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1、微机监测原理与工程设计信号微机监测原理与工程设计1.开关量是指类似开通或关断的、在时间上和数值上断续变化的数值量。如通和断、亮和灭、有和无、高和低等，开关量可用数字信号表示。2.数字信号是表示数字量的信号。数字信号是在两个稳定状态之间作阶跃式、断续变化的信号，常用0和1表示。其一般的表示意义为：0表示：低电位、无脉冲、关断、灯灭；1表示：高电位、有脉冲、开通、灯亮。3.模拟量自然界大量出现的，在时间上和数值上均作连续变化的物理量。如压力、重量、温度、密度、流量、转速、位移、电压、电流等4.模拟信号：表示模拟量的信号。5.模拟/数字转换（A/D）和数字/模拟转换（D/A）计算机不能直接接受模拟信
2、号。它所加工处理的数据（机器数）都是用二进制数，即数字信号表示的。若对模拟信号进行计算机控制，须首先用传感器和信号整理电路将其量化转换为标准逻辑电压（0-5V直流信号电压），下一步通过“模拟/数字转换器ADC”转换成相应的数字信号，再送入计算机处理。计算机处理后的结果仍是数字信号，如用它控制执行机构（伺服马达等控制对象），则须通过“数字/模拟转换器DAC”转换成相应的模拟信号（回控信号）去控制对象。如控制温度、压力、流量，控制飞机、导弹等。6.采样：在模拟/数字转换的过程中，首先要将在时间上连续的模拟信号（通过传感器和模/数转换）变成不连续的数字信号序列，这个过程叫采样。7.实时控制：实时立即
3、、及时、足够快的意思。实时控制就是及时响应外部信息数据，及时分析处理，及时作出反应。这里的“及时”是毫秒级，比如导弹修正方向就小于毫秒级。第一节开关量的监测一 监测对象1.实时监测控制台、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、闭塞主要设备以及行车运行等表示信息。3.采集有关继电器（LJJ、LFJ、DJJ、DFJ、1DQJ、2DQJ、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。二监测电路1.大量用于行车作业实时记录和进路跟踪的开关量信息，一般从控制台表示
4、灯取样，经整流、滤波及光电隔离后送入开关量输入板。固态光隔模块采用了高阻加光电隔离的工作方式，输出的开关量信息经选通送入CPU。原理图如下所示：开关量采集原理图光隔离器：也叫光耦合器、光子耦合器，俗称隔离模块。它用于一个电路与另一个电路的隔离，或让一个电路影响另一个电路。光隔离器有光源（发光二极管）和光传感器（光电晶体管）组成。装置在隔光容器中。从光源到光传感器有光的耦合，用5V脉冲导通发光二极管，控制着连接+15V或更高电源的光电晶体管。光隔离器只有光的耦合，没有电的联系。如图所示：2.对按钮的监测，优先采样按钮继电器的空接点，若无空接点，则从表示灯两端采样。人工解锁按钮则直接采按钮空接点（
5、第2组接点，没有第2组接点的应更换）3.对继电器开关量的采样隔离有两种方式，有空接点的优先采样空接点；少量无空接点的关键继电器，采用专门设计的固态光隔模块从继电器线包励磁电压采样，获取开关量信息。固态光隔模块采用了高阻加光电隔离的工作方式，输出的开关量信息直接送入开关量输入板。如下图所示：4.继电器半组空接点采样：继电器半组空接点的采样使用开关量采集器，开关量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。原理见下图,图中J是待检测继电器，接点1-2被信号设备使用，接点1-3为未使用的空接点。由于接点1是公共的，因此1-3称为半组空接点。传感器的一组感应线圈L2接在接点1-3间
6、，另一组线圈接检测电路。检测电路检测线圈L1的电感量及其损耗，L1和L2通过磁场耦合。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。因此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。通过检测L1的电感量和损耗，就可得知继电器的状态。开关量采集器隔离性能好，和信号设备只有一点接触，不并接也不串接在设备中，因此不取设备的任何电流和电压。即不取设备能源，对设备无任何影响。三设备构成-分组输入方式开关量的监测由开关量采集机完成。开关量采集机由电源板（DY），CPU板和开关量输入板（KR）组成，如下图。开关量采集机组匣示意图1
