唐山站微机监测系统设计与应用-道岔部分

1唐山站微机监测系统设计与应用--道岔部分本次毕业设计的题目是北京铁路局唐山站的微机监测系统设计与应用--道岔合唐山站的实际情况阐述了我对微机监测道岔部分的一些理解。选择此毕业设计题目使我对微机监测道岔部分有非常深刻地认识，同时也是我大学专业课程学习的综合锻炼，对于我将来在京港地铁的工作历程也有着十分重要的意义。ABSTRACTonfieldbusisdevelopedforstudyingandresearchingthecomputermonitoring.Thisdrawingsofthisdesign.Ming,mainlyincludin2 2 3 3 1.1选题的目的与意义微机监测系统是一种利用当代各种最新技术，如计算机网络通信、现场总线通信传感器、软件工程及数据库等的铁路信号监测系统。系统监测并记录铁路信号设备的工作状态，能为电务部门掌握设备的运用情况和故障分析提供数据依据。同时，系统还具有据逻辑判断功能，采集到的设备信号出现异常或偏离预行微机监测系统的逻辑判断功能使铁路信号设备具有了自我诊断能力，从而很大瞬间故障及间接性故障，通过数据回放，能方便分析故障原因，分清事故责任。微机监测系统通过监测各个信号设备的工作状态，能掌握设备状态的变化趋势，所以，可以作为信号设备的维修基础，为设备维修提供数据支持。便于指导维修微机监测系统随着国内计算的发展而衍生出来的。我4随着铁路的高速发展，微机监测系统已经不能满足铁路的监测与维护。为了解决2TJWX-2000型信号微机监测系统信号微机监测系统体系分成三级四层。三级即：铁道部、铁路局、电务段；四层即铁道部监测中心；铁路局电务监测中心；电务段监测中心（含车间和工区监测点车站监测网。信号微机监测系统设备分为三层：①路局、段设备，②车站机，③采集机。由车站系统、车间机、电务段管理系统、上层网络终端、广域网数据传输系统组成。5管理电务段管内各站微机监测数据和网络通信系统，主要任务是实时收集、存储各站机产生的监测信息；向上级、段内各终端提供数据查询，便于上级及段管理部门掌握信号设备的全面状态；管理网络中的各计算机的联网请求；转发终端到各站机的命令和数据；监视记录系统网络的运行状态。段机由一台服务器和若干台终端（如调度、信号试验室监测及维修终端、车间监测终端等）、打印机等计算机外围设备以及交换机（集线器）、调制解调器（协议转换器）、路由设备等网络通信设备构成。部、局电务监测中心的监测设备作为监测终端通过专线或拨号上网形式在电务段服务器登陆。服务器负责接收站机发送的实时数据，存储在服务器的数据库中，并将接收到的数据发送给监测终端；接收并执行监测终端服务器管理联网车站的数据，对于向服务器查询的命令，直接从服务器的数据库中查询到数据返回给监测终端，对于向站机查询的数据，服务器把查询命令转发给站机。其功能包括：终端（即监视器）用于人机操作，查看车站数据并做报表汇总。数据报表和图形可由打印机打印输出。同时，终端机能够显示网络通信拓扑图及通信状态，可进行网络管理车间设备作为专用终端，用于管理和查看所辖各车站的数据，具有终端的所有功能，主要为一台工控计算机（配路由6器该机与车站机的主要区别是配置的软件不同。车间机没有采集机，以终端方式连至段服务器或站机，以人机对话的方式查看所管理的站机的所有数据。根据需要，车间可配置打印机等外围设备。2．车站机车站机是系统主要设备，设于基层车站，完成车站基本数据的采集、处理、存储、统计及网络管理工作，信号微机监测系统的性能基本由站机决定。站机由一台工控计算机(作为主控机)，若干台采集机（开关量采集机和模拟量采集机。采集机的数量由各个车站具体情况决定），一台或多台绝缘测试机，一台电源采集机，一台路由器及两台调制解调器（协议转换器）等广域网路由设备组成。站机系统与下层网络设备相同如图1－4所示。为适应模拟量监测需要，对有模拟量采集功能的采集机配置模拟量板，同时必须配置电压、电流等传感器组件。车站设备采用全分散结构安装。采用工业环境控制级别的CAN总线网，该网络连接采用双芯屏蔽绞线，完成现场数据采集、命令传递任务。3．采集机采集机是系统应用数量最大的设备，采用通用、标准化的设计，完成全部开关量、模拟量数据的采集、予处理功能。