微机监测系统在信号设备故障诊断中的分析

第一篇：微机监测系统在信号设备故障诊断中的分析

※※※※※※※※※ ※2009级

铁道信号

※※※※※

※ ※ ※ ※※ ※※※※

微机监测系统在信号设备故障诊断中的分析

姓 名 学 号 院、系、部 班 号 完成时间

电气工程系

2012年12月21日

摘 要

信号微机监测系统是铁路重要的行车安全辅助设备，是铁路装备现代化的重要组成部分。为及时准确地诊断信号设备故障，本文探索了运用微机监测诊断信号设备故障的一些方法，即根据信号设备运用中的实时参数、动作曲线、日报表等有关信息，观察参数和波形图的变化趋势，比较正常值与非正常值的关系，以正确判断运用中的信号设备是否发生故障，从而达到控制故障发生，确保行车安全的目的。

关键词: 微机监测 信号设备 故障诊断 动作曲线

Abstract

Railway computer monitoring system is important safety equipment for railway an important part of the modernization of railway equipment.To timely and accurate diagnosis signal equipment failure, this paper explores the using microcomputer monitoring diagnosis signal equipment failure of some of the method, according to the real-time signal equipment using parameters, action curve, and other relevant information daily reports, observing parameters and the change tendency of the wave figures, more normal and abnormal value in relation to a correct judgment of whether using signal equipment failure, so as to achieve control of faults, ensure safety purposes.Key words: Micro-computer monitoring Signal equipment Fault diagnosis Action curve

摘 要..............................................................2 Abstract............................................................3 引 言..............................................................5

一、微机监测系统简介..............................................6

（一）、系统原理...............................................6

（二）、系统结构...............................................6

二、微机监测下的信号设备常见故障..................................8

（一）、分类...................................................8

（二）、信号设备故障原因.......................................8

三、利用微机监测系统进行故障分析的方法............................9

（一）、微机监测数据分析的原则.................................9

（二）、微机监测数据分析内容与要求.............................9 总 结.............................................................10 参考文献...........................................................11

引 言

随着我国铁路建设的跨跃式发展，铁路设备的管理与维护正逐步由人工或半人工化管理模式向智能化管理模式过渡，这就要求铁路管理部门必须要有一套非常完备的监测系统能够全面、深入的在信号设备、线路使用状况、车辆运行状况以及行车环境这些方面进行连续跟踪、及时记录、有效分析，目的是及时发现问题并能迅速解决问题，保证列车行驶安全。在此情况下，微机监测系统应用而生，该系统在网络通信的基础上将传感器、现场总线、数据库、软件工程等技术与现场设备运行状态融为一体。信号微机监测系统作为铁路行车安全监测设备，是信号技术向高安全、高可靠和网络化、数字化、智能化方向发展的标志之一。也是提高信号设备维护质量的重要技术手段，它能实时、动态、准确、量化地对信号设备进行在线监测，反映信号设备的运用质量、结合部分设备状态，并对状态信息进行储存、重放、查询、报警，对于防止违章作业，分析判断故障，尤其对分析发现潜在性故障、瞬间故障和间歇性故障提供重要的手段和依据，对确保运输安全发挥着重要的作用。

另一方面，微机监测设备作为电务故障诊断专家，其地位和作用越来越重要，同时为数据分析，掌握监测数据与设备状态之间的内在联系，及时发现信号设备故障隐患，预防故障发生提供了可能。信号故障与故障延时是反映信号设备安全运用的重要指标，如能有效地控制并减少设备故障的总量，故障延时总量就会随之减少。因此，及时准确地诊断并积极处理信号故障就显得十分必要。运用微机监测手段可以了解故障发生的原因、性质，并利于指导故障的处理。