7、.电源板（DY）：给采集机提供各种工作电源。2.CPU板是采集机的核心，对模拟量进行A/D转换，转换成数字量并通过CAN总线通信。3.开关量输入板，将控制台各种信息转换成CPU接受的开关量（1或0）。4.每一台开关量采集机占用一个抽匣，可插入8块开入板，每块开入板输入48路开关量信息，共可输入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CPU板将采集得的状态数据暂存在缓冲单元（CPU板上的存储片）内，通过CAN总线完成与站机的数据交换。其结构框图如下。开关量采集机结构示意图四.CPU板的构成及数据处理流程CAN通信片存储片1.CPU板是采集机核心
8、，首先对本采集机的所有模拟量分时、分组进行A/D转换，将各种各样的开关信号转换成数字信号。简单说来，分时分组处理数据的过程大致是：CPU按着程序指令依次分别向每块开入板板选信号选中某个开入板（依据地址码），进一步发出片选信号依次分别选中某个芯片，亦即某个分组（共6组，每组8个数据量）。这样按着时间顺序先处理第一块开入板的6组48个数据，再依次处理第二块开入板的48个数据，依次类推。CPU采集得到的信息数据暂存在存储片RAM中，后来的信息覆盖先到的信息。2.CPU板上装配有程序芯片ROM（只读存储器），芯片里写有开关量采集机的软件程序，通电后CPU按该程序运行。系统经自检程序和初始化后，由软件定
9、时器启动，以巡测方式巡测开关量的状态，每位数据对应一路开关量。3.站机配置有CAN通信卡，CPU板配置有CAN通信芯片，构成CAN总线局域通信。站机每1秒钟向分机索要数据1次，当接受到站机命令时，除与站机校对时钟外，并将暂存在存储片的全部开关量数据送入站机。4.根据技术要求，开关量采集机应向站机一是传送全部开关量的目前状态，二是传送开关量的变化状态信息。开关量显示表格：开关量数据文件开关量总路数=722;开关量类型定义：15类;/破封按钮灯(00);/区段红光带(01);/信号机开放信号(02);/按钮灯(03);/道岔定位表示绿灯(08);/挤岔红灯(16);/熔丝为1报警开关量(17);/
10、区间为1报警开关量(18);/区间为0报警开关量(19);/道岔缺口为1报警开关量(20);/错序为1报警开关量(21);/断相为1报警开关量(22);/传输继电器CJ（64）;/其它灯(128);/开关量为空(255);序号=开关量名称，开关量序号，开关量类型，取反标志，分机号;每行长度不得大于80;开关量分机的开关量数据;查开关量采样配图C2-D10.D11.D121=SFBD-L,0,128,0,19,2=SJBD-U,1,128,0,19,3=SJBD-H,2,128,0,19,4=SJBD-L,3,128,0,19,5=SFBD-U,4,128,0,19,6=SFBD-H,5,128
11、,0,19,7=SNFBD-L,6,128,0,19,8=SNJBD-U,7,128,0,19,9=SNJBD-H,8,128,0,19,10=SNJBD-L,9,128,0,19,11=SNFBD-U,10,128,0,19,12=SNFBD-H,11,128,0,19,13=SJG-H,12,01,0,19,14=STA-L,13,03,0,19,STAJ15=SYA-B,14,00,0,19,16=IIBG-H,15,01,0,19,17=IIBG-B,16,128,0,19,18=SLA-L,17,03,0,19,SLAJ19=D2A-B,18,03,0,19,D2AJ20=D2-B,
12、19,02,0,19,21=S-L,20,02,0,19,22=SYX-B,21,02,0,19,23=SNJG-H,22,01,0,19,24=SNTA-L,23,03,0,19,SNTAJ25=SNYA-B,24,00,0,19,26=SNLA-L,25,03,0,19,SNLAJ27=XDZA-B,26,03,0,19,XDZAJ28=SN-L,27,02,0,19,29=SNYX-B,28,02,0,19,30=2-QB,29,128,0,19,31=2-QH,30,01,0,19,32=4-QB,31,128,0,19,33=4-QH,32,01,0,19,34=6-QB,33,12
