微机监测系统报警信息分析

微机监测系统报警信息分析（精选7篇）

微机监测系统报警信息分析 篇1

为了确保监控系统故障能够安全、有序处理，结合我矿实际情况，制订本制度，望相关单位、人员严格执行。

一、甲烷传感器报警处理程序及要求

1、监控室在监测到井下工作面甲烷传感器报警后，由监控人员 第一时间通知调度员、值班领导，随后通知总工程师、安全矿长、机 电矿长、矿长，并做好通知记录。

2、报警后，调度员、值班领导、立即向井下报警点负责人询问报警原因，工作面瓦斯情况，下达是否撤人，及撤人范围等命令。

3、调度员、值班矿长在了解基本情况后，立即向集团公司调度室汇报相关情况，并征求处理意见，在公司未给出明确处理意见前不得向井下发出处理的命令。

4、调度员、值班领导在得到公司处理命令后向井下监测工发出处理命令。

5、井下监测工和施工队人员在甲烷传感器报警后，未经调度室 通知不得私自处理，否则后果自负。

6、监测工把处理情况反馈到调度室，调度员及值班领导根据甲 烷传感器运行情况及现场瓦斯情况下达是否进入人员或生产命令。

7、井下施工工作面，由于放炮、移动等原因造成甲烷传感器报 警，要先向调度室汇报，不经调度室命令，不得私自采取任何措施处 理。

二、在线传感器运行异常处理程序及要求

1、监控员在监控到传感器数值偏大、偏少、负偏、断线等现象 后，首先向调度员及值班领导汇报，然后通知监测监控维护负责人员，并做好记录。

2、监测监控维护人员在接到通知2小时内必须处理到位，处理 后应向调度室汇报，对不能在规定时间内或不能处理的要说明情况及解决时间。

三、监测监控设备故障规定

1、对井下各种传感器存在的故障，监测维护人员提前向通风安 全科进行汇报，通风安全科根据情况采取维修、更换、增添等措施。

2、便携式甲烷报警仪有监测维护人员进行定期标校、填写记录，对出现老化、过期等现象，有通风安全科负责维修、更换、处理。

3、监测维护人员要对监控中心的主机、备机、备用电源、监控分站、线路等设备加强日常检查，确保安全可靠运行，出现故障后，立即向调度室汇报，在经调度室向集团公司汇报并经同意后进行处理。

四、处罚

微机监测系统报警信息分析 篇2

1 现场应用的意义

TJWX-2000型铁路微机监测系统[1]性能:TJWX-2000型铁路微机监测系统是由铁道专业设计院、铁路专业信号工厂等多家单位联合开发的信号设备微机监测系统,在京哈、京沪、京广、陇海、兰新五大干线推广使用。该系统主要应用于铁路信号设备的实时监测,各站设有独立的监测分机,供现场值班人员完成日常数据的测试,减轻了现场值班人员的劳动强度,提高了工作效率。此外各站的微机监测所采集的各种信息,可通过通信网络传至电务段信息中心,便于管理者全面掌握所辖各站信号设备的信息,为决策提供科学依据。对该监测系统常见故障分析与处理的研究,有利于提高信号设备维修质量、保证信号设备稳定运行、提高铁路运输能力,以适应铁路重载高速发展要求[2,3]。

2 TJWX-2000型监测系统的构成

TJWX-2000型铁路微机监测系统软件采用模块化结构,硬件根据车站信号设备的规模配置。现场多采用机柜式集中安装,便于与其他信号设备接口及安装、占用空间小、集成度高。该系统采用可靠隔离原件及各种模块,具有安全性、可靠性、稳定性及抗干扰能力强的特点。

2.1 主要构成

TJWX-2000型铁路微机监测系统主要由:监测采集机、监测接口柜、工控机、电务维修机、调制调解器、路由器等构成。(1)监测采集机。在各采集点,用隔离模块采集模拟量或开关量,采集道岔、轨道、开关量、综合、区间设备信息的分机成为采集分机,各采集分机相互独立。根据车站规模,配置相应采集分机。采集分机和站机之间采用CAN总线连接。采集分机的结构样式和外形尺寸与车站信号设备较为匹配,便于现场施工安装。(2)监测接口柜。由传感器将室外设备的运行数据通过CAN总线传输至采集分机。(3)工控机。信号微机监测系统的大脑,使采集到的模拟量或开关量转换成数据通过显示器显示出来,便于维修人员直观的了解设备的状态。(4)电务维修机。供信号维修人员查阅、分析设备运行数据、进行信号设备电源电压测试、站场操作回放的操作平台。(5)调制解调器。用于发送和接收现场采集数据,是运转室操作平台与微机监测系统构成局域网的专用通信设备。(6)路由器(Route)。可连接多个逻辑上分开的网络,用于判断网络地址和选择网络路径[4]。

2.2 系统功能

道岔动作电流测试:将道岔启动电源线绕入穿心感应式电流采集模块,得到道岔动作时的感应电流,使用节点状态采集器通过采集1DQJ的落下接点状态得到道岔转动起止时间。

电缆绝缘测试:通过电源线将电缆分线柜需要测试的电缆接到绝缘测试组合。使用绝缘测试组合继电器组成的树型阵列接点开关,即继电器控制的互切电路,将每条电缆芯线按顺序依次接入电路进行测试。

电缆对地漏流监测试:该监测系统通过与电缆绝缘监测用1套继电器测试组合,用1个继电器来转换电缆绝缘测试或电源漏流测试。定期对电源屏输出的各种电源对地漏流的测试,及时发现电源线是否破损接地,确保证行车安全。

轨道电路试测:将轨道继电器线包两端的交流电压通过光电隔离器计入轨道监测分机,系统实现对电路轨道受电端电压进行实时监测,轨道电压不在正常范围内时,通过报警提醒维护人员及时调整,确保轨道电路工作正常。

电源屏电压测试:通过电源线对电源屏的输入电源电压,各种输出电源电压,外电网两路电源电压及相序进行实时监测,保证各电源设备处于良好工作状态,保证其他信号设备正常工作。

熔丝断丝监测:通过对机械室的熔丝报警电路排架灯处,获取熔丝报警器的报警条件,发出报警,通知维护人员解决故障。

灯丝断丝监测:通过对机械室的灯丝报警继电器处,通过继电器空接点获取灯丝报警器的报警条件,发出报警并通知维护人员解决故障。

模拟量监测:监测信号机显示、道岔表示、轨道占用情况、各种测试数据随机监测并报警。回放功能:记录设备动作情况和列车运行情况的信息不少于60天[5]。

3 TJWX-2000型监测系统常见故障

实际应用中,由于新投入使用的微机监测系统缺乏维护,致使运行状态不佳,时常发生故障,给安全生产带来诸多不便。

3.1 调制解调器发出连续响声的故障

故障现象:调制解调器发出连续响声。

故障分析:调制解调器主要用于数据的接收与发送,通过通信网络的通道进行数据传若调制解调器发生故障,数据将无法接收与发送。

处理方法:检查调制解调器是否正常工作,若调制解调器死机,可将电源暂时关闭,重启调制解调器故障将消除。若通信网络的通道中断,应检查网络通道是否被断开,若通道断开,将通道接通后,调制解调器会自动连接,故障消除。

3.2 车站站场图画面静止不更新故障

故障现象:监测机鼠标可移动操作,但监测显示器车站站场画面静止不动,各种信息无法更新。

故障分析:电务维护人员通过监测机显示器进行操作,获取各种信号设备信息。在微机联锁制式的车站,站场的各种开关量数据信息是由微机联锁维修机传送过来的。联锁机的维修机传送给DMIS,再由DMIS传送至微机监测机。

处理方法:主要检查微机联锁维修与DMIS分机的传送通道、DMIS分机与微机监测机的传送通道,若传送通道断开,检查回复后,故障消除。

3.3 车站站场信息不更新故障

故障现象:电务监测维修机上车站所有监测信息无法进行实时更新。

故障分析:车站电源电压、报警信息、道岔动作及表示记录等信息是采集分机接收到后,经采集分机传至CPU板,由CPU板进行数据处理,因此应检查CAN通信通道、采集分机、CPU板是否工作正常。

处理方法:首先应检查各级CAN通信通道是否正常,若CAN通信通道正常,可逐步检查采集分机和CPU板的工作状态。若CAN和分机正常,应检查开关量CPU板,若CPU板工作不正常,及时更换CPU板,保证站场信息及时更新,保证行车安全。

