〖摘要〗 介紹了微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要功能、原理和在電務(wù)設(shè)備中的具體應(yīng)用。該系統(tǒng)為電務(wù)現(xiàn)場(chǎng)人員提供日常維修、查找隱患、解決疑難問(wèn)題的依據(jù)。

〖關(guān)鍵詞〗 必要性　　功能　　應(yīng)用

Abstract: The main function, principle and application of the microcomputer　monitoring　system　are　introduced　in　this　paper,　which provided the data with the worker on routine maintenance, examining fault and solving　difficult　question.

Key　words:　Necessity　 Function　 Application

1． 概述

鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)是電務(wù)部門(mén)安全的“黑匣子”，是電務(wù)部門(mén)維修技術(shù)的重要突破，是電務(wù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)“狀態(tài)修”的必要手段，也是信號(hào)技術(shù)向高安全、高可靠和網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化發(fā)展的重要標(biāo)志之一。長(zhǎng)治北電務(wù)段于8月份正式投入TJWX--2000型鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2． 應(yīng)用鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的必要性

長(zhǎng)治北電務(wù)段西陽(yáng)村車(chē)站，經(jīng)常發(fā)生軌道電路閃紅光帶和瞬間停電，造成信號(hào)關(guān)閉故障。2000年全段電源轉(zhuǎn)換和軌道電路瞬間閃紅光帶共116件，西陽(yáng)村22件，占19%；2001年1—7月份56件，西陽(yáng)村9件，占16%。長(zhǎng)治北電務(wù)段多次調(diào)查、分析、處理，均不能從根本上消除設(shè)備故障隱患。

鐵路微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確、量化地反映信號(hào)設(shè)備的運(yùn)用質(zhì)量、結(jié)合部設(shè)備狀態(tài)，并具有狀態(tài)信息儲(chǔ)存、重放、查詢和報(bào)警功能。當(dāng)電氣特性超標(biāo)或違章作業(yè)進(jìn)行局部接點(diǎn)封連時(shí)均能按照等級(jí)及時(shí)報(bào)警。這對(duì)于防止違章作業(yè)，分析判斷故障，特別是對(duì)瞬間發(fā)生、時(shí)好時(shí)壞的“疑難雜癥”故障，或結(jié)合部難以界定的復(fù)雜故障的分析提供了重要的手段和依據(jù)。同時(shí)，由于對(duì)設(shè)備的運(yùn)用狀態(tài)能做到“心中有數(shù)”，“超標(biāo)報(bào)警”，超前防范，防范未然，能使設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量始終處于受控狀態(tài)，科學(xué)地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)合理維修，避免“過(guò)剩修”或漏檢漏修。

3． TJWX--2000型鐵路微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

3.1　模擬量在線監(jiān)測(cè)。包括電源屏監(jiān)測(cè)、電源對(duì)地漏泄電流監(jiān)測(cè)、轉(zhuǎn)轍機(jī)監(jiān)測(cè)、軌道電路監(jiān)測(cè)、電纜絕緣監(jiān)測(cè)、區(qū)間自動(dòng)閉塞監(jiān)測(cè)、部?jī)?nèi)電碼化監(jiān)測(cè)。

3.2　開(kāi)關(guān)量在線監(jiān)測(cè)。對(duì)按鈕狀態(tài)、控制臺(tái)表示、功能型繼電器狀態(tài)實(shí)施監(jiān)測(cè)。

3.3　其它監(jiān)測(cè)內(nèi)容。監(jiān)測(cè)列車(chē)信號(hào)主燈絲斷絲，可按信號(hào)機(jī)架或架群報(bào)警；對(duì)組合架零層、組合側(cè)面以及控制臺(tái)的主副熔絲轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)；記錄集中式區(qū)間信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈、區(qū)間軌道電路占用狀態(tài)；站內(nèi)電碼化發(fā)碼、傳輸繼電器狀態(tài)監(jiān)測(cè)并記錄；道岔表示缺口、實(shí)際位置監(jiān)測(cè)；并對(duì)道岔室內(nèi)外表示不一致及電路中SJ第八組接點(diǎn)封連實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)警。

3.4　故障報(bào)警。一級(jí)報(bào)警涉及到行車(chē)安全的信息；二級(jí)報(bào)警為影響行車(chē)和設(shè)備正常工作的信息；三級(jí)報(bào)警為 設(shè)備電氣特性超標(biāo)。

4． TJWX--2000型信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1　道岔監(jiān)測(cè)

