區域聯鎖車站電流表遠端監測系統的設計與實現分析論文

區域聯鎖車站電流表遠端監測系統的設計與實現分析論文

　　區域計算機聯鎖系統(簡稱區域聯鎖)，是目前技術成熟並在國內外廣泛使用的聯鎖控制系統，可實現車站聯鎖、區間閉塞和排程指揮一體化控制。區域聯鎖車站分為主控站和被控站，區域內聯鎖關係的完成、車站裝置的監控只在主控站進行，被控站只設執行裝置，一般無人值守。

　　常規的聯鎖車站控制檯都設有電流表，車站值班員在控制檯排列進路時，透過這些電流表就能瞭解室外道岔動作情況。如道岔發生卡阻、擠岔、鎖閉異常等情況，電流表可以直觀反映出來，減少了由於室外情況不明而產生的誤操作。區域聯鎖主控站的道岔由主控站聯鎖系統控制，被控站的道岔由被控站聯鎖執行裝置控制。因被控站無人值守，故需要主控站值班員來檢視被控站道岔動作情況。通常的做法是透過電纜將被控站的電流表連線到主控站，但因為距離較長效果不是很好，這給運輸帶來了不安全因素，也容易造成值班員誤操作。為解決此問題，設計了控制檯電流表遠端監測系統，該系統在不改變區域聯鎖的情況下，實現了讓主控站值班員實時檢視到被控站道岔動作情況，解除了影響運輸的不安全因素。

　　1系統結構設計

　　區域聯鎖系統一般有一個主控站和一個或多個被控站。根據這種特點，在每個被控站設定一臺大電流採集器，用來採集被控站電流表的動作情況;在主控站設一臺光纖/CAN通訊轉換集中器，與各個被控站的CAN/光纖通訊轉換器進行通訊，收集各個被控站的電流表監測資料。被控站道岔電流表的數值在主控站電流顯示屏上顯示，也可以接入聯鎖上位機，在聯鎖控制檯上顯示。

　　大電流採集器和CAN/光纖通訊轉換器的通訊採用CAN匯流排通訊方式，CAN匯流排是可靠性很高的現場匯流排，同時擴充套件性也很強;主控站採用光纖/CAN通訊轉換集中器，接收各站電流採集單元的資料，處理、儲存資料併發送至電流顯示屏進行顯示;被控車站較多時，可以透過聯鎖上位機進行軟體介面，在聯鎖控制檯進行集中顯示;主控站和被控站之間透過光纖連線。

　　2系統功能及核心部分設計

　　控制檯電流表遠端監測系統實現了對區域聯鎖系統被控站道岔動作情況的實時監測，具有測試精度高、反應速度快的特點。系統主要由電流採集、通訊傳輸、電流顯示等幾部分組成。其中電流採集是核心部分，主要由CPU 控制器、電流感測器、模擬輸入、數字輸入、數字輸出、隔離通訊匯流排及電源等部分組成，測試精度可以達到±2%。

　　軟體結構中，輸入訊號的零點修正及引數模型建立是2個關鍵部分：

　　1.輸入訊號的零點修正。2、3、4、5單元模組，主要是自主學習訊號放大過程中零點漂移和訊號自身白噪聲及被測訊號帶外干擾的.情況，並由此建立干擾引數模型9。運用此引數模型完成對訊號的誤差運算、反饋等閉環控制，以此達到對輸入訊號的零點修正。

　　2.引數模型的建立。的7、8單元分別為直流引數模型和交流引數模型。根據轉轍機的型號不同，道岔動作電流也有直流和交流2種，不同的訊號源由不同的模型來處理。9為干擾引數模型，道岔動作電源回線由室外傳輸回來，由於走線距離等因素影響，會受到外界電磁訊號干擾。在進行模數轉換放大處理時，放大電路自身產生了白噪聲和訊號零點漂移，加上外部無訊號時的強幹擾訊號一同被送入處理單元，造成了此模型輸入引數多，並且引數變化範圍大，使每一應用地點干擾引數模型也不同，為此，建立了干擾模型引數的預設值，在實際使用中，採用自學習方法或自動、手動修改引數進行儲存。

　　3.電流採集軟體處理流程。從如圖4所示的軟體處理流程可以看出裝置的主要工作過程及處理方法。當沒有被測電流訊號輸入時，處理器讀到的訊號為干擾訊號，包括噪聲及外部干擾，同時存在由訊號放大帶來的零點漂移。考慮到這些及其他因素後，處理器可透過學習並建立相應的模型，在預設的干擾引數模型下，有尺度地動態調整干擾引數模型，並儲存相應的引數，待有被測訊號時，修正被測訊號，使之測量精準。

　　當有被測電流訊號輸入時，透過上述方法測量比較精準的電流訊號，經過干擾引數模型完成反饋、修正，使測量精度進一步提升，並根據訊號源判斷是採用直流引數模型、還是交流引數模型進行處理。

　　3結束語

　　區域聯鎖系統控制檯電流表遠端監測系統，具有測試精度高、反應速度快的特點，經光纖通道進行資料傳輸，透過智慧顯示屏或聯鎖控制檯顯示結果，實現了控制檯電流表電流採集、傳輸、展示功能。該系統適用於各種型別區域聯鎖系統，對消除區域聯鎖系統被控站道岔的監視盲區，保證運輸安全很有幫助。該系統已經在蘭州北等多個車站成功運用，經過實踐檢驗達到了預期的設計目的。