3.4 微机监测系统通信故障

故障现象:微机监测系统工作正常,但各种采集数据不显示。

故障分析:微机监测系统的各项数据通过通信线路传输至采集分机,再通过通信线路传输至工控机进行数据分析,当系统不通信,现场采集各项数据显示为空时,需确认工控机、采集机运行是否正常,通信线路是否连接完好。

处理方法:首先检查工控机是否工作正常,若工控机正常,当个别采集机或全部不能通信时,其次查看各采集机工作是否正常,若不正常可关闭电源,10 s后再打开。若采集机不能恢复,则说明采集机插板有故障。如果采集机工作正常而不能正常通信,可能是通信线路或通信头与工控机插接出现故障。

3.5 开关量故障的分析与处理

故障现象:微机监测系统显示器显示红色闪动字是 “开关量错误”的报警提示。

故障分析:开关量的采集通过采集室内信号设备继电器接点位置后输入至CPU板进行开关量数据分析,当出现开关量错误显示时,应从开关量采集机、CPU板及相应的开关量输入板对故障进行处理。

处理方法:电务维护人员对设备进行测试维护时,发现站场平面个别或部分开关量与实际不相符时,应检查开关量采集机、CPU板及相应开关量输入板是否正常,指示灯是否正确。若采集机工作不正常,则根据前面介绍作出相应处理;若采集机工作正常,而相应开关量输入板指示灯不正确,可用万用表检测相应端口的JZ24电压是否正常。

4 结束语

通过分析几种常见设备故障的原因及处理办法,有助现场维护人员对设备总体情况进行了解,提高现场维护人员处理故障的能力,缩短信号设备故障延时。为保证设备安全运行、提高铁路运输能力,适应铁路快速高效发展,具有重要意义。

摘要：对TJWX-2000型微机监测系统的构成及工作原理进行了介绍,对几种常见故障进行分析,介绍如何判断、处理解决故障的方式和方法。从而有效地缩短信号设备故障延时,并且提高了信号设备维护的管理水平。

关键词：TJWX-2000,微机监测系统,故障分析

参考文献

[1]赵相荣.TJWX2000信号微机监测系统[M].北京:中国铁道出版社,2006.

[2]林瑜筠.铁路信号新技术概论[M].北京:中国铁道出版社,2007.

[3]王瑞峰.铁路信号运营基础[M].北京:国铁道出版社,2008.

[4]张轮.现代交通信息网络与通信技术[M].上海:同济大学出版社,2007.

微机监测系统报警信息分析 篇3

株洲师范高等专科学校物理与电子工程系毕业论文 基于单片机的水塔水位监测报警控制系统 姓 名： 刘治标 指导老师：

专 业： 应用电子技术 班 级： 07级应用电子班 学 号： 04207108 时 间：

错误！未找到引用源。摘 要

本设计从分析水塔水位报警器的原理和设计方法入手，主要基于单片机的硬件电路和语言程序设计, 实现一种能够实现水位自动控制、具有自动保护、自动声光报警功能的控制系统。本控制系统由A/D转换部分、单片机控制部分、数码显示部分、电机驱动部分、电机控制部分等构成。同时对各个部分进行了详细的论述，并给出了主要的流程图和软件设计程序。这是个简单而灵敏的监测报警电路，操作简单，接通电源即可工作。因为大部分电路采用数字电路，所以本水位监测报警器还具有耗能低、准确性高的特点。

关键词：单片机 ；水位自动控制

From the analysis of the design of the towers level alarm principle and design method of the main based on single-chip microcomputer hardware circuit and

programming language, achieve a level to realize automatic control, automatic protection and automatic control system of the audible and visual alarm function.This system consists of A/D conversion parts and single-chip microcomputer control section, digital display section, motor drive, motor control parts etc.For each part discussed in detail, and gives the main flow chart and design of the software program.This is a simple and sensitive monitoring alarm circuit, simple operation, turn on the power can work.Because most of the circuit USES digital circuit, so the water monitoring alarm also has low energy consumption and high accuracy.目录 摘

要..............................................................................................................................................I 第一章 绪

论.............................................................................................................................1 第二章 水位控制硬件设计...........................................................................................................2 2.1 基本要求............................................................................................................................2 2.2 硬件设计............................................................................................................................2 2.2.1 电路总体框架图设计.............................................................................................2 2.2.3 水塔水位控制电路.................................................................................................5

2.3 数码管与LED 显示..........................................................................................................6 2.3.1 相关芯片简介.........................................................................................................7 2.3.2 显示部分工作原理.................................................................................................7 2.4模数转换.............................................................................................................................9 第三章．软件设计.........................................................................................................................12 3.1整体设计...........................................................................................................................12 3.3.1主程序流程图........................................................................................................12 3.4.2 数据采集程序.......................................................................................................15 结

论..............................................................................................................................................24 参考文献.........................................................................................................................................25

致谢................................................................................................................................................26 第一章 绪 论 在工业生产中, 对温度控制系统的要求, 主要是保证炉温按规定的温度工艺曲线变化, 超调小或者求不高。无超调, 稳定性好, 不振荡, 对系快速性要求不高。本文浅析了单片机电阻控温系统设计过程及实现方法。热电偶将炉温变换为模拟电压信号, 经低通滤波滤掉干扰信号后送放大器, 信号放大后送模/数转换器转换为数字量送单片机。同时, 热电偶的冷端温度也由IC 温度传感器变为电压信号, 经放大和转换后送单片机。

通过检测锅炉温度的来实现自动控制外部设备的运行, 如当传感器检测到水温过高时, 转换成电压经过模/数转换送入单片机, 通过比较程序输出信号控制光电耦合器的通短来控制继电器的输入电流通短, 再通过继电器来控制外部设备如水泵的运行情况。温度过低时关闭输出, 而关闭水泵的输入即减少了冷水吸收热量, 当温度升高后又打开水泵, 这样实现循环控制.而通过数码显示我们可以观看锅炉各个点的温度, 来判断运行是否正常.同时通过各点的温度的纪录和出产品的纪录可以计算出该系统在某段时间是否起到了节能的作用.所以本设计对节能控制有着很大的意义.设计的控制任务要求用单片机实现, 数码管显示.单片机是将RAM,ROM, 定时器/计数器以及输入/输出(I/O接口电路等计算机主要部件集成在一块芯片上, 这样所组成的芯片级微型计算机称为单片微型计算机, 简称单片微机或单片机.由于单片机的硬件结构与指令系统都是按工业控制要求设计的, 常用于工业的检测和控制当中, 因而也称为是微控制器或嵌入式控制器.单片机的特点:1.具有优异的性能价格比;2.集成度高, 体积小, 可靠性高;3.控制功能强;4.低电压, 底功耗.在设计过程中我们采用了软件和硬件双结合的的设计方法，而软件的设计简化了硬件要求。在本设计中软件主要有五个方面的应用，它们分别为：数据采集，显示程序，键盘控制和水泵控制。数据采集主要完成温度的采集和数据的处理，显示

则是把要显示的温度用七段数码显示出来，而键盘程序则是使其相应的键完成相应的工作和要求，水泵控制则是检测水泵的运行和水位。

第二章 水位控制硬件设计 2.1 基本要求

控制水箱的水位去趋近指定目标值，水位指定范围为10—5CM，控制精度0.4C 实测水位用十进制数码显示。

2.2 硬件设计

2.2.1 电路总体框架图设计

图2.2.1 控制原理图

虚线表示允许水位变化的上下限。水塔由电机带动水泵供水，单片机控制电机转动以达到对水位控制的目的。

①当水位上升，达到上限时，因水导电，B、C 棒连通+5V。b、c 均为“1”，应停止电机和水泵的工作，不再供水；

②当水位降到下限时，B、C 棒都不能与A 棒导电。b、c 均为“0”，应启动电机，带动水泵工作，给水塔供水；

③当水位处于上下限之间时，B 与A 棒导通。b为“1”，c为“0”，无论怎样都应维持原有的工作状态。

上下限水位信号由P1.0和P1.1输入，这2个信号共有4种组合状态： 2 控制信号由P1.2端输出，去控制电机。为了提高控制的可靠性，使用了光电耦合；

由P1.3输出报警信号，驱动一支发光二极管进行光报警。图2.2.2控制电路图 0：电机工作 1：电机停止 2.2.2 80C51芯片功能与引脚介绍

下面是8051单片机引脚图及引脚功能介绍：

图2.2.2 80C51的引脚图

40个引脚按引脚功能大致可分为4个种类：电源、时钟、控制和I/O引脚。⒈ 电源: ⑴ VCC接地端；

注：用万用表测试单片机引脚电流一般为0v 或者5v，这是标准的TTL 电平，但有时候在单片机程序正在工作时候测试结果并不是这个值而是介于0v-5v 之间，其实这之是万用表反映没这么快而已，在某一个瞬间单片机引脚电流还是保持在0v 或者5v 的。

