fā)送站機(jī)（主機(jī)）的數(shù)據(jù)。當(dāng)下一個(gè)8次循環(huán)的平均值到來后，刷新前面的數(shù)據(jù)，這樣保證送往站機(jī)的數(shù)據(jù)總是最新的。站機(jī)每1秒鐘向分機(jī)發(fā)出指令讀取數(shù)據(jù)1次。CPU的時(shí)鐘周期是8M，指令周期1M以上，軌道電路區(qū)段數(shù)128，顯然1秒鐘內(nèi)肯定會(huì)有很多個(gè)8次循環(huán)，所以監(jiān)測的數(shù)值絕對是實(shí)時(shí)的（可用仿真器測試出來）。其主程序流程圖如下。 軌道電壓監(jiān)測程序流程圖軌道電路電壓實(shí)時(shí)測試表軌道電壓采集施工配線圖（軌道互感器板52線端子）軌道電壓數(shù)據(jù)文件[模擬量項(xiàng)目]子項(xiàng)數(shù)目=2
[子項(xiàng)1]名稱=軌道電壓單位=伏變化范圍=,總路數(shù)=34開始AD號(hào)=0。電碼化發(fā)送電壓,電碼化接收電流,移頻發(fā)送電壓,移頻接收電壓使用， 1= 1DG, 0, 0, 0, , , , , , ,3 2= 3DG, 0, 1, 1, , , , , , ,3 3= 59DG, 0, 2, 2, , , , , , ,3 4= 59DG1, 0, 3, 3, , , , , , ,3 5= 7DG, 0, 4, 4, , , , , , ,3 6= 1113DG, 0, 5, 5, , , , , , ,3 7= 1113DG1, 0, 6, 6, , , , , , ,3 8= 1113DG2, 0, 7, 7, , , , , , ,3 9= XJG, 0, 8, 8, , , , , , ,3 10= XNJG, 0, 9, 9, , , , , , ,3 11= IAG, 0, 10, 10, , , , , , ,3 12= IG, 0, 11, 11, , , , , , ,3 13= IIG, 0, 12, 12, , , , , , ,3 14= 3G, 0, 13, 13, , , , , , ,3 15= 4G, 0, 14, 14, , , , , , ,3 16= 5G, 0, 15, 15, , , , , , ,3 17= 2DG, 0, 16, 16, , , , , , ,3 18= 4DG, 0, 17, 17, , , , , , ,3 19= 610DG, 0, 18, 18, , , , , , ,3 20= 610DG1, 0, 19, 19, , , , , , ,3 21= 8DG, 0, 20, 20, , , , , , ,3 22= 12DG, 0, 21, 21, , , , , , ,3 23= 12DG1, 0, 22, 22, , , , , , ,3 24= 1416DG, 0, 23, 23, , , , , , ,3 25= 1416DG1, 0, 24, 24, , , , , , ,3 26= 1416DG2, 0, 25, 25, , , , , , ,3 27= 18DG, 0, 26, 26, , , , , , ,3 28= 18DG1, 0, 27, 27, , , , , , ,3 29= SJG, 0, 28, 28, , , , , , ,3 30= SNJG, 0, 29, 29, , , , , , ,3 31= IIBG, 0, 30, 30, , , , , , ,3 32= D10G, 0, 31, 31, , , , , , ,3 33= D14G, 0, 32, 32, , , , , , ,3 34= 1618G, 0, 33, 33, , , , , , ,3第三節(jié) 道岔的監(jiān)測道岔監(jiān)測是指：實(shí)現(xiàn)道岔動(dòng)作電流曲線原始數(shù)據(jù)的跟蹤采集；監(jiān)測道岔啟動(dòng)繼電器1DQJ、2DQJ和道岔定/反位表示繼電器DBJ/FBJ的狀態(tài)；以及SJ第八組接點(diǎn)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測；完成道岔動(dòng)作、實(shí)際位置與表示狀態(tài)的校核；記錄道岔轉(zhuǎn)換時(shí)間及動(dòng)作次數(shù)、判斷道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)故障；防止違章作業(yè)，通過CAN網(wǎng)絡(luò)或RS485通信接口與站機(jī)交換數(shù)據(jù)。