采集机基本分为三种：采集机（开关量、模拟量、移频电源采集机；绝缘测试机。结构上采集机、绝缘测试主机、电源采集机完全相同，安装尺寸也完全一样，所不同的是采集机和绝缘测试机的端子板不一样，采集机使用的是L9901DZB板L9901DZ1端子板绝缘测试机统一使用L9901JDZ端子板。传感器组件的机械安装结构与采集机相同，占用两个继电器的位置。站机为分散型结构，采集机分散布置，在每一个组合架（柜）上安装一个一个采集机（对于采集量特别少的组合架，可以两个甚至三个组合架共用一台）,就近由组合架(柜)采集数据。所有的采集机与站机之间，CAN总线用双芯屏蔽绞线连接，屏蔽线外皮在每个组合架接入工作地，CAN总线终端阻抗为124Ω.采集机占用组合架上两个相邻的继电器空位，模拟量监测采用的传感器安装在传感器板上，每八个一组，也是占用两个继电器空位。传感器板7通过扁平电缆与端子板连接，端子板通过扁平电缆与采集机相连接。系统网络结构:本系统内数据通讯由两级网络构成：上层为WINDOWSNT（或WINDOWS2000）以太网，将路局、段设备与车站设备连接在一起。下层网络为站机内部网络，采用CAN总线通讯网。1．上层网络上层网络通过专用路由器、调制解调器（使用光缆作为传输通道时使用协议转换器）构成环型或星型广域网。具有通用性好，抗干扰能力强，能适应比较恶劣的环境等特点。2．下层网络下层网络采用CAN总线通讯网。CAN总线是成熟的工业控制用标准总线，最早用于德国汽车制造工业，具有完善的两层管理协议。该协议为定型产品，有一定的纠错能力，性能稳定，抗干扰能力强，通过采用总线仲裁技术可以处理总线竞争等问题，CAN总线系统用户容量较大，完全满足系统工作需要。车站工业控制计算机、数据采集机、电源采集机和绝缘测试机用CAN总线连接在一起。完成所有的现场数据采集、命令传递任务。由于CAN总线本身的通讯协议比较完善，所以下层网络中采集机的扩充、变更都很容易，使得系统具有极强的灵活性。83唐山站信号平面布置图3.1信号战场布置图的基本内容信号战场布置图是电气集中的设计基础，根据站场情况对信号设备做出合理①信号楼的位置要设置在车站正中央，坐标值定义为0。9②联锁区的线路和牵出线、军用专线等至联锁区的入口，正线用粗线区分其标出绝缘节的坐标（与信号机同一坐标的绝缘节坐标体现在上方的坐标表格内，⑥标出每架信号机的名称，道岔的编号、开通定位的方向（一般以直线为定⑦每条股道的接发车方向，在双正线线双方向运行的线路上，实心箭头表示为正方向接发车，空心箭头表示反方向接发车，标出每条股道间的距离和距信号⑧做出唐山站的道岔类型表和股道有效长度表。3.2唐山站基本情况唐山站下行为北京方向，上行为上海方向。信号楼设置在车站正中间，方便对整个车站的作业进行指挥，信号楼坐标定为0，两个方向坐标依次增加。3.3信号机的设置进站信号机的作用是保护车站安全，设置在列车进站时第一个道岔尖轨尖端出站信号机设置在车站每条发车线上的警冲标内方，用来检查进路空闲，道岔位置正确和是否存在敌对进路等条件，正线出站使用高柱信号机，侧线使用矮3.4布置绝缘节合理划分轨道区段③牵出线、机待线、尽头线、专用线等处的调车信号机前方要布置规定不少④为保证道岔区域的轨道电路正常工作，规定一个轨道区段不能超过三组单⑤在可以构成平行进路的地方需要布置绝缘节把它们隔开。4其它图纸的设计及原理4.1道岔1DQJ（1DQJF）采样图道岔转换时才会有动作电流，要监测道岔电流就必须监测道岔转换的起止时1.采用二次隔离：以专用采集模块实现一次隔离，在采集机内部开入板上实4.1.3道岔定位/反位表示信息采集4.2直流交流道岔采样图直流电动转辙机在分线盘或组合选取动作电路回线，三相交流电动转辙机在直流采样模块可用环氧树脂全封闭封装后，分散直接安装在道岔组合后面；三相交流采样模块为分散安装，将模块用树脂全封闭就近安装在提速组合里通过对道岔动作电流的实时监测，可分析判断道岔转辙机的电气特性、时间4.3道岔表示电压采样图4.3.1三相交流转辙机表示电压采样位置道岔表示电压采集的四根线引入道岔表示零散定型组合侧面，经继电器底座后进入继电器内部，经过隔离防范后进入采集板主板。