⒉ 时钟:XTAL1、XTAL2-晶体振荡电路反相输入端和输出端。⒊ 控制线:控制线共有4根，⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM 编程脉冲 ① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址

② PROG功能：片内有EPROM 的芯片，在EPROM 编程期间，此引脚输入编程脉冲。

⑵ PSEN:外ROM 读选通信号。⑶ RST/VPD:复位/备用电源。

① RST（Reset）功能：复位信号输入端。② VPD功能：在Vcc 掉电情况下，接备用电源。

⑷ EA/Vpp:内外ROM 选择/片内EPROM 编程电源。选择端。

② Vpp功能：片内有EPROM 的芯片，在EPROM

① EA功能：内外

ROM

编程期间，施加编程电源Vpp。⒋ I/O线

80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。

2.2.3 水塔水位控制电路

这里有一个水塔模型，如图2.2.3所示，水箱是用透明有机玻璃胶合而成（或用现成的透明塑料盒），箱内插入一块金属板（代表箱体的金属外壳），金属板上装有两根塑料包皮的硬导线，分别作为高、低液位的探针，图中的“1”、“2”、“3”三端分别与高、低液位探针和金属板相通，“4”、“5”是离心式水泵模型电动机的接线端。

图2.2.3 水塔模型

水塔水箱里的水位由继电器来控制，这只继电器的原理结构如图2.2.4所示，它的线圈有放大作用，将6、7两端放入水中而不直接接触，继电器线圈即可导通而使衔铁动作。继电器的衔铁可以控制两把闸刀，每刀都有常开、常闭触点各一对。图2.2.4 继电器的原理结构图

设计连接好电路，使得水塔水位低于低液位探针时，抽水机工作；当水位上升到高液位探针时，抽水机停止工作；当水位下降时仍不工作，直到水位低于低液位探针时，重又工作。

图2.2.5 继电器线圈放大电路如图 2.3 数码管与LED 显示

模拟水位高度由15个双色发光二极管（LED）来完成，共分为4组。在某一特定时刻，每组LED 与一个数码管一起被选通（4组LED 对应4个数码管），两个8位的移位寄存器741S164级联，将单片机送出的2个字节串行数据转化为16位并行数据，分别送选通的LED 和数码管。在不同时刻，系统对4组LED 和数码管快速地循环扫描，就完成了面板显示的功能。

2.3.1 相关芯片简介

显示部分用到的芯片包括数据缓冲器74LS244以及多路开关CD4051。数据缓冲器74LS244。74LS244 缓冲器常用作三态缓冲或总线驱动，+5V供点，其高电平时输出最大电流可达15mA, 低电平输出时最大电流可达24mA, 足以驱动数码管和LED 工作。74LS244共8个输入输出通道，通过门控端G1和G2来选择其通断，其功能原理及引脚如图2.3.2所示。

图2.3.1 74LS244内部结构及引脚图

从图中可以看出，当引脚1G 为低电平时，输入通道1A~1A4与输出通道1Y1~1Y4连通；当引脚1G 为高电平时则截止。同理引脚2G 控制着输入通道2A1~2A4与输出通道2Y1~2Y4的通断。

2.3.2 显示部分工作原理

首先介绍一下双色二极管的功能和用法。表2.3.2所示，1个双色二极管有3个引脚，引脚1、2均为信号“+”端，引脚3为GND 端（信号“—”端）。引脚电平（TTL 电平）与LED 显示颜色如图2.3.2所示。

表2.3.2 双色二极管功能表 7 图2.3.2 双色二极管外观图

数码管及LED 显示电路如图2.3.3所示，RC5口作为串行数据的同步时钟端，与74LS164的数据输入端相连；RC3口作为串行数据的同步时钟端，与74LS164的同步时钟输出端均与SPI 方式时端口一样；实际应用中，若不用SPI 方式，而用第5章中提到的模拟数据串行口时，可以用任何普通I/O端口代替）。两片移位寄存器74LS164的并行数据输出端则分别与两片数据缓冲器74LS244的输入端相连，RD7口作为数据缓冲器74LS244的门控信号输出端，控制74LS 244的通断。

图2.3.3 数码管和LED 显示电路

每4个双色二极管和1个数码管一组，二极管的8个信号“+”端分别与第一片74LS244的8位数据输出端相连，数码管的8位数据输入端分别与第二片74LS244的8位数据输入端相连，每组二极管和数码管的GND 端都与CD4051的1个输入通道相连，CD4051的输出端与系统的“地”相连。RE0～RE1口作为地址译码输出端口，用于多路开关CD4051的4路通道选择，每一时刻只有一组共4个二极管和1个数码管被选通，其GND 端同系统的“地”构成通路，其他的二极管与数码管则不能构成通路。

每向74LS164传送完两个字节共16位数据，通过RD7口使能74LS244，将 8

数据送到二极管和数码管的输入口，然后通过RE0～RE1口打开一条通道，则被选通的数码管和二极管就会按照接收的数据进行相应的显示。不断地发送新数据并利用CD4051循环的扫描4个通道，则所有的二极管和数码管 就会持续的发光显示。

另外由一个双色二极管作为报警灯，RD5口与二极管的引脚1相连，RD4口与二极管的引脚2相连。

2.4模数转换近年来.微机测控系统.特别是单片机在工业自动化，生产过程控制，智能化仪器仪表等领域的应用越来越深入和广泛。这使得传感器的应用更为显著, 测温传感器就是将温度信息转换成易于传递和处理的电信号的传感器, 测温传感器的选择及合理使用是微机测温系统中设计的关键。同理液位传感器是将液位信号转换成易于传递和处理的电信号。

A/D转换器件的选择主要取决与温度的控制精度，本设计中的A/D转换由集成电路ADC0809完成。A/D转换器分类及性能指标。A/D

转换器是将模拟量转换成数字信息接口电路, 按工作原理分为:逐位比较型, 并行比较型, 双积分型, 电压频率型及计数比较型等ADC0809转换器的内部结构如下：

图2.4.1 ADC0809转换器的内部结构

1）ADC0809是逐次逼近型8位转换芯片, 具有8路模拟输入端口，ADC0809芯片采用多路模拟开关, 允许8路模拟量分时输入, 共享一个A/D转换器完成转换。模拟输入通道选择地址及转换结果均有锁存译码器。下图为引脚图： 图2.4.2 ADC0809转换器的引脚 它的主要引脚及功能如下： INO-IN7: 8个模拟通道输入端 D0-D7: 8位数字量转换结果输出端 ADDA,ADDB,ADDC :模拟通道选择路地址 ALE: 路地址锁存信号输入端

START:启动转换信号输入端，加上正脉冲后，A/D开始转换

EOC:转换结束输出信号，转换开始后EOC 信号变低；转换结束时，EOC 信号返回

高电平

OE:输出允许控制端，高电平时打开三态输出锁存器，输出转换结果 CLK:芯片工作时钟信号

VREF(+与VREF(-：芯片工作参考电压输入端 2）.ADC0809转换器的特点

ADC0809 芯片性能特点:是一个逐次逼近型的A/D转换器, 外部供给基准电压;单通道转。换时间116us 分辨率8位, 带有三态输出锁存器, 转换结束时, 可由CPU 打开三态门。读出8 位的转换结果;8个模拟量的输入端, 可引入8 路待转换的模拟量。ADC0809的数据输出结构是内部有可控的三态缓冲器, 所以它的数字量输出信号线。可以与系统的数据总线直接相连。内部的三态缓冲器由OE 控制,OE 为高电平时三态。缓冲器打开, 将转换结果送出;当OE 为低电平时, 三态缓冲器处于阻断状态, 内部数据对。外部的数据总线没有影响。因此, 在实际应用中, 如果转换结束, 要读取转换结果, 则只要在OE 引脚上加一个正脉冲,ADC0809 就会将转换结果送到数据总线上。在本系统中，ADC0809 在电路中的连接如下图所

