城轨信号微机监测数据采集处理系统-开关量信息采集处理原理

第5讲开关量信息采集处理原理认知（一）开关量信息采集处理原理（二）开关量监测的实现功能和监测对象（三）开关量监测电路本讲主要内容知识准备一、开关量信息采集处理原理知识准备相关知识

一开关量监测项目

开关量状态监测是信号微机监测系统基本功能之一，主要是实现对站场信息的监督，记录站场行车信息和值班员的操作信息，为其他监测项目提供采集条件。

开关量监测项目主要有：站场运用状态包括按钮状态、控制台表示状态、关键继电器状态等。提速道岔表示采集：对提速道岔各个转辙机定反位状态进行监测、显示、存储；监测列车信号主灯丝断丝状态并报警；相关知识

二开关量监测项目6502站道岔电路SJ第八组接点封连动态监测，记录并报警；组合架零层、组合侧面侧面以及控制台的主副熔丝转换装置监测、记录并报警；环境监控开关量监测包括电源室、集中室、机械室等处的烟雾、明火、水侵、门禁、玻璃破碎等报警开关量信息的采集、记录并报警。相关知识二

开关量采集器的分类和原理光电隔离器1常用的开关量采集器有光电隔离器和接点状态采集器。光电耦合器是把发光二极管和光敏三极管组装在一起并封装在一个管壳内组成的，其结构原理如下图所示。相关知识光电隔离器1当电信号送入光电耦合器的输入端时，发光二极管通过电流而发光，光敏元件收到光照后产生电流，电路导通；当输入端无信号，发光二极管不亮，光敏三极管截止，电路截止。相关知识光电隔离器1对于数字量，当输入为低电平“0”时，光敏三极管截止，输出为高电平“1”；当输入为高电平“1”时，光敏三极管饱和导通，输出为低电平“0”。相关知识思考

光电耦合器在传输信号的同时能够有效抑制尖脉冲和各种噪声干扰，使通道上的信号噪声比大为提高，主要原因是什么？（1）光电耦合器是完全密封在一个管内，或是压膜塑料封装，不会受到外界光的干扰。（2）发光二极管的电阻非常小，而干扰源的内阻一般很大，能够传送到光耦合器输入端的干扰信号就变的很小。（3）光耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系，之间分布的电容极小而绝缘电阻又很大，因此回路一端的各种干扰噪声很难传到另一端，避免了共组抗耦合的干扰信号的产生。（4）光耦合器的响应速度极快，其响应延迟时间只有10us左右，适于对响应速度要求很高的场合。相关知识接点状态采集器2接点状态采集器依据电磁感应原理，通过线圈间的磁耦合实现开关量状态的传感。J是待检测的继电器，接点1-2是被信号设备使用，接点1-3为未使用的空接点。接点1为公共的，因此1-3为半组空接点。相关知识接点状态采集器2传感器的一组感应线圈L2接在接点1-3之间，线圈L2接检测电路,检测电路检测线圈L1的电感量及损耗，L1和L2通过磁场耦合。相关知识接点状态采集器2当1-3断开时，L2上无电流，L1为自身的电感和损耗。当1-3闭合时，L2上产生感应电流，因而L1的损耗增大，同时L1的电感量减小。这样继电器的状态在电感线圈L1上得到反映，可以通过检测L1的电感量和损耗，就可以得到继电器的状态。相关知识接点状态采集器2特点：隔离性能好，和信号设备只有一点接触，不并接也不串联在设备中。不取设备的任何电流和电压，不取设备能源，对设备无任何影响。参数：输出高电平：≥18V；输出低电平<0.1V供电电压+24V相关知识开关量采集机3每一台开关量采集机占用一个组匣，可以配置8块开关量输入板。每块开关量输入板输入48路开关量信息，共可以输入384路开关量信息。当某车站开关量信息大于384路时，应另增设一台开关量采集机。开关量采集机示意图相关知识开关量采集的特点3开关量采集采用空接点和半空接点的方式时，短路、开路故障均不会对电路产生任何影响。（1）开关量监测采用采集控制台表示灯方式时，如果发生短路故障（包括采样线），会造成控制台光管的显示出现故障，虽然不会影响联锁关系，但会对值班员的工作造成干扰。（2）开光量采集采用固态光耦的方式时，如发生短路情况（包括采样线），会导致继电器落下，虽然符合故障导向安全原则但还是会对信号设备的工作造成影响。因此应避免采用固态光耦的方式，对于无空接点的继电器应提供复示继电器以供采集，这样短路、断路故障均不会对电路产生任何影响。二、开关量监测知识准备相关知识三