一. 道岔動(dòng)作電流的監(jiān)測1. 監(jiān)測點(diǎn)：直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)在分線盤或組合選取動(dòng)作電路回線，三相交流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)在組合后面選取A、B、C 三相動(dòng)作線。將動(dòng)作回線穿過開口式道岔電流取樣模塊，用霍爾原理獲得取樣電流。（單相有方向性穿3圈，三相無方向性穿1圈）2. 道岔電流取樣模塊：對道岔電流的測試，采用WB系列穿心感應(yīng)式電流傳感器，可監(jiān)測10A以內(nèi)各種波形的交、直流電流。這種傳感器采用了線性雙補(bǔ)償霍爾原理，隔離徹底、響應(yīng)快、耐沖擊，0——20ma電流源通過取樣電阻輸出0—5V標(biāo)準(zhǔn)電壓。運(yùn)用中常有幾組道岔同時(shí)動(dòng)作，為區(qū)分每個(gè)轉(zhuǎn)轍機(jī)的工作狀態(tài)和動(dòng)作電流，保證實(shí)時(shí)監(jiān)測，采集系統(tǒng)要求在每組道岔的動(dòng)作回路中均串入該傳感器。傳感器采用固態(tài)模塊，取樣信號(hào)整理放大電路集成在模塊里。（1）直流采樣模塊：主要用于ZD6型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作電流（單相直流）隔離取樣。模塊為開口模塊，中間為穿線孔，外型如下圖。 直流采樣模塊可用環(huán)氧樹脂全封閉封裝后，分散直接安裝在道岔組合后面；亦可以集中放置在道岔傳感器箱內(nèi)，每箱容納16組道岔傳感器模塊。傳感器箱安裝在分線盤附近的墻上。（2）三相交流采樣模塊：主要用于提速道岔交流三相電轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)作電流隔離采樣。模塊外型如下圖。 三相交流采樣模塊圖 三相交流采樣模塊為分散安裝，將模塊用樹脂全封閉就近安裝在提速組合里 斷相保護(hù)器DBQ后面。A、B、C三相動(dòng)作線分別對應(yīng)穿入3個(gè)孔。3. 道岔電流監(jiān)測原理：通過對道岔動(dòng)作電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測，能直接測量出電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的啟動(dòng)電流、工作電流、故障電流和動(dòng)作時(shí)間，并以此描繪出道岔動(dòng)作電流曲線。通過對電流曲線的分析即可分析判斷道岔轉(zhuǎn)轍的電氣特性、時(shí)間特性和機(jī)械特性。對道岔電流的測試是由道岔采集機(jī)完成。將道岔動(dòng)作電路回線穿入電流取樣模塊圓孔，隔離采集道岔動(dòng)作電流。再將采樣信號(hào)運(yùn)算放大、精密整流、又運(yùn)算放大，整理轉(zhuǎn)換成0——5V的標(biāo)準(zhǔn)電壓，送入道岔采集機(jī)模擬量輸入板，經(jīng)選通送至CPU進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)（即電流曲線的數(shù)據(jù)）暫存在道岔采集機(jī)存儲(chǔ)器里，當(dāng)站機(jī)發(fā)出命令索要數(shù)據(jù)時(shí)即將一條完整的道岔電流曲線數(shù)據(jù)送往站機(jī)處理。其原理框圖如下。 道岔電流監(jiān)測原理圖同樣，三相交流采樣模塊采集到三相電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作電流后，每相取樣電流都經(jīng)過放大—整流—放大，轉(zhuǎn)換成三路a、b、c（分別對應(yīng)三相A、B、C）動(dòng)作電流的0——5V直流標(biāo)準(zhǔn)電壓，送入道岔采集機(jī)模入板，分別經(jīng)過選通送至CPU進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量暫存采集機(jī)，當(dāng)站機(jī)索要數(shù)據(jù)時(shí)即將完整電流曲線的數(shù)據(jù)送往主機(jī)（站機(jī)）存儲(chǔ)處理。