示，在模拟量之前加入滤波电路是为了使采集数据更加准确，对于模拟输入通道，还需要采用一些消除干扰的措施，这点在应用时需注意.11 第三章．软件设计 3.1整体设计 3.3.1主程序流程图 3.4.1主程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INTA 图3.3.1 主程序流程图 ORG 0013H LJMP INTB ORG 0030H 初始化； MAIN:MOV SP,#60H MOV A,#00H 清零 MOV 30H,A 12

MOV 31H,A MOV 32H,A MOV 33H,A MOV 34H,A MOV 35H,A MOV 36H,A MOV 37H,A MOV 38H,A MOV 39H,A MOV 40H,A MOV 41H,A MOV 42H,A MOV 43H,A MOV 44H,A 单元清0处理； MOV 36H,#01H 进烟温度高八位； MOV 37H,#09H 进烟温度低八位 ； MOV 38H,#250 进烟温度下限值； MOV 39H,#100 水温上限值； MOV 40H,#70 水温下限值；

CLR RS0 13 CLR RS1 选择工作寄存器组R0； LP3: LJMP LP1 LJMP LP2 LJMP LP3 跳入子程序和中断程序； SJMP$ END 14 3.4.2 数据采集程序 LP1:MOV DPTR,#0EFF0H MOV R1 ,31H MOV R7,#04H 设置通道数； 15

LOOP:MOVX @DPTR,A 启动A/D转换器； MOV R6,#20H DJNZ R6,$ 延时等待；

DLAY:JB P3.3,DLAY 查寻EOC，EOC=1则等待转换 MOVX A,@DPTR INC DPTR INC R1 DJNZ R7,LOOP MOV A,31H MOV B,#05H

MOVL AB MOV 31H,A MOV 30H,B MOV R0,32H MOV R2,#03H LOOP1:MOV B,#05H MOV B,#05H MOV A,@R0 结束； 读取转换结果； 转存在片内RAM 当中；指向下一通道；判断是否采集完毕； 数据转换； MOV @R1,A MUL AB MOV @R0,A INC R0 DJNZ R4,LOOP1 MOV A,36H CJNZ A,30H,LOOP2 MOV A,37H SUBB A,31H JB C,LOOP3

修改数据指针；

MOV A,30H JNE LOOP4 MOV A,31H SUBB A,38H JB C,LOOP3 SUBB A,34H JB C,LOOP3 MOV A,34H 17 数据比较； 进烟温度上下限比较；水温上下限值比较；C,LOO3 LOOP4:MOV A,39H SUBB A,40H JB C,LOOP3 LJMP LOOP5 LOOP3:MOV P2 LOOP5:RET 3.4.3 显示程序： LP2：MOV A,35H MOV B,#100 DIV AB

CLR C LOOP2:JB MOV 41H,A MOV A,B MOV B,#10 DIV AB MOV 42H,A MOV 43H,B MOV 44H,30H MOV 44H,36H MOV A,45H MOV A,43H 18 报警； 返回；ADD A,#06H MOV B,#10 DIV AB MOV 43H,B ADD A,42H ADD A,#05H MOV B,#10 DIV AB

数据BCD 转换 判断高位上否有值，否转 JZ LOP1

MOV 42H,B ADD A,41H ADD A,#02H LOP1:ORL 41H,#10H ORL 42H,#20H ORL 43H,#40H MOV R0,40H MOV R1,#03H MOV P1,A MOV R3,#02H AGAIN:MOV R4,#0F8H 19 显示数据 LOP2:MOV A,@R0 DELAY:DJNZ R4,DELAY DJNZ R3,AGAIN RET 返回 3.4.4键盘程序：

INTA:PUSH ACC 保护现场 PUSH PSW PUSH DPH

PUSH DPL JB P2.0,L0 判断流览键是否按下 MOV 35H,32H 中间温度显示 LJMP LP2 调用显示子程序 L1:JB P2.0,L0 MOV 35H,33H 出烟温度显示 LJMP LP2 L2:JB P2.0,L1 MOV 35H,34H 产品水温度显示 LJMP LP2 JB P2.0,L2 LJMP L16 L0:JB P2.1,L16 判断设定键是否按下 20 L6:JB P2.2,L4 CLR C MOV A,37H 进烟上下限设定 ADD 36H,#01H ADDC A,#00H

MOV 37H,A MOV 35H,37H LJMP LP2 L4:JB P2.3,L5 CLR C MOV A,37H SUBBC 36H,#01H SUBBC A,#00H MOV 37H,A MOV 35H,37H LJMP LP2 L5:JB P2.4,L6 L9:JB P2.2,L7 INC 38H MOV 35H,38H 21 L7:JB P2.3,L8 DEC 38H MOV 35H,38H

LJMP LP2 L8:JB P2.4,L9 INC 39H MOV35H,39H LJMP LP2 L10:JB P2.3,L11 DEC 39H MOV 35H,39H LJMP LP2 L11:JB P2.4,L12 L15:JB P2.2,L13 INC 40H MOV 35H,40H LJMP LP2 L13:JB P2.3,L14 产品水上下限设定 L12:JB P2.2,L10 MOV 35H,40H LJMP LP2 L14:JB P2.4,L15

L16:POP DPL 恢复现场POP DPH POP PSW POP ACC RETI 返回 结 论

由于许多数据采集、显示的实时性要求不是很高，因此单片机的执行速度相对于这些过程要快得多，若分时选通各个采样或显示通道，虽然单片机对各个通道的处理是依次进行的，但是只要这一过程大到一定速度，总的看来几乎同时执行，不断重复这一过程，就产生了循环扫描的思想，它在单片机系统设计中得到了广泛的应用。

在当今越来越趋向于自动化的社会，该系统的可用性及简易性更加能取得广泛的应用。通过这次竞赛我们从中学到了许多东西，也了解到在电子制作方面的很多独特发明。他们得发明并不是偶然取得，而是通过长期的学习积累，我们也学到了他们那种坚决不放弃得制作精神。这次毕业设计让自己懂得了，做任何学问都要一丝不苟，对出现的任何问题和偏差都不能轻视，要通过正确的途径区解决，做事情的时候要有耐心和毅力，不要一遇到困难就打退堂鼓，只要坚持下去就能找到解决问题的思路和办法，在工作中要学会与人合作，认真听取别人的意见，这样做事也会事半功倍。当然整个实验过程中自己也收获颇多，对电路的设计有一大致的了解并能自己动手完成一些简单的电路设计、制板及调试的过程，极大地提高了自己的动手能力，也让自己懂的了实践才是检验真理的唯一标准，当然也是检验学习成果的标准。

在经过一段时间的学习之后，我们需要了解自己的所学应该如何应用在实践中，因为任何知识都源于实践，归于实践，所以要将所学的知识在实践中来检验。通过这次写课程论文，我感觉有很大的收获：首先，通过学习使自己这学期对课本上的专业知识可以应用于实际，使得理论与实际相结合，加深自己对课本知识的更好理解，同时短学期也锻炼了自己个人的动手能力；能够充分利用图书馆、网络资源去查阅相关资料，增加了许多课本以外的知识，慢慢地能达到学以致用。对我们学生来说，理论与实际同样重要，但对于我们非师范类学生，毕业以后，掌握一定 的技术，有一定的动手能力，才是我们今后走向社会所要具备的，这也我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。

参考文献 [1]胡汉才编《单片机原理及其接口技术》第2版 清华大学出版社； [2]求是科技编 《单片机典型模块设计实例导航》第5版人民邮电出版社； [3]原著 邱关源 修订 罗先觉 《电路》（第5版）2006年5月第5版，北京：高等教育出版社

[4]康华光.《电子技术基础》数字部分（第五版）2006年1月第5版，北京：高等教育出版社。

[5]胡宴如 耿苏燕 《高频电子线路》 2004年12月第1版，北京：高等教育出版社

[6]张洪建，蒙建波.自动检测技术与装置[M].北京：化学工业出版社，2004 [7]芯片速查手册．中国自动化技术公司出版[M]，1995 [8]牛峰霞.水电站集水井水位自动控制[J].河北水利水电技术，2002 [9]王新房，夏建明.模糊控制在灌区水位自动控制中的应用[J].微电子学与计算机