13、8,0,19,35=6-QH,34,01,0,19,36=D4A-B,35,03,0,19,D4AJ37=D4-B,36,02,0,19,38=8-QB,37,128,0,19,39=8-QH,38,01,0,19,40=D6A-B,39,03,0,19,D6AJ41=D6-B,40,02,0,19,42=SIILA-L,41,03,0,19,SIILAJ43=SIIDA-B,42,03,0,19,SIIDAJ44=SII-B,43,02,0,19,45=SII-L,44,02,0,19,46=SILA-L,45,03,0,19,SILAJ47=SIDA-B,46,03,0,19,SIDAJ4
14、8=SI-B,47,02,0,19,49=SI-L,48,02,0,19,50=S3LA-L,49,03,0,19,S3LAJ51=S3DA-B,50,03,0,19,S3DAJ52=S3-B,51,02,0,19,53=S3-L,52,02,0,19,54=S5LA-L,53,03,0,19,S5LAJ55=S5DA-B,54,03,0,19,S5DAJ56=S5-B,55,02,0,19,57=S5-L,56,02,0,19,58=11-QB,57,128,0,19,59=11-QH,58,01,0,19,60=D7A-B,59,03,0,19,D7AJ61=D7-B,60,02,0,19
15、,62=7-QB,61,128,0,19,63=7-QH,62,01,0,19,64=D5A-B,63,03,0,19,D5AJ65=D5-B,64,02,0,19,66=5-QB,65,128,0,19,67=5-QH,66,01,0,19,68=XFBD-L,67,128,0,19,69=XJBD-U,68,128,0,19,70=XJBD-H,69,128,0,19,71=XJBD-L,70,128,0,19,72=XFBD-U,71,128,0,19,73=XFBD-H,72,128,0,19,74=X4LA-L,73,03,0,19,X4LAJ75=X4DA-B,74,03,0,19
16、,X4DAJ76=X4-B,75,02,0,19,77=X4-L,76,02,0,19,78=IG-H,77,01,0,19,79=IG-B,78,128,0,19,80=IIG-H,79,01,0,19,81=IIG-B,80,128,0,19,82=3G-H,81,01,0,19,83=3G-B,82,128,0,19,84=4G-H,83,01,0,19,85=4G-B,84,128,0,19,86=5G-H,85,01,0,19,87=5G-B,86,128,0,19,88=16/18G-B,87,128,0,19,89=16/18G-H,88,01,0,19,90=D10G-H,89
17、,01,0,19,91=D14G-H,90,01,0,19,92=SZR-H,91,00,0,19,93=SZQ-H,92,03,0,19,SZQJ94=SPL-H,93,128,0,19,95=SZD-L,94,128,0,19,96=SZF-U,95,128,0,19,97=XDSB-H,96,128,0,19,98=SDSB-H,97,128,0,19,99=RBD-H,98,128,0,19,100=XZR-H,99,00,0,19,101=XZQ-H,100,03,0,19,XZQ102=XPL-H,101,128,0,19,103=XZD-L,102,128,0,19,104=XZ
18、F-U,103,128,0,19,105=XDR-H,104,128,0,19,106=XLR-H,105,128,0,19,107=XJC-H,106,16,0,19,108=XYZSA-B,107,00,0,19,109=S4LA-L,108,03,0,19,S4LAJ110=S4DA-B,109,03,0,19,S4DAJ111=S4-B,110,02,0,19,112=S4-L,111,02,0,19,113=XNFBD-L,112,128,0,19,114=XNJBD-U,113,128,0,19,115=XNJBD-H,114,128,0,19,116=XNJBD-L,115,12