一、微机监测系统简介

（一）、系统原理

微机监测系统由上层监测设备(铁道部、铁路局)和基层监测设备(电务段、车间、车站)两部分组成，用以监测本单位管辖内各车站信号设备运行状态的网络系统。

微机监测系统应用计算机和信息采集机实时监测各种信号设备，监测对象主要是模拟量监测和开关量监测。模拟量包括:轨道电路电压、道岔动作电流、电源屏电压、电缆绝缘电阻和电源对地漏泄电流等。开关量包括:控制台按钮和表示灯状态、关键继电器状态、灯丝状态、熔断状态和道岔表示缺口状态等。

以TJWX一2000型信号微机监测系统为例来说明其原理。TJWX一2000型微机监测系统采用现场总线(CAN)技术、传感技术、计算机网络技术、数据库及软件工程技术，能实时动态、准确量化地反映信号设备的运用质量、结合部份设备状态，并具有状态信息储存、重放、查询和数据逻辑判断功能。当电气特性超标或违章作业进行局部节点封连时，均可以按照等级及时报警。同时，由于对设备的运用状态能做到“心中有数”，“超标报警”，超前防范，防患未然，能使设备运用质量始终处于受控状态，科学地指导现场合理维修，避免“过剩修”或“漏检漏修”，保证列车行驶安全。

（二）、系统结构

TJWX一2000型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，以及广域网数据传输系统五部分组成。

车站系统是微机监测系统的最基本单元，主要负责数据的采集、分类和处理，实现信号设备的实时监测和人机对话。它包括站机、采集机、机柜、隔离转换单元等。站机作为一个车站的集中管理设备，集中处理各采集机采集的实时信息，并将信息进行显示和存储。同时，站机为操作人员提供人机接口，根据对信号设备监测的结果，实现车站作业状态及设备运用状态的实时显示和各种数据的查询功能。

车间机用于管理和查看所管辖车站的数据。车间机具有终端的所有功能，以终端方式连至监测系统，以人机对话方式查看管内站机的所有数据，并能显示网络通信结构拓扑图和通信状态。

电务段管理系统是电务段管内各站的微机监测数据和网络通信的管理中心，是微机监测网络系统的中枢部分。它包括一台服务器和若干台终端、打印机等外部设备以及一些通信设备。

上层网络终端具有终端所有的功能。它以数据终端方式在电务段服务器上登陆，连至电务段监测网。上层终端可以通过专线或拨号随时联网。

广域网数据传输系统把车站系统、电务段系统及上层网络终端连接起来。广域网数据传输系统完成IP数据包在各计算机间的传输，它包括路由器、调制解调器集线器等。路由器完成lP数据包的寻径和转发。调制解调器实现实现模拟信号和数字信号的相互转换，使传输信号与通信线路相匹配。集线器用在电务段局域网中连接各计算机。

二、微机监测下的信号设备常见故障

（一）、分类

铁路信号设备的故障总体上可分为电路故障和机械故障。电路故障分类按照设备的功能和故障的性质及现象进行分类，常见故障有:进路系统故障、信号复示器故障、解锁故障和信号点灯故障及其它故障如闭塞设备和供电设备故障等;机械故障有道岔故障、转辙机故障等。

（二）、信号设备故障原因

（1）材料不良，包括元器件变质、制造工艺缺陷。

（2）维修不良，主要是由于工作人员责任心不强、业务素质差等造成。（3）违章作业，主要是从事信号维修工作时不遵守章程。

（4）外界原因，自然界的影响、车及施工的影响、其他因素影响（如因线路长时间没有列车或调车车列通过，造成轨面生锈，使轨道电路分路不良）

三、利用微机监测系统进行故障分析的方法

（一）、微机监测数据分析的原则

掌握技术标准。作为维护人员应了解信号设备正常工作的电气参数，在查看微机监测采集的各项数据时，应掌握管内信号设备的类型及技术标准，电气特性要求，以便及时发现电气特性不达标的设备。

把握数据变化。除查看各项数据是否符合技术标准之外，还要观察数据的波动情况，电压（或电流）的波动幅度有多大、曲线的波动是平滑还是陡变、波动情况出现的频率及当时站场的状态等，依此判断设备是正常波动还是出现了问题。