开关量监测的实现功能和监测对象实现功能1开关量监测的实现功能如下（1）实现监测控制台、人工解锁按钮盘全部按钮的操作（包括进路操作按钮、铅封按钮和单操按钮）；记录按钮按下时间、闭合时间和按下次数。（2）记录控制台盘面上进路、闭塞设备及行车运行等表示信息。（3）采集关机继电器及相关继电器（1DQJ、FMJ、CJ、DGJ等）的状态，记录值班人员的操作，为实现进路跟踪和故障诊断提供原始状态数据；（4）计算机联锁维修机提供的其他信息。相关知识三

开关量监测的实现功能和监测对象监测对象2监测系统实现开关量监测需要监测的对象有：（1）控制台盘面上所有股道、区段、道岔、信号机的表示灯。（2）控制台盘面上所有按钮表示灯。（3）控制台盘面上关键设备表示灯及其他重要信息表示灯（如主、副、电源表示灯；半自动及自动闭塞表示灯；各类照查表示灯等）。（4）控制台盘面上重要按钮等。（5）计算机联锁机的维修机。相关知识实现开关量监测需采集的监测点如下：（1）列/调车按钮状态原则上采集按钮的空接点。无空接接点时，可从按钮表示灯电路采集；对于列/调车按钮继电器有空接点的，可从该空接点采集；有半组空接点的，可用接点状态采集器采集。（2）其他按钮状态原则上从按钮表示灯电路采集，无表示灯电路时，可从按钮空接点采集。采集的监测点3相关知识（3）控制台所有表示灯状态从表示灯电路采集。（4）根据系统软件实现监测功能的需要，对具体选定功能性关键继电器进行采集。原则上从关键继电器空接点采集，只有半组空接点的，可采用接点状态采集器采集。采集的监测点3相关知识1、采集继电器空接点四

开关量监测电路按钮继电器空接点的监测原理图如下，一般采集平时无电的接点。相关知识2、采集半组空接点3、采集控制台按钮表示灯相关知识4、一般表示灯的采集原理相关知识5、采集主、副电源及其它表示灯相关知识6、计算机联锁车站开管量信息采集对于计算机联锁车站，开关量信息是由联锁维修机通过串口送给集中监测上位机的，经过程序转换后进行显示及存储等。对于不能通过联锁机送出的开关量信息或关键继电器状态则采用上述采样方法进行单独采集。四

开关量监测电路相关知识开关量监测配线如右图所示，图中表示每一个端子接端子的名称及接到哪。如A1，端子名称为XIIGJ，接到14-901-12（一排四架第九层侧面端子01-12）。五工程设计与所用设备开关量监测所用设备为06型开入板，每块开入板可采集48个开关量信息，该开入板还可以分为正开入板、负开入板、12V开入板、5V开入板。超过48个开关量信息采集时，需增加一块开入板。相关知识相关知识开入板信息指示灯有48组指示灯，依次为第1-48。表示相对应开光量的信息状态。灯亮表示采集板这一路采集到有效信号（有交流或直流24V电压），灯灭表示这一路无有效信号。五工程设计与所用设备相关知识六故障处理（1）计算机联锁车站开关量信息不正常，可能原因及参考处理如下：1）接口通信线故障：检查连锁微机与站机的接口2）检查微机联锁维修机工作状态，重新启动维修机；3）检查接口或接口卡工作状态；4）数据错误。相关知识六故障处理（2）6502站开关量信息不正常，可能原因及参考处理：1）开入板故障。故障灯亮，更换开入板；2）开入板电源环线不良，检查相应电源环线；3）采样线中断或错误，校正采样线；空接点采样时，中接点电源环线中断；4）用光电模块隔离的开关量，检查模块是否正常，模块电源环线是否有问题；5）digit.ini