区域联锁车站电流表远程监测系统的设计与实现分析论文

区域计算机联锁系统(简称区域联锁)，是目前技术成熟并在国内外广泛使用的联锁控制系统，可实现车站联锁、区间闭塞和调度指挥一体化控制。区域联锁车站分为主控站和被控站，区域内联锁关系的完成、车站设备的监控只在主控站进行，被控站只设执行设备，一般无人值守。

常规的联锁车站控制台都设有电流表，车站值班员在控制台排列进路时，通过这些电流表就能了解室外道岔动作情况。如道岔发生卡阻、挤岔、锁闭异常等情况，电流表可以直观反映出来，减少了由于室外情况不明而产生的误操作。区域联锁主控站的道岔由主控站联锁系统控制，被控站的道岔由被控站联锁执行设备控制。因被控站无人值守，故需要主控站值班员来查看被控站道岔动作情况。通常的做法是通过电缆将被控站的电流表连接到主控站，但因为距离较长效果不是很好，这给运输带来了不安全因素，也容易造成值班员误操作。为解决此问题，设计了控制台电流表远程监测系统，该系统在不改变区域联锁的情况下，实现了让主控站值班员实时查看到被控站道岔动作情况，解除了影响运输的不安全因素。

1系统结构设计

区域联锁系统一般有一个主控站和一个或多个被控站。根据这种特点，在每个被控站设置一台大电流采集器，用来采集被控站电流表的动作情况;在主控站设一台光纤/CAN通信转换集中器，与各个被控站的CAN/光纤通信转换器进行通信，收集各个被控站的电流表监测数据。被控站道岔电流表的数值在主控站电流显示屏上显示，也可以接入联锁上位机，在联锁控制台上显示。

大电流采集器和CAN/光纤通信转换器的通信采用CAN总线通信方式，CAN总线是可靠性很高的现场总线，同时扩展性也很强;主控站采用光纤/CAN通信转换集中器，接收各站电流采集单元的数据，处理、存储数据并发送至电流显示屏进行显示;被控车站较多时，可以通过联锁上位机进行软件接口，在联锁控制台进行集中显示;主控站和被控站之间通过光纤连接。

2系统功能及核心部分设计

控制台电流表远程监测系统实现了对区域联锁系统被控站道岔动作情况的实时监测，具有测试精度高、反应速度快的特点。系统主要由电流采集、通信传输、电流显示等几部分组成。其中电流采集是核心部分，主要由CPU 控制器、电流传感器、模拟输入、数字输入、数字输出、隔离通信总线及电源等部分组成，测试精度可以达到±2%。

软件结构中，输入信号的零点修正及参数模型建立是2个关键部分：

1.输入信号的零点修正。2、3、4、5单元模块，主要是自主学习信号放大过程中零点漂移和信号自身白噪声及被测信号带外干扰的情况，并由此建立干扰参数模型9。运用此参数模型完成对信号的误差运算、反馈等闭环控制，以此达到对输入信号的零点修正。

2.参数模型的建立。的7、8单元分别为直流参数模型和交流参数模型。根据转辙机的型号不同，道岔动作电流也有直流和交流2种，不同的信号源由不同的模型来处理。9为干扰参数模型，道岔动作电源回线由室外传输回来，由于走线距离等因素影响，会受到外界电磁信号干扰。在进行模数转换放大处理时，放大电路自身产生了白噪声和信号零点漂移，加上外部无信号时的强干扰信号一同被送入处理单元，造成了此模型输入参数多，并且参数变化范围大，使每一应用地点干扰参数模型也不同，为此，建立了干扰模型参数的默认值，在实际使用中，采用自学习方法或自动、手动修改参数进行存储。

3.电流采集软件处理流程。从如图4所示的软件处理流程可以看出设备的主要工作过程及处理方法。当没有被测电流信号输入时，处理器读到的信号为干扰信号，包括噪声及外部干扰，同时存在由信号放大带来的零点漂移。考虑到这些及其他因素后，处理器可通过学习并建立相应的模型，在默认的干扰参数模型下，有尺度地动态调整干扰参数模型，并保存相应的参数，待有被测信号时，修正被测信号，使之测量精准。

当有被测电流信号输入时，通过上述方法测量比较精准的电流信号，经过干扰参数模型完成反馈、修正，使测量精度进一步提升，并根据信号源判断是采用直流参数模型、还是交流参数模型进行处理。

3结束语

区域联锁系统控制台电流表远程监测系统，具有测试精度高、反应速度快的特点，经光纤通道进行数据传输，通过智能显示屏或联锁控制台显示结果，实现了控制台电流表电流采集、传输、展示功能。该系统适用于各种类型区域联锁系统，对消除区域联锁系统被控站道岔的监视盲区，保证运输安全很有帮助。该系统已经在兰州北等多个车站成功运用，经过实践检验达到了预期的设计目的。

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