[10]赵利明，张广辉.水塔水位自动控制系统[J].重庆电力高等专课学校学报，2000.[11]吴今哲，金永镐，崔叙进.水位自动控制器的研究[J].延边大学学报（自然科学版），2004，[12]刘刚 《弹片机原理及应用》 中国林业出版社主编； 致谢

这次毕业设计得到了很多老师、同学和同事的帮助，其中我的导师肖利君老师对我的关心和支持尤为重要，每次遇到难题，我最先做的就是向肖老师寻求帮助，而肖老师每次不管忙或闲，总会抽空来给我们大家上课面谈，然后一起商量解决的办法。在这里再次谢谢肖老师您辛苦了！

感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的伍远露、秦雄、高阳等同学，特别是伍远露同学，他在本次设计中给予我的无私帮助和厚爱，不只一次地帮助我，倾尽了他的所有心血给我提供技术上的指导，在这里再次谢谢伍远露同学，伍远露同学你辛苦了！和曾经在各个方面给予过我帮助的兄弟们，在大学生活即将结束的最后的日子里，我们再一次演绎了团结合作的童话，把一个比较复杂的，从来没有上手的课题，圆满地完成了。正是因为有了你们的帮助，才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识，更让我感觉到了知识以外的东西，那就是团结的力量。

微机监测系统报警信息分析 篇4

核反应堆压力容器内部包括堆内构件和燃料组件, 堆内构件主要由压紧组件、吊篮组件、堆芯下支承组件等组成, 各组件中的部件和零件大部分通过螺钉、销钉连接。尽管这些连接件在设计中采取了防松、防脱措施, 但在堆长期连续运行条件下, 因水流冲击和流致振动的影响, 可能会使某些零件产生松动甚至脱落, 从而在一回路中形成松脱部件。另外, 在施工、换料或维修时, 也有在一回路系统内遗留金属件的可能性。

大型商用压水堆核电厂, 自调试商运以来出现诸多问题。功率运行期间系统发生频繁报警和通道故障现象, 结合该系统检修期间的工作及存在问题进行分析, 提出解决方案。

二、LPMS系统作用及原理

监测结构件中的松动部件;监测结构件中落下的脱落部件;监测安装中遗留的外来部件。当一个外来物件或者系统松脱部件在流体冲刷下, 对压力容器底部产生撞击, 通过安装在压力容器底部的加速度传感器进行信号拾取, 电荷信号经过电荷转换器转化成电压信号, 得到加速度计算公式 (图1) 。系统松动部件探测范围100 g~15 kg;加速度~100 g;能量0.7 J;滤波1 k Hz~10 k Hz。

式中a———加速度, g

V———电压, V

S———加速度计灵敏度, p C/g

C———电荷转换器转换系数, m V/p C

A———调理放大倍数

三、VMS系统作用及原理

监测核电厂一回路冷却剂的流动和主泵的运转, 会激励核反应堆内构件发生复杂振动。如吊篮、燃料组件、控制棒、热屏蔽及连接件振动。堆内构件的振动在一定程度内是允许的, 但异常振动则可能导致故障甚至事故的发生。美国Palisades核电厂就曾出现过压紧弹簧功能失效问题。

堆内构件振动的监测方法通常有2种, 一是通过KIR系统安装在压力容器顶盖和下封头仪表穿透管上的4个加速度传感器, 监测压力壳的振动;二是从核仪表系统 (RPN) 的堆外中子探测器取得信号, 用中子噪声分析方法, 监测堆内构件的振动行为。根据中子探测器产生的电流信号与中子通量成正比, 可有式 (2) 。通过电流信号的变化, 可得到吊篮与压力壳之间的距离变化。

式中i———中子探测器产生的电流信号

Φ———堆外中子探测器探测到的中子通量

h———水的阻尼系数

dx———为堆芯吊篮和压力容器间的水隙厚度变化量

1998年, 国内某核电站曾发生吊篮下部防断支承组件螺栓松脱, 压力容器底部和下部组件严重受损。2007年, 国内某核电机组曾发生主泵叶轮片松脱和导流罩螺栓脱落。法国某核电厂曾发生吊篮环与连接螺钉疲劳断裂, 使吊篮的完整性受到破坏;美国Rock-Point和Yankee-I压水堆, 在20世纪70年代初, 吊篮热屏蔽由于螺栓连接损坏, 造成热屏蔽脱落。现如今松动部件监测, 已成为核电厂运行取照的必备系统。

四、AC4通道频繁报警分析

核电厂一回路松动部件与振动监测系统, 主要利用现场的13个加速度传感器, 将传感器产生的电荷信号经过电荷转换器转换成电压信号, 再通过信号分析与调理模块, 进行处理与甄别报警信息, 产生相应的事件报警或者故障报警。其中SG1、SG2、SG3、RPV区域的安装示意如图2所示, AC4位于反应堆压力容器顶盖上。

国内某核电机组KIR系统在日常运行中发现AC4通道频繁产生报警, AC4通道位于压力容器顶盖上, 主要用于监测堆芯上部构件的振动情况, 对控制棒驱动机构动作、通风罩工作状况等比较敏感。根据该系统运行经验, 当控制棒动作时, KIR系统的AC4通道容易受到干扰产生报警, 通道信号也会有所变化。该机组KIR系统日常期间频繁报警, 系统记录大量声音文件数据。为了避免频繁报警的产生, 首先想到的是通过人为调整RPV区域通道背景噪声水平, 自然也就提高了该RPV区域系统报警触发阈值。该办法是否科学合理呢?假想如果压力容器底部有小质量的松动部件, 加速度信号水平较低, 系统RPV区域探头能否产生报警信号?

1. 信号分析对比

调查KIR系统噪声趋势曲线, 分析发现该核电机组自商运以来, AC4通道信号明显偏大, 约0.3 V, 而其他各通道则均在0.1 V以下。对比同类型其他机组, 发现正常情况下所有通道均在0.05 V以下, 没有出现AC4通道偏大的情况, 各通道噪声信号趋势图如图3、图4。

为调查该核电机组KIR系统AC4通道异常的原因, 采用模拟现场振动测量的方法, 在KIR系统终端机柜的信号端子牌处取信号进行通道振动测量, 如图5所示。从传感器信号端子排引信号, 测量时根据现场传感器和电荷转换器的系数, 算出实际的输出电压与振动幅值之比。B&K8324-S-0型号传感器的灵敏度为10 p C/g, B&K2647B型号的电荷转换器灵敏度为10 m V/p C, 故得实际灵敏度 (输出电压与振动幅值之比) 为100 m V/g。

2. 信号频谱分析

采用美国罗克韦尔公司生产的Enpac 2500数据采集器对该机组KIR系统的通道信号进行采集分析, 通过快速傅里叶变换, 分析得到AC4通道信号频谱主要集中在50 Hz和5000 Hz处。分析认为50 Hz的产生, 主要是因为信号干扰, 以及滤波器设置对该频率的干扰未完全滤除所致。而5000 Hz则具有明显的碰磨特征, 频率高且存在25 Hz边带。

通过对比, 分析该机组KIR系统的AC4通道异常, 主要因在50 Hz与5000 Hz处振动信号较大所致:AC4通道的50 Hz幅值为21 g, 而AC1~AC3通道的50 Hz幅值仅为4 g;AC4通道的5000 Hz幅值为8 g左右, 而AC1~AC3通道的5000 Hz幅值为4 g左右。进一步将该机组AC4通道与其他同类型机组通道对比, 明确5000 Hz信号幅值8 g基本属于现场真实振动反应, 而50 Hz处的21 g振动则属于异常电源频率干扰。

核电机组的KIR系统AC4通道50 Hz处的信号干扰过大, 一方面与AC4通道的信号屏蔽不良有关, 另一方面, 也与系统的滤波设置有关。KIR系统的信号调理的参数为带通滤波1 k Hz~10 k Hz, 低通滤波1~100 Hz, 即并未对50 Hz的信号干扰进行滤波, 这是导致50 Hz信号电源频率干扰过大的重要原因, 该机组KIR系统AC4通道信号频谱结构如图6、图7所示。

核电机组KIR系统AC4通道信号偏大, 导致该通道的松动部件监测数值偏大。当AC4的噪声水平为3 g, 峰值因子为8时, 计算得到只有振动值>24 g的事件才会被记录。如果振动加速度值<24 g, 系统将无法自动产生报警信号。