4.1.1　道岔動(dòng)作電流監(jiān)測(cè)。對(duì)道岔動(dòng)作電流的測(cè)試采用WB系列穿心感應(yīng)式電流傳感器（固態(tài)模塊）來(lái)完成。該型電流采樣模塊適合ZD—6型單機(jī)或雙機(jī)牽引道岔使用。監(jiān)測(cè)道岔電流實(shí)際就是監(jiān)測(cè)道岔轉(zhuǎn)換的起止時(shí)間，采集機(jī)通過(guò)采集1DQJ的落下接點(diǎn)狀態(tài)來(lái)監(jiān)測(cè)道岔轉(zhuǎn)換起止時(shí)間，從而達(dá)到監(jiān)測(cè)道岔電流的目的。由于1DQJ 沒(méi)有空閑接點(diǎn)，因此如果使用光電模塊，只能在半組接點(diǎn)上采集開(kāi)關(guān)量，這樣不可避免會(huì)帶有電氣進(jìn)入集中控制電源KZ。為確保故障—安全的原則，采用了穿心感應(yīng)式電流采集模塊實(shí)現(xiàn)一次隔離，在采集機(jī)內(nèi)模入板進(jìn)行二次隔離，確保控制電源不出現(xiàn)在模塊外側(cè)。二是電流采集模塊就近安裝在道岔組合1DQJ后邊，配線盡可能短，以減少混電的可能。再組合選取動(dòng)作電流回線穿過(guò)道岔電流取樣模塊，利用電磁感應(yīng)原理獲得取樣電流，并將結(jié)果暫存在道岔采集機(jī)存儲(chǔ)器里，當(dāng)站機(jī)發(fā)出命令索要數(shù)據(jù)時(shí)將一條完整的道岔電流曲線數(shù)據(jù)送出。通過(guò)對(duì)道岔動(dòng)作電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可分析判斷道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)的電氣特性、時(shí)間特性和機(jī)械特性。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(cè)，本采集系統(tǒng)在每組道岔的動(dòng)作回路中均串入WB電流傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

4.1.2　道岔定位/反位表示監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)道岔定位/反位表示燈電路的繼電器接通條件，記錄道岔位置，描繪站場(chǎng)狀態(tài)。由于是在表示燈電路里采集繼電器接通條件，是開(kāi)關(guān)量，必須經(jīng)過(guò)衰耗隔離和光電隔離。2DQJ位置狀態(tài)用定位（或反位）來(lái)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。由于2DQJ是極性保持繼電器，無(wú)空余接點(diǎn)，所以2DQJ位置狀態(tài)采樣使用光電探頭，套在繼電器外罩上，通過(guò)光電感應(yīng)探測(cè)銜鐵位置來(lái)判斷繼電器狀態(tài)。它的優(yōu)點(diǎn)是，采用高頻調(diào)制技術(shù)，利用2DQJ的2個(gè)不同位置雙輸出方式，保證了2DQJ采集的正確性，符合故障一安全技術(shù)。在實(shí)際施工中，考慮到方便調(diào)試，2DQJ的安裝采用了特殊的固定方式，一是采用雙指示燈顯示；二是用12V--15V直流電源為傳感器供電，不會(huì)造成與繼電器使用電源KZ（KF）24V的混電問(wèn)題；三是傳感器采用接插方式連接，為現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)方便。

4.1.3　SJ第8組接點(diǎn)封連監(jiān)測(cè)。道岔是否確實(shí)鎖閉，是行車(chē)安全的重大問(wèn)題。在進(jìn)路鎖閉的情況下，進(jìn)路上有關(guān)的SJ已經(jīng)落下，確保了道岔是在鎖閉狀態(tài)。但在某些特殊情況時(shí)（如人為違章或混電），在SJ 接點(diǎn)82與1DQJ線圈3之間存在KZ電源，說(shuō)明該道岔實(shí)際上未被鎖閉，如不及時(shí)查出就會(huì)危及行車(chē)安全。為避免上述情況，在微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，對(duì)SJ第8組接點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以確認(rèn)道岔實(shí)際鎖閉情況。施工中用SJ 第7組后接點(diǎn)來(lái)證明該道岔是在鎖閉或解鎖的狀態(tài)，用SJ第8組前接點(diǎn)檢測(cè)道岔的鎖閉狀態(tài)。對(duì)于雙動(dòng)道岔分別各設(shè)一套模塊電路來(lái)監(jiān)測(cè)1SJ、2SJ的接點(diǎn)狀態(tài)。它的優(yōu)點(diǎn)：一是每組道岔只增加1個(gè)采樣點(diǎn)；二是每組道岔都是獨(dú)立采樣，排除了各個(gè)道岔相互干擾的可能性；三是既不影響道岔的正常動(dòng)作，又能正確檢查道岔是否被鎖閉。