二. 1DQJ接點(diǎn)監(jiān)測及安全措施道岔轉(zhuǎn)換時(shí)才會(huì)有動(dòng)作電流，要監(jiān)測道岔電流就必須監(jiān)測道岔轉(zhuǎn)換的起止時(shí)間。道岔采集機(jī)是通過采集1DQJ的落下接點(diǎn)狀態(tài)來監(jiān)測道岔轉(zhuǎn)換起止時(shí)間的。大家熟知，1DQJ吸起、2DQJ轉(zhuǎn)極，道岔開始轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完畢，1DQJ落下。我們知道，1DQJ的接點(diǎn)是開關(guān)量，并且1DQJ沒有空閑接點(diǎn)，只能在半組空接點(diǎn)上（而且是半組落下空接點(diǎn)）采集開關(guān)量。利用半組空接點(diǎn)采集開關(guān)量，不可避免的會(huì)帶有電氣集中控制電源KZ，其安全性設(shè)計(jì)十分重要。其一：光電模塊（光電耦合器）的外側(cè)，原則上不應(yīng)出現(xiàn)微機(jī)監(jiān)測設(shè)備供出的電源，即完全排除微機(jī)監(jiān)測電源混入電氣集中設(shè)備的可能性。其二：利用電氣集中控制電源的電流必須是受限制的，以避免產(chǎn)生有害影響。參看如下電路圖。 1DQJ接點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)測電路圖 安全性分析：1. 采用二次隔離：以專用采集模塊實(shí)現(xiàn)一次隔離，在采集機(jī)內(nèi)部開入板上實(shí)現(xiàn)二次隔離。確?？刂齐娫床怀霈F(xiàn)在模塊外側(cè)。2. 采集模塊就近安裝在道岔組合1DQJ繼電器后邊，配線盡可能短，以減少混電的可能。3. 模塊的用電量很小，不會(huì)影響控制電源的工作。4. 對1DQJ半組空接點(diǎn)的采集方式，也可用開關(guān)量采集器。三. 道岔定位/反位表示信息采集信號(hào)設(shè)備中是以控制臺(tái)道岔定位或反位表示燈來表示室外道岔位置的。微機(jī)監(jiān)測就是通過監(jiān)測道岔的定位/反位表示燈，記錄道岔位置、描繪站場狀態(tài)的。在道岔表示燈電路里，采集表示燈電路的繼電器接通條件即可。由于是在表示燈電路里采集條件，由于是開關(guān)量，所以必須經(jīng)過電阻衰耗隔離和光電隔離，采集電路如右圖。 四. 2DQJ位置狀態(tài)的監(jiān)測2DQJ繼電器是有極性并極性保持的、有兩個(gè)極處位置的繼電器，只有在操縱時(shí)才會(huì)變位。通過監(jiān)測2DQJ繼電器位置狀態(tài)在定位位置（或在反位位置）用來反映操作人員往定位扳動(dòng)道岔（或往反位扳動(dòng)道岔）的操作意圖。對繼電器狀態(tài)的采樣，一般仍采繼電器空余接點(diǎn)，或用高阻加隔離方法采繼電器線包勵(lì)磁電壓。但是2DQJ是極性保持繼電器，又無空余接點(diǎn)。監(jiān)測繼電器勵(lì)磁線圈兩端電壓的辦法，并不能判斷繼電器接點(diǎn)的位置狀態(tài)。無奈，只好利用光電原理監(jiān)測繼電器的銜鐵位置，既不影響繼電電路的正常工作，又達(dá)到采集2DQJ繼電器位置狀態(tài)的目的。2DQJ位置狀態(tài)采樣使用光電探頭，套在繼電器外罩上，通過光電感應(yīng)探測銜鐵位置來判斷繼電器狀態(tài)，采用雙輸出方式。如下圖所示： 2DQJ采集器示意圖圖中，左邊，兩個(gè)光電器件都處于導(dǎo)通發(fā)光狀態(tài)。當(dāng)銜鐵在定位位置時(shí)（即定位接點(diǎn)閉合），由于銜鐵擋住了定位位置光的通路，使得綠線輸出1，黃線輸出0。反之亦然，當(dāng)銜鐵在反位位置時(shí)（即反位接點(diǎn)閉合），使得綠線輸出0，黃線輸出1。2DQJ采集器具有如下特點(diǎn)：1. 采用高頻調(diào)制技術(shù)：既解決了外界光線對信號(hào)采集的影響，同時(shí)對2DQJ繼電器的透明程度沒有特殊要求。2. 采用故障—安全技術(shù)：確保采集的準(zhǔn)確性。采用雙輸出方式，分別代表2DQJ繼電器的兩個(gè)不同位置，保證了2DQJ繼電器位置采集的正確性。（1） 當(dāng)采集器故障或采集器安裝位置不正確時(shí)，輸出“11”信號(hào)，即綠、黃線均有輸出。（2） 當(dāng)?shù)啦碓诙ㄎ粫r(shí)，輸出“10”信號(hào)，即只有綠線有輸出。（3） 當(dāng)?shù)啦碓诜次粫r(shí)，輸出“01”信號(hào)，即只有黃線有輸出