（二）、微机监测数据分析内容与要求

重要设备状态。计算机联锁、列控中心、CTC、智能电源屏等电子设备。要求查看设备状态，若出现异常，及时对设备实际使用情况进行检查。

电源屏输入、输出电源。查看外电网电源、电源屏各路输入、输出电压是否在规定范围内，24时内电压及电流曲线有无异常波动。

站内轨道电路接收电压。查看轨道继电器电压是否符合调整表要求和该区段接收电压波动情况。

区间轨道电路发送、接收电压。对 UM71区间轨道电路的轨道输入电压或 ZPW-2000A 轨道电路的主轨出电压和小轨出电压曲线进行查看，以及查看两次分析时间间隔内的发送与接收电压日曲线。

道岔动作曲线。每日查看每组道岔的所有曲线，一次动作曲线正常不能代表本组的所有曲线都正常。将每组道岔集中检修完毕后，将正常扳动良好的道岔动作曲线设定为参考曲线，分析时将道岔定、反位曲线和设定参考曲线进行比较，查看动作电流的大小和动作时间的长短有无明显变化。

电缆全程绝缘。值班人员每日在微机监测上对电缆全程进行一次全测，对全程小于 1 MΩ 的电缆进行记录，并报告工长组织处理。信号机点灯电流。查看 24 小时内日曲线，其数值符合标准，曲线无异常波动。

总 结

信号微机监测是电务安全的“黑匣子”，是信号维修技术的重要突破，是信 号维修体制改革的重要技术支撑，系统能实时动态、准确量化地反映信号设备的运用质量、结合部设备状态，并具有状态信息储存、重放、查询和数据逻辑判断功能，当电气特性超标或违章作业进行局部节点封连时均可以按照等级及时报警。这对于防止违章作业，分析判断故障，特别是对瞬间发生或时好时坏的“疑难杂症”故障，或结合部难以界定的复杂故障的分析处理提供了重要到的手段和依据。微机监测系统对信号设备的故障诊断提供了一个很有用的技术手段，利用该系统观察每日各信号设备的电压或电流等曲线可以直观的发现是否存在问题，并找出故障的可能原因。实时监测信号设备的状态，提供了铁路行车的安全性。

参 考 文 献

[1]《现代铁路远程控制系统》刘晓娟 郑云水 编著 西南交通大学出版社出版 [2]《基于数据挖掘的微机监测系统故障诊断研究》 张炜 硕士学位论文 [3]《运用微机监测诊断信号设备故障》 张世林 期刊 [4]《利用微机监测处理设备隐患二例》 高义生 期刊

第二篇：信号微机监测在道岔设备维护中范海涛的应用

信号微机监测在道岔设备维护中范海涛的应用

[摘 要]本文主要介绍了微机监测系统信号应用的必要性以及在铁路交通中信号设备的作用，通过增加微机监测曲线等分析，可以快速发现其故障点提前发现信号设备的潜在危机，对提高设备维修效率与维修效果，保持长期良好的工作运行状态，具有积极的推动作用。

[关键词]微机监测；道岔；分析；应用

中图分类号：TH38 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0175-01

随着现代化信息技术的快速发展，计算机技术在铁路方面的广泛运用，铁路监测信号设备的实时与测试整体系统也随之产生，信号微机监测是信号设备的黑匣子，是信号微机监测设备实现状态维修的必要检测手段之一，也是现代化信息技术向信息技术更可靠、更全面和网络数字化以及智能化发展的重要路径之一。

一：微机监测信号系统运用的必要性

1.1 微机监测系统为了保护信号设备完成特定功能的能力，对其必须采用专业技术管理措施，也被称为维修措施。从广泛意义来说，微机监测信号的维修工作包含大修和中修以及日常维护修理三个方面的内容。依据特定时期的专业技术条件支持和经济的可行性，对信号设备的日常维修又可以分为事后维修与预防维修两种方法。