19、8,0,19,117=XNFBD-U,116,128,0,19,118=XNFBD-H,117,128,0,19,119=3-QB,118,128,0,19,120=3-QH,119,01,0,19,121=1-QB,120,128,0,19,122=1-QH,121,01,0,19,123=XJG-H,122,01,0,19,124=XTA-L,123,03,0,19,XTAJ125=XYA-B,124,00,0,19,126=IAG-H,125,01,0,19,127=IAG-B,126,128,0,19,128=XLA-L,127,03,0,19,XLAJ129=D1A-B,128,03
20、,0,19,D1AJ130=D1-B,129,02,0,19,131=X-L,130,02,0,19,132=XYX-B,131,02,0,19,133=XNJG-H,132,01,0,19,134=XNTA-L,133,03,0,19,XNTAJ135=XNYA-B,134,00,0,19,136=XNLA-L,135,03,0,19,XNLAJ137=SDZA-B,136,03,0,19,SZDAJ138=XN-L,137,02,0,19,139=XNYX-B,138,02,0,19,140=SYZSA-B,139,00,0,19,SZSAJ141=YFBD-H,140,128,0,19,
21、142=MBD-H,141,128,0,19,143=1DG,142,00,0,19,144=3DG,143,00,0,19,145=5-9DG,144,00,0,19,146=7DG,145,00,0,19,147=11-13DG,146,00,0,19,148=2DG,147,00,0,19,149=4DG,148,00,0,19,150=6-10DG,149,00,0,19,151=8DG,150,00,0,19,152=12DG,151,00,0,19,153=14-16DG,152,00,0,19,154=18DG,153,00,0,19,开关量施工配线设计图第二节交流连续式轨道电路
22、的监测一.监测点：常用的交流连续式轨道电路有JZXC480型和25HZ相敏轨道电路，监测点应该是接受端轨道继电器线包两端的交流电压。通过实时监测接受端电压值的变化，反映轨道电路调整状态和分路状态的工作情况，如下图。二.信息采集为了不影响轨道电路的正常工作，从轨道继电器端子（或分线盘）将轨道电压引入轨道采集机，经过衰耗电阻接入轨道互感器模块，完成信息采集，如下图所示。模块选用WB系列交流电压传感器，这种传感器应用电磁隔离原理制成，隔离性能好，精度高，直流05V电压输出，输入阻抗高（大于40K），对轨道电路的工作没有影响。+12V、-12V是传感器辅助工作电源，O是辅助电源和输出信号的公共地，V是
23、输出电压信号，根据轨道继电器的状态，可以实时监测轨道电路的调整电压和分路电压。轨道互感器模块示意图三.量化转换（信号整理电路）轨道电压互感器模块完成隔离后，采集信息仍然是交流信号（毫安级）。经过运算放大精密整流又运算放大，转换成05V的标准直流电压（TTL逻辑电压）。该直流电压与轨道继电器端电压值是呈线性对应关系的。量化后的标准直流电压，经选通，送到CPU板进行A/D转换，将模拟量转换成数字量后送入计算机处理。轨道电路隔离采样电路图四.模拟量采样的一般结构框图图中，隔离：是满足技术条件的要求。量化转换：是指将传感器采集到的微弱交流信号（微伏、毫伏级）进行放大整流放大，变成05V直流标准电压。A
24、/D转换：是用专门的模/数转换芯片，将05V直流标准电压转换为计算机认可输入的，能够加工处理的数字信号。（A/D转换芯片也常常被集成到CPU芯片中）。当然这个数字信号是对应于采集到的模拟信号的。五.设备构成轨道采集机；是由电源板、CPU板、互感器板，经总线联结构成的，各种插接板插接在总线板上构成机笼。其安装示意图如下图。1.电源板DY：提供独立的稳定的工作电源。2.CPU板：是采集机的核心。依据预先设定的软件程序（程序片ROM）管理各轨道互感器板，对模拟量进行A/D转换，暂存转换数据，并通过CAN总线与站机通信，按站机命令向站机传送数据包。3.开入板：采集轨道继电器开关量，确定轨道调整或占用状