3. 建立模型论证

按照松动部件监测的标准, 该通道的信号干扰已导致KIR系统不满足对LPMS监测的相关要求。GB/T 11807-2008《探查松脱零件的声学监测系统的特性、设计和运行程序》对LPMS的要求是:能够监测松动部件以0.7 J的动能撞击反应堆冷却剂压力边界内表面, 撞击点离开传感器的距离<1 m, 探测的质量范围约为0.1~15 kg。根据该要求, 对松动部件碰撞引发的加速度值进行估算。计算过程中按照图8模型进行简化处理。

计算取最小碰撞质量0.1 kg, 计算一回路中的流体流速为13.6 m/s, 忽略松动部件自身的重力产生的碰撞速度, 仅按该流速作为松动部件随流体运动的速度。取奥氏体不锈钢在350℃的杨氏模量B约为1.1×1011N/m2, 阵发波在压力容器表面的传播速度Cb为0.59×104 m/s。由赫兹碰撞理论, 阵发波的加速度幅值a与钢板碰撞处形变剪切力F之间的关系, 见式 (3) 。

从而得a=FCb2/ (8j B)

式中a (ω) ———阵发波的加速度幅值

D (ω) ———阵法波位移幅值

F———碰撞处形变剪切力

J———修正系数, 一般<1

k———波数, k=ω/Cb

Cb———阵发波在压力容器表面的传播速度

剪切力F与碰撞物之间的关系, 见式 (4) 。

计算得F=2.95 m V。式中th———碰撞时间, 与频率f之间的关系为f=0.8/th。代入数值进行计算, 估算出质量为0.1 kg的小球产生的加速度幅值约为7 g。

因此, AC4通道的信号干扰导致无法对RPV范围的松动部件进行有效监测。对于其他通道, 计算得监测最小振动为4 g, 可以进行有效监测。该通道信号干扰问题也向厂家进行了反馈, 经过对该通道进行屏蔽检查, 分析50 Hz主要由于软电缆接头制作时存在松动或者屏蔽不良所导致, 通过对电缆接头重新修复, 减小电源频率干扰, 从而保证系统对一回来松动部件的有效监测。

五、常见检修故障及系统维修策略

核电机组的KIR系统从硬件到软件均与法国EDF直接供货的KIR系统存在差异。硬件上包括传感器选型结构以及其安装方式, 硬电缆材质及电缆接头形式, 硬电缆与软电缆的接头形式, 以及通道电荷转换器的选型及结构, 如图9所示。终端软件上面也是完全不同的, 由于差异的存在, 使得每次换料大修系统检修方式也不完全相同。

1. 传感器通道故障

L303大修后系统重新启动阶段, 发现AC2及AG12通道信号异常, 异常现象主要表现为软件界面显示灯“failure”显示紫色。

L402大修后循环中期, AG31通道出现了断路 (软件界面显示) ;L403大修前一个月出现AG32通道故障, 显示“sensor”过载。具体故障模式显示如图10。

经过分析并咨询厂家人员, 检修界面出现响应的故障模式, 是一种系统自发的检查方式, 表示电荷转换器 (图11) 及其后端出现了故障。经检查系统机柜处并无异常, 怀疑电荷转换器或者软电缆存在故障, 更换新的电荷转换器后, 发现通道信号恢复正常, 检修界面故障模式消除。

2. 系统维修优化策略

核电机组的KIR系统与传统存在一定的差异性, 传感器与硬电缆的连接接头里面有陶瓷绝缘, 如果安装方式不当很容易导致陶瓷接头损坏。由于位置所限, 每次拆除和回装硬电缆时人员无法直接触及到传感器, 工作人员主要依靠经验和手感来操作, 每次大修拆装人员不一样, 致使该系统传感器与硬电缆频繁损坏。一旦损坏, 就必须得重新更换新的传感器和硬电缆, 更换起来也比较麻烦, 且AG13/23/33位置环境剂量通常较高, 工作人员存在比较大的外照射风险。经过前几轮大修的经验积累, 技术人员反复与服务部门沟通, 最终形成了一套完整的检修方案, 减少不必要的反复拆卸, 可避免人为的误损。减少了不必要的外照射风险, 系统稳定性提高, 大大降低系统故障维修率。

六、结论及建议

核电机组KIR系统AC4通道信号干扰问题, 经过反复的分析验证, 通过对连接软电缆的接头进行了重点修复, 通道信号干扰基本消除, 频繁报警问题解决。

大修中电荷转换器故障频繁发生, 目前已经有初步分析, 需要对电荷转换器进行转换系数检测。为了保证大修中电荷转换器故障时能够及时更换, 建议日常期间留足备件。维修策略的优化 (图12) 进一步提高了系统的可靠性, 系统故障维修率降低。

KIR主要对一回路松动部件和堆芯吊篮振动进行监测, 对于堆芯及一回来边界的安全具有重要作用。外部电站曾发生一回路存在松动部件, 导致压力边界损坏的严重事故。正确有效的监测, 对于尽早发现潜在危害, 防止严重事故的发生, 具有重要意义。

摘要：松动部件监测 (LPMS) 和振动监测 (VMS) 。松动部件监测, 利用碰撞定理建立模型, 分析一回路有无部件松动。堆芯吊篮振动监测, 通过中子噪声信号, 分析堆芯吊篮结构的固有振动模态。一回路松动部件与振动监测系统AC4通道信号干扰问题的原因分析与处理, 根据系统特点所做的大修维修策略优化及建议。

微机监测系统报警信息分析 篇5

信号微机监测系统承担着对列控设备、联锁设备、CTC等信号设备的在线实时监测任务, 并通过网络将有关信息传递至相关综合维修工区和综合维修段, 重要报警信息还将传至调度中心, 实现远程集中监测和故障诊断, 确保信号设备安全稳定运行。

监测系统能在信号设备运行的全部时间内监测设备运行状态, 全天候实时或定时对主体设备进行参数测试、存储、打印、再现;能监测信号设备的主要电气性能, 当电气性能偏离预定界限时及时报警;能发现设备故障和违章操作, 为防止事故、实现信号设备状态维修提供可靠信息;同时方便了电务维修人员迅速、准确定位故障点, 降低劳动强度, 减少维修工作, 避免因设备故障或违章操作影响列车的安全、正点运行, 保证设备的安全使用。信号微机监测系统已经成为铁路装备现代化的重要组成部分。

2 信号微机监测系统设备组成

信号微机监测系统由车站系统、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。车站系统负责数据的采集、分类和处理, 由站机、机柜、采集机、隔离转换单元等设备组成。该系统按照功能可分为开关量监测、道岔监测、轨道监测、综合监测、区间自动闭塞监测、站内电码化监测等几部分;按照采集对象类型可分为模拟量监测和开关量监测两大类。

3 监测项目

3.1 电源屏监测

3.1.1 采集内容

a.模拟量两路外电网引入电压。

b.模拟量电源屏各种输出电压。

c.开关量三相电源错序、断相。

3.1.2 采样点

a.两路三相AC380V从电源屏输入端, 或在外电网引入适当端子处引出。

b.智能电源屏所有输出电压, 由智能电源屏自身先采集, 然后通过485通信送往监测主机, 需从电源屏智能输出口放一根两芯屏蔽线到监测桌上, 经过监测桌下方安装的485光电隔离器, 从输出端接DB9的接头, 然后联到监测机的摩莎卡上。

3.2 道岔监测

3.2.1 采集内容

a.模拟量。转辙机动作电流

b.开关量。1启动继电器 (1DQJ) 条件

定反位表示继电器状态由开关量采集机及调监采

3.2.2 采集点

a.模拟量。4线制道岔采动作回线X4;6线制道岔采1DQJ第一组节点至2DQJF的111和121的两根电流线;提速道岔采断相保护器输出端的三相电流线。

b.开关量。1DQJ继电器

3.3 25HZ轨道电路监测

3.3.1 采集内容

模拟量。25HZ轨道二元二位继电器输入端交流电压, 并与局部电源比较计算出轨道相位角。

3.3.2 采集点

模拟量。25 HZ轨道电路接收端或二元二位继电器线圈。

3.4 电缆绝缘监测

3.4.1 采集内容:分线盘及电源屏各种电缆芯线

3.4.2 采集点:分线盘各电缆芯线端子, 有电缆绝缘测试盘的从测试端子处采样。

3.5 电源对地漏泄电流监测

3.5.1 采集内容:电源屏输出电源对地漏泄电流

3.5.2 采集点:电源屏输出端

3.6 半自动闭塞监测

3.6.1 采集内容:半自动闭塞电压和电流

3.6.2 采集点:

半自动闭塞组合侧面, 电流采集将BZ从组合侧面至分线盘的配线拆下绕经半自动闭塞采集组合串入分流器, 再接回原分线盘。

4 开关量监测

开关量采集器统一放在KGL组合中。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。原理见图1。

图中“J”是待检测的继电器, 前接点接有信号线, 后接点为未使用的空接点。由于中接点是公用的, 因此中、后接点称半空接点。传感器的一组感应线圈L2接在中、后接点之间, 另一组线圈接检测电路。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。当中、后接点断开时, L2上无电流。L1为自身的电感和损耗。当中、后接点闭合时, 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, 和信号设备没有接触, 并且不消耗信号设备的任何电流和电压, 对信号设备无任何影响。

5 监测系统与各接口的说明

客运专线应用的微机监测系统实现了将微机联锁系统、CTC系统、列控系统、轨道电路系统的诊断维护、报警信息和智能电源屏、智能灯丝监测系统、转辙机表示缺口监测系统的维护报警信息, 集中收集, 并且统一管理的功能。同时还实现了2006型微机监测系统要求的功能。

微机监测系统在各个车站设置监测车站系统, 在维修中心设置维修服务器, 在各个维修工区设置维修终端。微机监测为实现其核心维护维修功能, 需要与其他系统接口, 实现信息交换。

5.1 与CTC车站维护机接口

CTC与信号微机监测系统之间的通信, 通过CTC车站子系统的电务维护终端与信号微机监测系统的车站机互联实现。电务维护终端和微机监测车站机之间采用带光电隔离的RS-422串行接口连接, 双绞四线制, 异步全双工方式, 均使用RS232D型插件。

接口功能:

a.实现CTC与信号微机监测系统间的通讯。

CTC向监测系统提供信息, 监测系统不为CTC提供信息。

b.传输站场表示信息

微机监测车站机每隔1分钟, 向电务维护终端请求站场表示信息 (可选) , 电务维护终端则把全部站场表示信息传输给微机监测车站机。两次请求之间, 若站场表示信息变化, 电务维护终端自动把当前变化的站场表示信息传输给微机监测车站机。

5.2 与车站联锁接口

微机监测站机与联锁系统维护机间采用隔离的RS-422连接。

5.3 与列控和轨道维护机的接口

列控中心与微机监测系统的接口, 是在列控系统内部的维护机和监测站机上实现的;二者之间采用RJ45以太网接口连接, 数据传输采用TCP传输协议。

当列控中心维护机与轨道电路维护机分开设立时, 有3个TCP连接。连接1中, 列控中心维护机向监测站机提供列控设备监测数据服务, 定义列控维护机为服务端, 监测站机为客户端;连接2中, 轨道电路维护机向监测站机提供轨道电路设备监测数据服务, 定义轨道电路维护机为服务端, 监测站机为客户端;连接3中, 列控中心维护机向轨道电路维护机提供时钟校对服务并提供边界区段状态和区段方向信息, 定义列控维护机为服务端, 轨道电路维护机为客户端。

5.4 与智能电源屏接口

微机监测与智能电源屏间通过串行异步的方式连接。

结束语

浅谈缺口监测报警系统 篇6

转辙机表示缺口监测报警系统采用的是完善的计算机技术, 可靠的通信方式, 快、准、不间断地能对各类型的电动转辙机表示缺口状态进行自动监测。实现了转辙机表示缺口的间隙由人工目测到微机自动检测的转变, 解决了人工只能目测检查能看的到那面的表示缺口间隙, 而检查不到表示缺口另一面 (隐蔽) 的弊端, 达到了全方位地直接检测。

二、系统特点和结构

1. 系统特点

系统工艺先进、检测可靠、操作简单、使用寿命长;系统自身具有能实现状态数据存储、显示、打印、报警功能, 也能与信号微机监测系统联网, 通过铁道部组建的信息系统网络可将缺口报警信息上传到电务段、铁路局、或铁道部;缺口处直接取样、双向监测, 且检测差不受检查柱和检查块机械制造公差的影响;系统开放性设计, 易施工。一次安装、不需调整、无维修;缺口监测不受外界影响、稳定可靠;表示缺口报警值和检测准确度在仪表设定, 不受现场人为因素影响;不受现场环境温度、震动以及转辙机内油腻、潮湿、生锈的影响。

系统体积小、结构精巧;不改变转辙机原有结构, 不需增设附加配件;信息分机体积下、可安装在转辙机旁的电缆终端盒 (HZ12、HZ24) 内。系统采用DTMF双音多频信息传输方式, 具有较强抗干扰能力, 其性能稳定可靠;系统升级空间大;系统除对电动转辙机表示缺口的定位缺口 (DQ) 、反位缺口 (FQ) 信息报警外, 还可以实现道岔定位表示 (DB) 、反位表示 (FB) 和通信故障等八种报警信息。适用范围广;转辙机表示缺口监测报警装置的传感器能够适应安装在各种型号转辙机上。系统主机单元采用插接件、拼装方式、具有安装、更换、扩容方便的特点;具有大容量检测空间。

2. 系统结构

系统由室内主机、现场信息采集分机、缺口传感器、防浪涌单元组成。

(1) .道岔表示缺口监测主机 (ZQB-2004型) 主机采用成熟的工业级单板机、信号迭加技术, 实行集中控制、分散管理模式, 完成系统的自检, 巡检、对采集信号的分析、保存、处理、并向分机提供28V-35V直流工作电源;经过键盘操作, 查询分机历史报警信息, 并为站场扩容改造提供方便;通过CAN通信单元可与信号微机监测系统联网。

(2) .道岔信息采集器 (ZQB-F) 道岔信息采集器安装在室外的电缆盒内, 实时接收道岔缺口监测主机的查询;并实时向主机上报道岔表示缺口信息。

分机外壳采用高强度、耐高、低温ABS的工程材料一次压铸而成。颜色灰白, 几何尺寸为86mm×56mm×27mm (长×宽×高) 。外壳底部有两个固定安装的螺孔, 便于安装。

(3) .缺口传感器转辙机表示缺口传感器为机电一体化、点接触、零动程碰株式传感器。当缺口间隙≥2。4mm或≤0.6mm时, 检查柱上嵌装的碰珠与检查块导通, 向分机发出报警信息, 实现监测转辙机表示缺口间隙变化状态。

三、系统技术性能

转辙机表示缺口监测报警系统有独立显示、存储、发出声、光报警功能等。有信号微机监测存储、显示、打印或发出声、光报警。道岔在无车占用时表示缺口报警信息为信号微机的耳疾报警, 道岔在有车占用时表示缺口报警信息为信号微机的三级报警。转辙机表示缺口监测报警系统与信号微机监测系统之间协议通信, 符合铁道部《信号微机监测技术条件》。

转辙机表示缺口报警信息能在之间屏幕上和信号微机监测屏幕上实时显示, 并能显示出事哪组道岔、是何种报警。监测分机供电电源与采样信息共用一对电缆芯线叠加传输。缺口监测系统具有自诊断功能, 当检测单元、分机出现故障时, 能发出通信故障报警信息。当与信号微机监测系统通信时, 信号微机同时发出报警。缺口监测系统独立完成有车通过时引起的瞬间超限不予报警的功能;当与信号微机监测系统联网后, 对较长时间内有车占用引起的缺口报警做出判别, 并不予报警。缺口监测系统的安装方便、灵活。缺口监测系统的采样装置在通知道岔缺口是不需调整改装置, 并做到无维修。缺口监测系统具备良好的抗雷击性能。

缺口监测系统在工作或发生故障时均不会影响文件监测系统、转辙机和其它连接设备的正常工作。

四、系统防雷

1. 传感器的采样信息输入分界后设计后设计了光电隔离单元 (隔离度为直流1000V) , 隔离电气化轨道产生的浪涌对分界电路的损害。

2. 分机单元经隔离单元 (隔离度为直流1000V) 隔离, 后为采样电路提供工作电源, 防止采样电路浪涌经过信号电缆对监测主机的损害。

3. 主机和分机的输入电路中均增加入了过流保护元件, 是主机与分机具有自动保护功能。

4. 分机输入端为防止外界强电的浪涌干扰对监测系统的冲击, 在分机输入端的线-线之间、每线与大地之间设计了ZQB-FL防浪涌单元 (标称电压为75V、放电电流2.5KVA, 响应时间≤20ns) 。