1.2 预防维修是指针对正常使用设备的性能以及信号参数进行监测和观察，当发现设备性能或参数降低到临界值且还没有失效前就进行适当的维修或者更换，根据监测和观察的时间，预防维修又可以分为定期维修和不定期为修。要想改善维修质量和提高电气集中的使用度以及节约人力物力的方向来看，需要采取不定期维修的方式是最有效的，运用微机监测系统有益于日常维修工作中不定期维修的效果提高。

二：道岔监测的特性

2.1 道岔监测的机械特性

1.道岔曲线动荡幅度过大，可以?z查道岔是否是断格或者是碳刷线路接触不良。如图2（a），（b）的曲线尖轨太紧密，滑床板吊板或者是反弹过大。道岔运动电流曲线不会是电流启动时的电流较大，如图二（c）电流曲线反映出道岔故障电流较高，运动时间较长，可以认为是机械出现了故障。减速器在摩擦动力带上打滑，可说明电流故障在明显减小，运动时间较长。

2.电流曲线正常运行是道岔在卡缺口，运动时间符合道岔标准。这个现象可表示为电路出现故障。情况一般可为道岔杆卡缺口。

2.2 道岔监测的电气特性

1.1DQJ 道岔特性不稳定可能是因为1DQJ线路存在断线情况。

2.当道岔分机监测不到道岔电流曲线和时间则说明1DQJ的采集器断线或者1DQJ也断线，若能采集到曲线，时间，就是模入板坏掉或者是接触不良。

3.在铁路段当车压过道岔区域后，道岔会表示不一定报警，反而开关量会重复出现1DQJ闪烁跳动，更换1DQJ后能运行，则说明1DQJ特性不行。

三：微机监测信号在道岔设备中的应用

（一）信号微机监测道岔运动曲线原理

3.1微机监测信号设备是通过对道岔动作电流实时监测的，也能直接测量出工作，启动，故障电流和运动时间，并可以用次来描绘出道岔电流曲线的动作。

3.2电动转辙机判断原理

电动转辙机判断原理是采用电动转辙机的工作动力F和工作电流相似的成正比例关系，所以可以通过微机监测采集道岔工作电流与摩擦电流近似定性分析与判断电动转辙机动力的变化，以掌握转辙机机械性能和电气特性以及时间特性。

3.3电动转辙机交流电判断原理

交流电动转辙机的工作拉力的变化，由电动机电流、电压、以及运转速度等诸多因素来决定，所以，像ZD6电动转辙机那样用微机监测电流的大小来响应电动转辙机特性就不可以，对于使用交流电动转辙机的电流曲线大小来看分析相应时间特性为重点，调看时应将电流曲线和参与曲线时间做对比，从而反映出道岔应用状态情况。

3.4 微机监测信号道岔动作的曲线分析和运用

（二）正常单动道岔运动曲线分析；如图1

微机监测信号在道岔转动电流曲线是一条主要以电流为纵轴，时间为横轴，最多以十毫秒来测量间隔的各方面电流值连接各点从而绘制出道岔转动电流曲图，其中包含了道岔转换过程中电气特性与机械特性。

（1）道岔转动运动曲线的时间特征：

T2-T1=IDQJ，转极时间≤0.3s，洗起时间+2DQJ。

ZD6 电机上电时间，T3-T2≤0.05s

T4-T1≤0.6s，在道岔中T3～T4 时间段为微机监控道岔解除。一般取 T4～T7之 间的平均电流作为道岔动作电流。T4-T7 段平均值为ZD6的工作电流。在电流图中应该平滑，上下电流抖动幅度过大，则有以下情况发生，炭刷和整流子的面接触不均匀或者有污染物质、床板平滑凹凸不平、电机动力也有短路情况的发生。T4-T7 段曲线若有大量的零点，则为电机动力转子线路断了。在这个期间电机经过 2两级缓速，带动微机监测道岔稳定转换，电流曲线完整，若动作电流小，则是道岔稳定转换的阻力较小，若动作电流大，则是转换阻力较大，如果动作曲线波动大，则表明道岔存在设备和电气方面的问题。