25、态。4.互感器板HGQ：将被监测轨道电压电阻衰耗、互感器隔离、线性量化，经多路转换开关选通送给CPU进行A/D转换。5.开入板共2块，每块可容纳48个开关量；互感器板共6块，每块可容纳监测16个轨道电路区段的互感器模块。这样每台轨道采集机硬件的最大容量即为96个区段。6.具体某个车站，可根据轨道电路区段数目的多少配置相应数量的互感器板。当超过96个区段时则须增加一台轨道采集机。7.各路轨道电压采集配线，从组合侧面端子配至采集机后面板52线端子上。互感器板实物图隔离方式：1.电压隔离（模块隔离）2.电流隔离3.开关量隔离4.高阻隔离六.周期巡测，时间不大于1S软件功能主要是监测轨道电路接受端调整
26、电压、分路电压，形成轨道电压日报表数据，包括调整状态最高电压、最低电压和分路状态最高电压的数值，形成轨道电压日曲线、月曲线和年曲线。轨道电路电压数据采集过程设计大体上是这样的：循环连续从第1路、第2路-至第128路采集信息，对于每一路来说，每采集1次记录一个数值。当采集8个循环后，将8个数值取算术平均值送入存储器暂存，这个数值就是要发送站机（主机）的数据。当下一个8次循环的平均值到来后，刷新前面的数据，这样保证送往站机的数据总是最新的。站机每1秒钟向分机发出指令读取数据1次。CPU的时钟周期是8M，指令周期1M以上，轨道电路区段数128，显然1秒钟内肯定会有很多个8次循环，所以监测的数值绝对是
27、实时的（可用仿真器测试出来）。其主程序流程图如下。轨道电压监测程序流程图轨道电路电压实时测试表轨道电压采集施工配线图（轨道互感器板52线端子）轨道电压数据文件模拟量项目子项数目=2子项1名称=轨道电压单位=伏变化范围=0.030,0.010总路数=34开始AD号=0;电码化发送电压,电码化接收电流,移频发送电压,移频接收电压使用，1=1DG,0,0,0,0.000,40.000,1.085,25.000,10.000,2.700,32=3DG,0,1,1,0.000,40.000,1.073,25.000,10.000,2.7,33=5-9DG,0,2,2,0.000,40.000,1.085
28、,25.000,10.000,2.7,34=5-9DG1,0,3,3,0.000,40.000,1.059,25.000,10.000,2.7,35=7DG,0,4,4,0.000,40.000,1.099,25.000,10.000,2.7,36=11-13DG,0,5,5,0.000,40.000,1.086,25.000,10.000,2.7,37=11-13DG1,0,6,6,0.000,40.000,1.080,25.000,10.000,2.7,38=11-13DG2,0,7,7,0.000,40.000,1.079,25.000,10.000,2.7,39=XJG,0,8,8,0
29、.000,40.000,1.066,25.000,10.000,2.7,310=XNJG,0,9,9,0.000,40.000,1.072,25.000,10.000,2.700,311=IAG,0,10,10,0.000,40.000,1.067,25.000,10.000,2.7,312=IG,0,11,11,0.000,40.000,1.068,25.000,10.000,2.7,313=IIG,0,12,12,0.000,40.000,1.092,25.000,10.000,2.7,314=3G,0,13,13,0.000,40.000,1.096,25.000,10.000,2.7,
30、315=4G,0,14,14,0.000,40.000,1.063,25.000,10.000,2.700,316=5G,0,15,15,0.000,40.000,1.070,25.000,10.000,2.700,317=2DG,0,16,16,0.000,40.000,1.061,25.000,10.000,2.7,318=4DG,0,17,17,0.000,40.000,1.074,25.000,10.000,2.700,319=6-10DG,0,18,18,0.000,40.000,1.070,25.000,10.000,2.7,320=6-10DG1,0,19,19,0.000,40