4.2　電纜絕緣監(jiān)測(cè)

信號(hào)電纜是電源和設(shè)備之間的連線，直接關(guān)系到信號(hào)聯(lián)鎖，必須對(duì)每一條電纜芯線的絕緣性能進(jìn)行測(cè)試。由于電纜芯線數(shù)量多，只能一根一根的測(cè)試。系統(tǒng)借助測(cè)試由繼電器組成的樹(shù)型陣列接點(diǎn)開(kāi)關(guān)，即繼電器多級(jí)選路網(wǎng)絡(luò)和互切電路，將每條電纜芯線順序、逐一地接入測(cè)試電路。具體做法是將特制的500V直流高壓加至電纜芯線上，每根電纜測(cè)試需要10s，將電纜芯線全程對(duì)地絕緣電阻轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電壓值，送入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理。由于電纜數(shù)量多，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，所以采取早晨定時(shí)（6：30）自動(dòng)測(cè)試方法，并支持隨機(jī)人工啟動(dòng)全測(cè)與單測(cè)。

4.3　電纜對(duì)地漏流監(jiān)測(cè)

了解各電源線是否破損和漏電，及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路故障消除設(shè)備隱患，對(duì)信號(hào)工區(qū)維修工作非常重要。為此，系統(tǒng)增加了電源對(duì)地漏流的監(jiān)測(cè)。因電源屏輸出電源有交、直流之分，為提高測(cè)試精度，加裝了2個(gè)繼電器，針對(duì)不同的電源切換到不同的監(jiān)測(cè)電路。測(cè)試電路中串入較大的保護(hù)電阻（1KΩ）和保護(hù)熔斷器，將取樣電壓信號(hào)量化轉(zhuǎn)成0--5V直流標(biāo)準(zhǔn)電壓，經(jīng)綜合采集機(jī)模擬量輸入板送至CPU進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理。本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與電纜絕緣監(jiān)測(cè)共用1套測(cè)試?yán)^電器組合，用1個(gè)繼電器（JAO）作為監(jiān)測(cè)電纜絕緣和電源漏流的區(qū)分條件。電源屏各種輸出電源對(duì)地漏流的監(jiān)測(cè)直接關(guān)系到安全生產(chǎn)，為此特別規(guī)定：電務(wù)人員只能在綜合“天窗”內(nèi)進(jìn)行人工啟動(dòng)，自動(dòng)測(cè)量。

4.4　熔絲斷絲及燈絲斷絲監(jiān)測(cè)

根據(jù)現(xiàn)有電氣集中站機(jī)械室的熔絲報(bào)警設(shè)備，系統(tǒng)從機(jī)械室熔絲報(bào)警電路排架燈處，取出表示燈實(shí)時(shí)判別記錄條件（熔絲斷絲故障的排架位置），并通知值班人員處理。電路中的電源為直流12V。系統(tǒng)還對(duì)全站的列車(chē)信號(hào)主燈絲狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、記錄和報(bào)警。監(jiān)測(cè)電路是嫁接在原燈絲斷絲報(bào)警電路中。為保證測(cè)試電路不影響原報(bào)警電路的正常工作，在室外加測(cè)試電阻并聯(lián)有二極管，由于二極管的單向?qū)щ娦允沟貌⒙?lián)的測(cè)試電阻不起作用，不影響原報(bào)警電路的特性。當(dāng)主絲斷絲時(shí)，信號(hào)機(jī)燈絲轉(zhuǎn)換繼電器落下接點(diǎn)的開(kāi)關(guān)量有效，將測(cè)試電阻串入監(jiān)測(cè)電路，在燈絲測(cè)試板上產(chǎn)生一個(gè)直流取樣電壓 ，使采集機(jī)專設(shè)的燈絲報(bào)警繼電器吸起，斷開(kāi)原報(bào)警電路，接通監(jiān)測(cè)電路。當(dāng)不同的信號(hào)燈主絲斷絲時(shí)，由于接入的測(cè)試電阻不同，產(chǎn)生不同的取樣電壓，采集機(jī)根據(jù)電壓數(shù)據(jù)值的不同確定哪架信號(hào)機(jī)主燈絲斷絲。實(shí)際應(yīng)用中采用并聯(lián)形式，按信號(hào)機(jī)距信號(hào)樓的距離由近及遠(yuǎn)，電阻從小到大，順序安裝。