结束语

综上所述增加微机信号监测在道岔中的应用是有着十分重要的作用。通过增强微机监测曲线的分析，能够快速的发现故障以及问题并得到解决，针对道岔设备的应用以及道岔的特性来进行全方位的了解和使用，更有效的提高了该岗位工作人员的效率，有着积极的帮助作用。

参考文献

[1]宋薇；试分析铁路信号设备维护中微机监测的运用；电子信息；2017（14）

第三篇：利用微机监测设备分析、处理信号设备疑难故障实例

利用微机监测设备分析、处理信号设备疑难故障实例

一、道岔故障

1、某站，上行进站、下行出站信号机经常莫明其妙关闭，由于故障发生在瞬间，难以判断故障范围。利用微机监测设备，查询非正常关闭信号报警信息，首先获得上行进站、下行出站信号机非正常关闭信号的时刻，再用微机监测设备提供的“站场回放”功能查询，发现是该站６／８号道岔多次瞬间失去表示，而且与列车经过有关，这样就把故障范围缩小到道岔表示单元电路的室外部分了。经故障处理人员到现场检查，系该道岔Ｘ１、Ｘ３线在箱合蛇管处磨损造成断续混线所致。

2、某站值班员汇报5/7#道岔反位操纵不到位。值班员同时反映出现了故障电流，但是，故障处理人员到场进行单机试验，转辙机电气特性均达标。通过微机监测模拟量曲线显示功能，再现当时的5/7#道岔动作电流和道岔启动电源电压曲线综合分析得知： 5/7#均为四线制双机牵引道岔，单机试验时故障电流达标，而双机同时出现故障电流时因电缆线路压降增大，导致故障电流减少从而使得道岔密贴不了。

3、12#道岔扳不动故障，通过微机监测道岔动作曲线显示功能，再现当时的道岔动作电流曲线，原因是故障电流小。可是，维修工区说当天作过道岔检修，故障电流为何仍偏小？查阅当天的道岔12#ADQJ的动作记录，证实计表人未操纵过道岔，亦未做任何试验，确认是一起漏检漏修造成的故障

二、轨道电路故障

1、自闭轨道电路“闪红轨”曾使某段自闭设备故障率居高不下，无微监设备前无法弄清真实情况，也就很难找到闪红的主要原因。某站在2001年的18天内“闪红轨”达42次，影响行车2次，闪红时间均是3～4秒。通过微监的模拟量曲线功能观察自闭电子盒功出、滤入电压变化曲线及测试波形，发现了该段普遍存在的模拟电缆造成阻抗失配的问题。（有关文章详见18信息有绝缘自动闭塞轨道电路模拟电缆盒内移应注意的两个问题）

四、信号电源屏故障1、2002年3月3日，某段维修中心检查微机监测报警信息，发现某站有大量控制电源超标报警信息，再使用微机监测远程实时测量功能，测得控制电源电压21V，立即通知信号工区检查，原来是控制电源电容脱焊，控制电源上并联的甲电池组也过放，引起得地控制电源电压过低。信号工立即处理，防止了必将发生的信号故障的发生。

五、控制台、人解盘故障

1、某站在进行跨越正线长调车时，进路上的咽喉道岔轨道道路不能正常解锁，采取区段人工解锁措施也不能奏效，导致两趟旅客列车分别机外停车和站内正线停车的一般事故，信号工区到场后，汇报故障原因不明。局中心通过微机监测设备提供的“站场回放”功能查询当时的车站作业情况，跨越正线长调车时，车列冒进了区间，是造成咽喉道岔轨道道路不能正常解锁的直接原因，回放信息也证实值班员采取区段人工解锁措施（ZRJD亮，相应的人工解锁盘按钮按下）。要求该段派出技术人员现场查证不能人工解锁的真实原因，经查，系用于区段人工解锁的按钮接点接触不良所致，信号维修人员为推卸检修不良的责任，谎报故障原因不明。