31、.000,1.085,25.000,10.000,2.7,321=8DG,0,20,20,0.000,40.000,1.070,25.000,10.000,2.7,322=12DG,0,21,21,0.000,40.000,1.061,25.000,10.000,2.700,323=12DG1,0,22,22,0.000,40.000,1.054,25.000,10.000,2.700,324=14-16DG,0,23,23,0.000,40.000,1.092,25.000,10.000,2.7,325=14-16DG1,0,24,24,0.000,40.000,1.081,25.000,1
32、0.000,2.7,326=14-16DG2,0,25,25,0.000,40.000,1.076,25.000,10.000,2.7,327=18DG,0,26,26,0.000,40.000,1.065,25.000,10.000,2.700,328=18DG1,0,27,27,0.000,40.000,1.059,25.000,10.000,2.7,329=SJG,0,28,28,0.000,40.000,1.092,25.000,10.000,2.7,330=SNJG,0,29,29,0.000,40.000,1.107,25.000,10.000,2.7,331=IIBG,0,30,
33、30,0.000,40.000,1.080,25.000,10.000,2.7,332=D10G,0,31,31,0.000,40.000,1.077,25.000,10.000,2.7,333=D14G,0,32,32,0.000,40.000,1.113,25.000,10.000,2.7,334=16-18G,0,33,33,0.000,40.000,1.115,25.000,10.000,2.7,3第三节道岔的监测道岔监测是指：实现道岔动作电流曲线原始数据的跟踪采集；监测道岔启动继电器1DQJ、2DQJ和道岔定/反位表示继电器DBJ/FBJ的状态；以及SJ第八组接点的动态监测；完成道岔
34、动作、实际位置与表示状态的校核；记录道岔转换时间及动作次数、判断道岔转辙机故障；防止违章作业，通过CAN网络或RS-485通信接口与站机交换数据。一.道岔动作电流的监测1.监测点：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组合后面选取A、B、C三相动作线。将动作回线穿过开口式道岔电流取样模块，用霍尔原理获得取样电流。（单相有方向性穿3圈，三相无方向性穿1圈）2.道岔电流取样模块：对道岔电流的测试，采用WB系列穿心感应式电流传感器，可监测10A以内各种波形的交、直流电流。这种传感器采用了线性双补偿霍尔原理，隔离彻底、响应快、耐冲击，020ma电流源通过取样电阻输出05V标
35、准电压。运用中常有几组道岔同时动作，为区分每个转辙机的工作状态和动作电流，保证实时监测，采集系统要求在每组道岔的动作回路中均串入该传感器。传感器采用固态模块，取样信号整理放大电路集成在模块里。（1）直流采样模块：主要用于ZD-6型电动转辙机动作电流（单相直流）隔离取样。模块为开口模块，中间为穿线孔，外型如下图。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；亦可以集中放置在道岔传感器箱内，每箱容纳16组道岔传感器模块。传感器箱安装在分线盘附近的墙上。（2）三相交流采样模块：主要用于提速道岔交流三相电转机动作电流隔离采样。模块外型如下图。三相交流采样模块图三相交流采样模块为分散
