無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)中采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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隨著我國(guó)鐵路向高速、高密、重載、電氣化方向邁進(jìn)，區(qū)間閉塞設(shè)備尤其是移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)得到了迅速的發(fā)展，ZPW-2000R型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)也因此得到了廣泛的推廣應(yīng)用。為保證ZPW-2000R型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)能可靠安全的運(yùn)行，隨移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)配套，提供了系統(tǒng)維護(hù)機(jī)，以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全天候監(jiān)視，方便維護(hù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并盡快排除故障，保證安全。本文介紹的采集系統(tǒng)正是為監(jiān)測(cè)ZPW-2000R型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)維護(hù)機(jī)的主要設(shè)備提供接口。
l ZPW-2000R型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)簡(jiǎn)介
ZPW-2000R型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)分室內(nèi)設(shè)備和室外設(shè)備兩部分。室內(nèi)設(shè)備包括發(fā)送器、功放器、接收器、濾波器、電纜模擬單元、采集系統(tǒng)、防雷單元、系統(tǒng)維護(hù)機(jī)；室外設(shè)備包括匹配單元(PB)、調(diào)諧單元(BA)、平衡線圈(SVA)、補(bǔ)償電容等。系統(tǒng)構(gòu)成框圖見圖1，其主要工作方式為：
發(fā)送器根據(jù)前方閉塞分區(qū)執(zhí)行繼電器構(gòu)成的編碼條件，輸出相應(yīng)編碼移頻信號(hào)。先經(jīng)“N+1”轉(zhuǎn)換、方向電路、紅燈轉(zhuǎn)換條件及發(fā)送通道設(shè)備送至室外電纜，再經(jīng)軌道匹配單元發(fā)送到軌道，并分別向兩個(gè)方向傳輸。正向信號(hào)經(jīng)主軌道傳送到本區(qū)段調(diào)諧區(qū)的接收側(cè)，并在調(diào)諧區(qū)發(fā)送側(cè)BA處以其對(duì)接收信號(hào)呈低阻而實(shí)現(xiàn)隔離，不再向下一個(gè)區(qū)段繼續(xù)傳輸；反向信號(hào)經(jīng)調(diào)諧區(qū)傳輸送至相鄰區(qū)段的接收側(cè)，同時(shí)以調(diào)諧區(qū)接收側(cè)BA對(duì)發(fā)送信號(hào)呈低阻而實(shí)現(xiàn)隔離，不再向相鄰區(qū)段繼續(xù)傳輸。
經(jīng)主軌道傳輸?shù)谋緟^(qū)段信號(hào)和經(jīng)調(diào)諧區(qū)傳輸?shù)泥弲^(qū)段反向信號(hào)都送入本區(qū)段的接收匹配單元端，再經(jīng)電纜和通道設(shè)備傳輸，將兩種信號(hào)送至接收濾波端，由濾波器兩路混合分離，分出主軌道信號(hào)和調(diào)諧區(qū)信號(hào)這兩路輸出，分別送至接收器解調(diào)、譯碼，并輸出動(dòng)作執(zhí)行繼電器，控制區(qū)間信號(hào)燈顯示，反映列車占用情況，同時(shí)控制后方閉塞分區(qū)發(fā)送的信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
系統(tǒng)軌道電路采用調(diào)頻方式。載頻頻率為：1 698．7Hz(1700―1)，1 701．4 Hz(1700―1)，1 998．7 Hz(2000―2)，2 001．4 Hz(2000―1)，2 298．7 Hz(2 300―2)，2 301．4 Hz(1700―1)，2 598．7 Hz(2600―2)，2 601．4 Hz(2600―1)；頻偏為±11 Hz；低頻調(diào)制頻率為10．3 Hz，11．4 Hz，12．5 Hz，13．6 Hz．14．7 Hz，15．8 Hz，16．9 Hz，18 Hz，19．1 Hz。20．2 Hz，21．3 Hz，22．4 Hz，23．5 Hz，24．6 Hz，25．7 Hz，26．8 Hz，27．9 Hz，29 Hz，共18個(gè)信息。發(fā)送器、功放器、接收器、濾波器的工作狀態(tài)由采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集．并上傳至系統(tǒng)維護(hù)機(jī)。
2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)由輸入信號(hào)處理、主控單元、外部通信接口三大模塊組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
主要采集ZPW-2000R型無絕緣移頻自動(dòng)閉塞系統(tǒng)的接收器、發(fā)送器、功放器等單元設(shè)備的電壓、電流、低頻、載頻及繼電器狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并與系統(tǒng)維護(hù)機(jī)等上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。如圖2所示，采集的模擬量數(shù)據(jù)包括兩路功出電壓、八路接入電壓、兩路功出電流、兩路濾入電流等；采集的頻率信息包括兩路載頻信息、六路低頻信息等。其中，接入電壓及功出電流輸入均為毫伏級(jí)交流信號(hào)；功出電壓輸入為高壓交流信號(hào)；發(fā)送低頻及接收低頻輸入為交流數(shù)字信號(hào)；地址編碼輸入為電平信號(hào)；繼電器狀態(tài)輸入為數(shù)字脈沖信號(hào)。
3 C805lF020簡(jiǎn)介
C8051F020(F020)是美國(guó)德州Cygnal公司推出的完全集成混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)MCU芯片。具有64個(gè)數(shù)字I／O引腳。其主要特征為：
(1)高速、流水線結(jié)構(gòu)的8051兼容的CIP-51內(nèi)核；
(2)全速、非侵入式的在系統(tǒng)調(diào)試接口(片內(nèi))；
(3)真正12位100 kS／s的8通道ADC，帶PGA和模擬多路開關(guān)；
(4)真正8位500 kS／sADC，帶PGA和8通道模擬多路開關(guān)；
(5)兩個(gè)12位DAC，具有可編程數(shù)據(jù)更新方式；
(6)64 KB可在系統(tǒng)編程的FLASH存儲(chǔ)器；
(7)4 352(4 096+256)B的片內(nèi)RAM；
(8)可尋址64 KB地址空間的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口；
評(píng)論