六、电缆故障

1、某信号工区，在一次“天窗修”前，用微机监测系统调阅有关设备测试数据，发现大部分信号电缆对地绝缘有为零的记录，便利用“天窗修”机会积极查找设备隐患点，最后查明原因是１ＤＧ送端变压器箱内电缆中的一芯接地，经轨道电路交流１２７Ｖ、２２０Ｖ电源造成大部分信号电缆对地绝缘有为零，换上备用芯后，隐患排除。

七、联锁电路故障

1、某站多次反映单机通过，出站列车进路最后一个区段不能正常解锁。通过使用微机监测的历史开关量查询功能，检查电路的动作时序，系18信息自动闭塞分区轨道电路占用响应时间超标造成的不解锁。（有关文章详见《向18信息移频自动闭塞区间发短列车时进路末岔轨道电路不能正常解锁的原因分析》）

十一、车站值班员操作错误故障1、2002年1月20日某站，检查运统46电务检修作业登记消记信息发现，25天内值班员登记轨道电路不解锁达48条，到底存在什么问题？经微机监测再现，因闭塞分区占用响应时间超标造成的不解锁6次，其余均是车站调车人员和调机作业没有按照6502操作办法进行导致的不解锁。我们把信息通报运输人员，使其明了不解锁原因，使用人员知道了原因，也就知道怎样操作。

2、2002年1月20日凌晨，路局调度所通知：“某站进站信号发生故障，造成某次通过列车晚点”。经调用微机监测记录数据进行数据回放，该次列车进入接近区段已达十余分钟后值班员才办理通过进路，在此之前，一直没有办理通过进路的操作。我们将此情况上报路局，经路局追查，造成通过列车晚点的真正原因是：凌晨值班员、助理值班员均打瞌睡，没有及时办理进路所致，值班员为推卸责任，谎报调度所：“信号开放不了”。以往，此类情况发生后，信号人员累死累活永远也查不清楚、说不清楚，心里不但没底，还要背隐瞒故障原因的“黑锅”。

十二、其他疑难故障1、2002年1月2日，彬江站K779道口发生火车与汽车相撞事故，事故调查过程中道口工称：道口信号常报警，无法使用而关闭了道口信号设备。通过彬江站微机监测设备再现，确认道口信号此时运用正常。通过再现也证实道口信号电路确实存在误报的隐患，可以说：如果没有微机设备，电务难脱干系、必背黑锅，同时，隐患也找不出来。既不利于使事故责任者接受惩罚，对铁路运输而言也解决不了存在的隐患。

2、一段时间反映管内道口信号故障率较高。我们统计所有道口信号发生故障信息，同时根据故障登记的时间再现相邻站微机监测信息。发现了大部分人都忽视了的站外调车、电力停电、列车停时过长，轨道车在道口信号接近控制点来回运动等造成道口信号频繁“误”报警的情况。不仅查清了问题，为路局制定道口信号使用办法也提供了有力的依据。

第四篇：沈阳铁路信号工厂TJWX-2000型信号微机监测系统

TJWX-2000型信号微机监测系统

商品描述：

一、系统介绍

TJWX-2000型信号微机监测系统，是铁道部微机监测二次联合攻关的成果，于2000年10月9日、10日在郑州召开了技术鉴定会，通过了部级鉴定，并在京哈、京沪、京广、陇海、兰新五大干线推广使用。该系统是由北京全路通信信号研究设计院、郑州辉煌公司、沈阳铁路信号工厂等多家单位联合开发的信号设备微机监测网络系统。用于铁路、城市地铁信号设备的实时监测，将获得的信息通过下层的CAN网及上层广域网送至电务段、分局或路局，供有关人员查寻、分析、统计、汇总，为做出及时、正确的维修决策提供科学依据，是铁路信号维修管理现代化的必备设备，将为铁路信号维修体制实现“故障修”到“状态修”的改革提供技术基础。在铁路信号专家、维护人员和我厂科研开发人员的共同努力下，TJWX系统不断优化、升级，已形成了包括硬件、软件、网络通信等在内的系列产品，除了具有铁道部《信号微机监测基本技术原则》所要求的功能外，可针对不同地区、不同设备制式和资源进行动态配置，使TJWX系统达到最佳的性能/价格比。