36、安装，将模块用树脂全封闭就近安装在提速组合里断相保护器DBQ后面。A、B、C三相动作线分别对应穿入3个孔。3.道岔电流监测原理：通过对道岔动作电流的实时监测，能直接测量出电动转辙机的启动电流、工作电流、故障电流和动作时间，并以此描绘出道岔动作电流曲线。通过对电流曲线的分析即可分析判断道岔转辙的电气特性、时间特性和机械特性。对道岔电流的测试是由道岔采集机完成。将道岔动作电路回线穿入电流取样模块圆孔，隔离采集道岔动作电流。再将采样信号运算放大、精密整流、又运算放大，整理转换成05V的标准电压，送入道岔采集机模拟量输入板，经选通送至CPU进行A/D转换。再将转换后的数字信号（即电流曲线的数据）暂存在
37、道岔采集机存储器里，当站机发出命令索要数据时即将一条完整的道岔电流曲线数据送往站机处理。其原理框图如下。道岔电流监测原理图同样，三相交流采样模块采集到三相电动转辙机动作电流后，每相取样电流都经过放大整流放大，转换成三路a、b、c（分别对应三相A、B、C）动作电流的05V直流标准电压，送入道岔采集机模入板，分别经过选通送至CPU进行A/D转换。再将转换后的数字量暂存采集机，当站机索要数据时即将完整电流曲线的数据送往主机（站机）存储处理。二.1DQJ接点监测及安全措施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间。道岔采集机是通过采集1DQJ的落下接点状态来监测道岔转换起止时
38、间的。大家熟知，1DQJ吸起、2DQJ转极，道岔开始转换，转换完毕，1DQJ落下。我们知道，1DQJ的接点是开关量，并且1DQJ没有空闲接点，只能在半组空接点上（而且是半组落下空接点）采集开关量。利用半组空接点采集开关量，不可避免的会带有电气集中控制电源KZ，其安全性设计十分重要。其一：光电模块（光电耦合器）的外侧，原则上不应出现微机监测设备供出的电源，即完全排除微机监测电源混入电气集中设备的可能性。其二：利用电气集中控制电源的电流必须是受限制的，以避免产生有害影响。参看如下电路图。1DQJ接点状态监测电路图安全性分析：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现二次
39、隔离。确保控制电源不出现在模块外侧。2.采集模块就近安装在道岔组合1DQJ继电器后边，配线尽可能短，以减少混电的可能。3.模块的用电量很小，不会影响控制电源的工作。4.对1DQJ半组空接点的采集方式，也可用开关量采集器。三.道岔定位/反位表示信息采集信号设备中是以控制台道岔定位或反位表示灯来表示室外道岔位置的。微机监测就是通过监测道岔的定位/反位表示灯，记录道岔位置、描绘站场状态的。在道岔表示灯电路里，采集表示灯电路的继电器接通条件即可。由于是在表示灯电路里采集条件，由于是开关量，所以必须经过电阻衰耗隔离和光电隔离，采集电路如右图。四.2DQJ位置状态的监测2DQJ继电器是有极性并极性保持的、
40、有两个极处位置的继电器，只有在操纵时才会变位。通过监测2DQJ继电器位置状态在定位位置（或在反位位置）用来反映操作人员往定位扳动道岔（或往反位扳动道岔）的操作意图。对继电器状态的采样，一般仍采继电器空余接点，或用高阻加隔离方法采继电器线包励磁电压。但是2DQJ是极性保持继电器，又无空余接点。监测继电器励磁线圈两端电压的办法，并不能判断继电器接点的位置状态。无奈，只好利用光电原理监测继电器的衔铁位置，既不影响继电电路的正常工作，又达到采集2DQJ继电器位置状态的目的。2DQJ位置状态采样使用光电探头，套在继电器外罩上，通过光电感应探测衔铁位置来判断继电器状态，采用双输出方式。如下图所示：2DQJ
41、采集器示意图图中，左边，两个光电器件都处于导通发光状态。当衔铁在定位位置时（即定位接点闭合），由于衔铁挡住了定位位置光的通路，使得绿线输出1，黄线输出0。反之亦然，当衔铁在反位位置时（即反位接点闭合），使得绿线输出0，黄线输出1。2DQJ采集器具有如下特点：1.采用高频调制技术：既解决了外界光线对信号采集的影响，同时对2DQJ继电器的透明程度没有特殊要求。2.采用故障安全技术：确保采集的准确性。采用双输出方式，分别代表2DQJ继电器的两个不同位置，保证了2DQJ继电器位置采集的正确性。（1）当采集器故障或采集器安装位置不正确时，输出“11”信号，即绿、黄线均有输出。（2）当道岔在定位时，输出“