5. 电缆金属外套两端、穿线蛇管外套接地。

五、系统维护

(1) .系统报警分析

1) 系统显示某道岔缺口定位或反位报警,

2) 检查该道岔缺口是否超标,

3) 若不超标检查传感器绝缘是否良好,

4) 若缺口超标则调整缺口。

(2) .道岔分机通信故障分析

1) 系统显示某道岔分级通信故障,

2) 观察分机收、发机灯是否闪烁,

3) 若不闪, 则测量分机输入是否有23V电压, 若没有电压, 则检查电缆接线是否良好。若有电压, 则更换备用分机。

4) 若收发灯闪烁, 则检查分机设置号码是否正确。

六、结论

微机监测系统报警信息分析 篇7

粮食的安全储藏是国家为了备战和预防灾荒的重要战略决策,而粮库储粮监测技术又是科学保粮的关键技术之一。传统的方式是用干温度表、毛发湿度计、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材人工检测,对不符合温湿度要求的库房进行通风去湿和降温。这种人工方法费时费力,效率低,误差大。目前,国内生产的粮情监测系统品种繁多,且系统结构各异,但其监测的内容主要集中在粮库内外温度和湿度。现场检测电路和上位机的通讯大多采用RS-485,这就使整个系统抗干扰能力差,实时性和纠错能力不强,增加了节点困难。当某一通信节点出现故障时,还会影响整个系统。因此为了提高粮情监测系统的可靠性,扩大粮情监测的功能,提出了基于CAN总线的多功能大型粮仓远程监测系统。采用本测试系统对库区内每个库房的每个仓位的湿度、温度的变化情况都能自动测试,一旦出现异常现象就能及时处理,实现粮库的温湿度自动控制。

1 系统硬件设计

温湿度监测系统由上位管理主机(HOST)、USB/CAN转换器和多个智能节点组成,节点的数量由大型仓库里的粮库数量决定。一般在采用标准帧进行CAN通信时,节点不超过110个;采用扩展帧CAN进行CAN通信时,节点数量原则上无限制。整个监测网络采用总线式拓扑结构,其结构原理图如图1所示。

1.1 上位机

上位管理机采用PC机,主要完成监测网络系统的参数设置、粮库的状态查询、数据处理、粮情分析、超限实时报警和报表打印等功能。下位智能节点由单片机、数据采集电路和CAN通控制驱动电路等构成。

1.2 下位机

下位机不仅要实时监测本粮库内各个测试点的温湿度情况,并保存和显示结果,还要负责接收上位管理机的命令,根据上位机的要求上传数据。

下位机以单片机AT89S52为核心,通过扩展显示电路、数据采集电路和CAN通信模块构成一个完整的硬件体系。

1.3 USB/CAN转换器

USB/CAN转换器负责将上位机通过USB口输出的命令转换成CAN总线数据格式,再下传到CAN总线;或者将下位机通过CAN总线上传的数据转换成USB数据格式后再送到PC机,来实现对1号、2号…N号粮库的控制。该转换机简单方便,易于操作,为粮库的自动控制带来了极大的方便。

1.4 温度传感器的选择

温度传感器采用Dallas最新单线数字温度传感器DS18B20,它为 “一线器件”,体积更小,适用电压更宽,更经济。现场温度直接以"一线总线"的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性,适合于恶劣环境的现场温度测量。

CPU对DS18B20的访问流程为:首先,对DS18B20初始化;然后,进行ROM操作命令;最后,对存储器和数据进行操作。DS18B20每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议。如主机控制DS18B20完成温度转换这一过程,根据DS18B20的通讯协议,需经3个步骤,每一次读写之前都要对DS18B20进行复位,复位成功后发送一条ROM指令,最后发送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预定的操作。光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20的地址序列码。其作用是使每一个DS18B20都各不相同,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。

1.5 湿度传感器的选择

湿度传感器采用HIH3610和DS2438组合模块。图2所示为一线温湿度传感器电路,其中HIH3610是Honeywell生产的电压输出的三端集成湿度传感器,具有线性度好、精度高、性能稳定和0～100%RH非凝结态全范围可测量等突出优点。

1) 电压输出。

Vout=Vsupply{0.0062(sensorRH)+0.16} (1)

式中 Vout—从DS2438in测得的电压值;

Vsupply—实测供电电压值;

sensorRH—环境温度在25℃时的相对湿度。

2) 温度补偿关系。

RH=(sensorRH)/(1.054 6-0.002 16T) (2)

式中 RH—经过温度补偿的湿度值;

T—实际环境温度值。

图2中,DS2438是具有一线总线通讯接口的10位A/D转换器,片内包含一个高分辨率的数字温度传感器,它可用于湿度传感器的温度补偿。供电电压在2.4～10.0V之间。内部留有40字节的非易失性用户存储器。因为湿度传感器产品的参数分布具有一定的离散性,所以Honeywell公司在环境温度为25℃时对每只传感器的两点电压进行测量标定,并提供给用户作计算依据:一是电源电压为5V时,环境湿度为0%RH时的零点补偿电压输出V0;二是 氯化钠饱和溶液容器内空气相对湿度平衡点75.3%RH时的电压输出Vs。用两点电压求出相对湿度的斜率为

Slope=(Vs-V0)/75.3 (3)

sensorRH=(Vout-V0)/Slope (4)

把V0与Vs的值存入DS2438的非易失性存储器中,实测时在一线总线上读出Vout、V0和Vs,由一线总线仪表将sensorRH代入上述公式,计算出测量的实际相对湿度值RH。

1.6 显示电路

显示电路和微控制器的连接采用I2C总线,如图3所示。由于AT89S52单片机内部没有集成I2C总线模块,故采用软件模拟的方法实现I2C通讯。显示驱动器采用具有I2C总的器件SAA1064,可动态驱动4位8段LED显示器。它内部具有显存和自动刷新功能,可免去微控制器的频繁刷新任务,腾出大量时间做其他事情。

1.7 CAN通信模块

CAN控制驱动模块由CAN控制器SJA1000、光耦6N137模块和CAN驱动器82C50构成。SJA1000负责与微控制器进行状态、控制和命令等信息交换,并承担网络通信任务;82C50为CAN控制器和总线接口,具有对总线的差动发送和对CAN控制器的差动接收功能。光耦6N137起隔离作用。

1.8 通风模块

通风模块是用来调节粮库温度和湿度的关键器件。当系统测得温湿度超出标准时,启动通风机通风降温去湿,恢复标准后通风机停止。

2 系统软件设计

系统软件流程图如图4所示。

3 结果与讨论

系统装好后,可以及时对粮库的温湿度进行调整,使粮食在适当的温度下能够进行长时间的保存。在主机设定好温湿度范围之后,系统能够将粮库的状态保持在适当的条件内。CAN总线实现了多个粮库的集中控制。智能系统又使系统能够自动运行,不需要人员监控,大大节省了人力资源。

本系统根据一线总线规范提出一种一线总线温湿度传感器,一线总线主机可根据读取的湿度值、温度值及电压值经计算后得到实际的湿度值,同时可利用存储在DS2438 E2PROM中的传感器标定参数对传感器的输出值进行修正,以减少传感器标识误差。因此, 本传感器具有较高的智能化程度和测量精度。同时,由于每个传感器均挂在一条总线上,从而大大减少了布线及安装费用,使采用单总线微网技术构成的多点温湿度测量系统成为可能,因此具有广泛的应用前景。

在系统中采用的传感器DS18B20和HIH3610都能够很好地实现技术要求,而且价格便宜、质量好,是同类产品的佼佼者。温度与湿度调节方法简单,只使用通风机就可以实现对粮库的去湿和降温。此系统实现了1台PC控制机可以对区域内多个大型粮库的自动控制,每个粮库都设有一个下位机来实现温湿度的测量和调节,对于粮库面积大还采用了多点式的测量布局,从而很好地实现了对粮食的有效管理,给国家的粮食储备工作带来了极大的方便,同时也节省了人工测量的费用。

参考文献

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