出于对道岔表示采集设备耐压能力的要求，交流转辙机的道岔表示采集器有电压输入端子的排列，要求同一组道岔可能产生高压的端子隔开排列，不同组转辙机表示线的输入端子之间空出二排端子。经过隔离转换后，采用现场总线方式通过光电隔离后进入接口通信分机。接口通信分机位于监测机柜上，它的主要作用是将采集器采集的信息处理后送至5利用道岔监测曲线进行分析通过道岔断表示报警信息确实能提前发现道岔设备存在的隐患，特别是只有报警示报警中显示“正常动作”说明该道岔为道岔转换时断表示，显示“非正常动3.当道岔在转换过程中出现断表示转辙机和交流转辙机两种，下面针对不同机型的道岔动作电流曲线进行分析。5.1分析依据道岔启动电路应保证实现以下技术条件：（1）道岔区段有车时，道岔不应转换。机的整流子与电刷接触不良，导致电动机电路不通时，应使启动电路自动停止工不到底时，能使道岔转回原位，必须保证道岔无论转到什么位置，都可随时用手（6）道岔转换完毕，应自动切断电动机的电路。5.2道岔动作电流曲线的采集和藴涵的要素2、调看道岔动作电流曲线时应与参考曲线对比分析，关注道岔5、道岔运行正常，而记录道岔电流曲线不良或电流监测不准确道岔的正常动作过程可分为：解锁一转换－锁闭。较典型的尖轨夹异物、杆件卡阻等机外卡阻或机内卡阻的现象曲线，此时可对比参考曲线，看电流突然增大是从何时开始，判断卡阻发生区域，以便进一步确定当道岔切断二动启动电路；或二动道岔本身存在问题造成启动电路断开。当双机道岔A、B机分开采集时，调看道岔曲线时A要、B机同时结合进行，以便确认故障发生在A机还是B机，判断方法与单机道岔相同。解锁，原因可能为道岔压力过大、锁钩卡阻无法与锁闭块脱离、锁闭框与锁闭杆内或机外卡阻的现象曲线，此时可对比参考曲线，查看道岔的动作时间，道岔的缺口。若回扳至原来位置的动作时间稍大于正常的动作时间，说明道岔解锁或锁闭困难。原因有可能是滑床板缺油、吊板、钩头缺油、尖轨夹异物、杆件别卡、压力过大、过小或机内卡阻等，具体原因需到现场进一步确认。其他案作时间5秒左右，一拖一（运用较多）动作时间7-8秒左右。一拖一或一拖二的道岔在转换过程中会出现瞬间向上的小尖现象，小尖与电机数相符，只有到位后才能出现这样的小尖。ZYJ7道岔可带多个牵引点，按照液压道岔的设计，在第二及以后的牵引点采电动机的续动电路。当主机先到位时断开三相电动机电路接通其续动电路时则会产生毛刺状的电流突变现象。若副机先于主机到位时则由于无法沟通其续动电路而不会产生电流突变现象。所以有瞬间向上和向下的小毛刺状现象，为不同步时①道岔断表示时的动作曲线与正常曲线一样，为室内表示电路断线（含表示力过大、过小、机内卡阻等。道岔的动作时间以电流出现上升或下降的时刻算或遇阻空转：动作曲线为道岔启动后峰值电流未回落或在道岔动作过程中电流遇阻空转：电机启动后出现第一个解锁峰值后电流不回落而成直线状，或道遇阻空转：电机启动后出现第一个解锁峰值后电流不回落而成直线状，或道卡口：动作时间与正常曲线动作时间相同，但无小尾巴线。本次毕业设计是我对大学专业课程的一次总复习，这四个多月的时间里，我运用情况和故障分析，以及车站的平面布置，道岔的采样原理，道岔表示电压的原理，最总要的是学会了通过道岔监测曲线进行分析故障。在系统的学习当中，我也遇到过特别多的问题，由于知识储备量不足，以及不能特别熟练的使用CAD软件，从而觉得设计原理图十分困难反复修改才得以画随着科技的进步，微机监测系统也将日益发展，未来的铁路信号系统会越来[3]李伟.微机监测系统对分析道岔动作电流曲线的实际应用[J].电子世界,[4]敖俊秋.基于ARM-V7的智能道岔表示电压采集系统[D].北京交通大学,[5]王晓强.浅谈利用微机监测系统探索道岔状态修[J].铁路通信信号工程技术,2005(4):23-25.[6]陶红军.道岔电流功率测试仪的设计与应用[J].科技创新与应用,[9]杨月琴.微机监测系统在提速道岔故障诊断中的应用[J].科技信息,[10]张莉,胡恩华.基于微机监测的提速道岔故[11]苏波.刍议如何结合微机监测系统预防和处理道岔故障[J].科技创新与应用,2017(3):230-230.作,2015(2z):31-33.[13]任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