42、10”信号，即只有绿线有输出。（3）当道岔在反位时，输出“01”信号，即只有黄线有输出。（4）当采集器供电电源故障或没电时，输出“00”信号，即即绿、黄线均没有输出。3.采用设计新颖、实用美观的外形结构：根据2DQJ继电器的特点，又考虑到安装方便、调试简单的需要，设计出如图所示结构，又采用了特殊的固定方式，为准确采集2DQJ继电器的位置提供了保证。4.采用双指示灯显示：为安装、调试、维修提供正确显示，安装、调试时不需要任何调试仪器。5.采用1215伏直流供电电源：保证不会造成和继电器使用电源KZ(KF)24的混电问题。6.采用接插方式连接：为现场施工带来方便。五.锁闭继电器SJ第8组接点动态检
43、测（违章封连报警）在排列进路后，道岔是否确实锁闭，是一个有关行车安全的重大问题。也就是在进路锁闭的情况下，进路上有关的锁闭继电器SJ已经落下，此时进路上各有关道岔已被锁闭，即道岔控制电路中，由于SJ第8组前接点断开，一启动继电器1DQJ的3、4线圈断电，1DQJ在SJ吸起前，不可能再动作，所以道岔确定是在锁闭状态。但在某些特殊情况时（如人为违章或混电），在SJ接点82与1DQJ线圈3之间存在KZ电源时，说明该道岔实际上未被锁闭，如不及时查出就会危及行车安全。为了避免上述情况产生，拟在微机监测系统中，对道岔控制电路中的SJ第8组接点进行动态监测，以确认道岔实际锁闭的情况。具体方案有两个，如下图所
44、示：第一方案，SJ第7组接点空闲时：光电隔离器的输入侧，一根线接在SJ接点82与1DQJ线圈3端子之间，另一根线接SJ接点73，另在SJ接点71处接一个电源KF；而光电隔离器的输出端，一根线接至道岔分机，作为信息输出线，一根线接一个+12V正电源（由同一个道岔分机供出），每组道岔（双动道岔算一组）单独设一个光电隔离器。平时，SJ在吸起，道岔处于解锁状态，IN+有KZ电源，但IN-无KF电源，光电隔离器的输入端是断开的，因此光电隔离器无输出，不影响道岔的正常动作。而当道岔处在被锁闭状态时，由于SJ的第8组前接点断开，IN+无KZ电源，IN-有KF电源，光电隔离器的输入端仍然是断开的，输出端仍然没
45、有输出，所以不影响道岔的锁闭状态。但在出现特殊情况时，例如与该道岔有关SJ已经落下，但该道岔控制电路IN+有KZ电源（无论什么原因），而IN-由于SJ落下有KF电源存在，此时对光电隔离器的输入端构成回路，因此光电隔离器输出端有信息输出送至道岔分机，道岔分机检测到这个信息后，说明该信息是道岔应被锁闭，但实际未锁闭的一个报警信息，系统应即报警。此方案用SJ第7组后接点，来证明该道岔是在锁闭或解锁的状态，用SJ第8组前接点检测道岔的锁闭状态。根据锁闭继电器的定型分配，第7组接点是专门作为6502的联系电路用（如非进路调车，千分之六下坡道的延续进路等）。如果该站无联系电路或有的联系电路不用SJ接点时，
46、该组接点就是空接点，完全可以利用。该方案的主要优点：一是每组道岔只增加一个采样点；二是每组道岔都是独立采样，光电隔离器也是独立的，每组道岔一个，排除了各个道岔相互干扰的可能性；三是就地采样，长距离传输是信息线，也是抗干扰的一种措施；四是即不影响道岔的正常动作，又能正确检查道岔是否被锁闭。第二方案：当SJ第7组接点被6502的联系电路占用时，可以采用第二方案，它的采样方法如上图所示，增加SJF，仍采SJF第7组接点。第三方案：郑州局电务处和郑州辉煌科技有限公司会同研制了更简捷方案。在每组道岔组合的锁闭继电器后面增设两个隔离模块，其输入端IN+分别接在SJ的前、后接点82、83上，IN-接KF电源
47、；输出端OUT+接JZ电源，OUT-分别接开关量采集机的不同输入端子。平时由于SJ在吸起或落下状态只有一个模块的IN+端子有输入KZ电源，微机软件判断为正常状态；当一旦SJ的81、82接点上有封连线时，就使两个隔离模块的IN+上均有KZ电源，均导通输出，两路开关量的输入端子均得到JZ电源，经微机认知后给出声光报警和文字报警。如下图所示。该方案能自动监测隔离模块自身的完整性。正常情况下SJ的前、后接点82、83上必定有一个具有KZ电源，也就是必定有一个隔离模块的OUT输出端有JZ电源送到采集机端子，如两个隔离模块都没有输出，则说明模块电路本身故障。六.工程设计道岔采集机：鉴于我国铁路大提速的现实，道岔采集机组匣按提速道岔模式设计，适宜三相提速道岔的信息采集。每个道岔采集机容量48路，如道岔较多，可相应增设道岔采集机（提速道岔单机牵引或双机