4.5　25HZ相敏軌道電路監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)對(duì)受電端軌道電路繼電器線包兩端的交流電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接受電壓值的變化，反映軌道電路調(diào)整狀態(tài)和分路狀態(tài)的工作情況。為了不影響軌道電路的正常工作，從軌道測(cè)試盤(pán)上（即二元二位軌道繼電器3、4端子上）將軌道電壓引入軌道電壓采集機(jī)，用WB系列交流電壓傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這種傳感器應(yīng)用電磁隔離原理制成，隔離性能好，工作電源12V，對(duì)軌道電路的工作沒(méi)有影響。

4.6　開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)對(duì)控制臺(tái)、人工解鎖按鈕盤(pán)全部按鈕的操作，記錄下控制臺(tái)盤(pán)面上進(jìn)路、閉塞主要設(shè)備以及行車(chē)運(yùn)行等表示信息，并跟蹤LJJ、LFJ、DJJ、DFJ、1DQJ、FMJ、CJ、DGJ的狀態(tài)變化，為進(jìn)路跟蹤和故障診斷提供原始數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)電路一般從控制臺(tái)表示燈取樣，經(jīng)光耦模塊進(jìn)入監(jiān)測(cè)采集機(jī)再送入開(kāi)入板。優(yōu)先采樣按鈕繼電器的空接點(diǎn)，若無(wú)空接點(diǎn)，則采表示燈。因繼電器的不同，開(kāi)關(guān)量采樣隔離方式有2種：有空接點(diǎn)的優(yōu)先采樣空接點(diǎn)，無(wú)空接點(diǎn)的采樣繼電器線圈勵(lì)磁電壓，用專門(mén)設(shè)計(jì)的固態(tài)光耦模塊獲取開(kāi)關(guān)量信息。開(kāi)關(guān)量采集器隔離性能好，與信號(hào)設(shè)備只有一點(diǎn)接觸，不并接也不串接在設(shè)備中，不取設(shè)備的任何電流和電壓。因不取設(shè)備電源，對(duì)設(shè)備無(wú)任何影響。

電路中還采取了以下安全措施：一是用KZ 、KF 的表示燈必須經(jīng)光電隔離；二是GJ、DGJF、LJJ、LFJ如沒(méi)有空接點(diǎn)必須經(jīng)光電隔離。

4.7　電源屏電壓監(jiān)測(cè)

4.7.1　輸入、輸出電源電壓監(jiān)測(cè)。對(duì)電源屏各路輸入、輸出電源均進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其中包括輸入電源斷電、斷序和相序。交流電壓傳感器采用了WB系列電磁隔離傳感器；直流電壓傳感器采用了WB系列光電調(diào)制隔離傳感器。它們都具有抗干擾能力強(qiáng)、精度高的特點(diǎn)。因所有輸入、輸出電壓較高，故均需經(jīng)過(guò)熔斷器和高阻降壓后再接入電壓傳感器模塊，送入模入板，經(jīng)選通后送至CPU進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換實(shí)施監(jiān)測(cè)。

4.7.2　兩路電源及一路瞬間斷電監(jiān)測(cè)。對(duì)外電網(wǎng)2路輸入電源瞬間斷電的監(jiān)測(cè)和2路切換后電源屏輸出電源斷電時(shí)間的測(cè)量，不但是對(duì)電力設(shè)備的有效監(jiān)測(cè)，而且能對(duì)查找故障原因提供有力的證據(jù)。系統(tǒng)中，2路輸入、1路輸出3對(duì)電源在經(jīng)高阻降壓后，輸入到專用的固態(tài)隔離模塊，一方面完成電氣隔離，另一方面把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)。綜合采集機(jī)CPU按高速掃描方式監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)量的狀態(tài)變化，當(dāng)開(kāi)關(guān)量消失或低電平持續(xù)時(shí)間超過(guò)100ms，認(rèn)定輸入電源為斷電狀態(tài)，以描點(diǎn)的方式記錄斷電過(guò)程。

4.7.3　相序監(jiān)測(cè)。輸入三相電源經(jīng)相序識(shí)別電路，轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)量，送入開(kāi)關(guān)量輸入板。當(dāng)相序正確，相序識(shí)別電路輸出高電平，反之輸出低電平。實(shí)際應(yīng)用中，B相電壓高、燈光亮；C相電壓低、燈光暗。

5． 結(jié)論

總之，鐵路信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在我段信號(hào)設(shè)備中的應(yīng)用，有利于設(shè)備管理和指導(dǎo)生產(chǎn)，有利于自我發(fā)展和自我完善，不斷提高設(shè)備質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，確保安全生產(chǎn)。