实际应用中的TJWX系统集现场总线技术、传感技术、计算机网络技术和数据通信技术为一体，在软件模块化结构的基础上，又实现了硬件“积木式”结构设计，具有机柜式集中安装和小分机分散安装两种方式，充分适应了现场的安装空间。系统体系上采用高可靠隔离技术使系统的安全性、稳定性、抗干扰能力、可靠性都上了一个新台阶。它的广泛应用必将使铁路信号设备的维护、管理水平提高到一个新的层次。

二、系统组成

1、站机

（1）机型：工控机（IPC）（2）操作系统：WINDOWS NT（3）外围设备可配置：键盘、显示器、鼠标、UPS电源、声光报警设备。

2、监视机

（1）机型：工控机（IPC）或PC机（2）操作系统：WINDOWS NT（3）外围设备可配置：键盘、显示器、鼠标、UPS电源、声光报警设备。

3、采集分机

根据车站的大小，配置若干台采集分机。采集分机和站机之间采用CAN总线联结；在每一采集点，用隔离模块采集模拟量或开关量。采集机按功能分为开关量、综合、道岔、轨道、区间等分机，各采集分机彼此独立。采集分机采用统一的结构形式和外形尺寸，可根据现场空间和施工的方便，灵活安置。

三、技术指标

1、电源屏监测

电源屏类型：各种电源屏 监测点： 电源屏输入输出端 测试路数： 最大36路 量程范围： AC380V 0—500V AC220V 0—300V AC110V 0—200V AC24V 0—40V

DC220V 0—300V DC60V 0—100V

DC24V 0—40V

测量精度： ±2%

测试方式： 周期巡测

巡测周期： 不大于1S

相序监测： 错相记录报警

缺相监测： 缺相记录报警

断电监测： 外电网断电作记录。

2、转辙机监测

转辙机类型：以ZD6，S700K为参考

监测点： 动作回线（ZD6）

A、B、C三相电源（S700K）

监测容量： 最大容量48个道岔 / 每个采集机

监测量程： 动作电流0—10A 动作时间0—20S 测量精度： 电流不大于3% 时间不大于0.1S 测试方式： 随机测试

采样速率： 40MS

3、轨道电路监测 轨道电路类型：交流连续式、25HZ相敏、高压不对称等轨道电路

监测点： 轨道继电器端交流电压

监测容量： 96路/每个采集机

监测量程： 0—40V 监测精度： 2% 测试方法： 周期巡测；动态测，轨道继电器励磁时测调整值，失磁时测分路值；

命令监测，根据需要随时以命令方式监测。

4、电缆绝缘监测

监测类型： 各种电缆

监测点： 分线盘处电缆芯线

监测容量： 最大768路/每一采集机

监测量程： 0-20MW（超出量程时显示“>20MW”)监测精度： 10%（0-10M）20%（0—20M）

测试方法： 人工启动，自动测量（无雷天气）。

5、电源对地漏泄电流监测

监测类型： 电源屏各种输出电源

监测点： 电源屏输出端

监测容量： 最大容量54路

监测量程： 0—300MA 监测精度： 10% 测试方法： 人工启动，自动测量（天窗时间）。

6、开关量在线监测

开关量的采样周期：不大于２５0mＳ．

采集容量： 384路/每一采集机

（1）按钮操作信息记录

类型： 全部操作按钮

采集点： 表示灯及按钮电路的适当端子。

（2）控制台表示信息记录

类型： 进路、闭塞主要设备及行车、调车运行状态等信息

采集点： 表示灯电路的适当端子。

（3）灯丝报警

类型： 列车信号机

报警范围：信号机架或架群

（4）熔丝报警

类型： 零层、控制台、组合侧面主副熔丝转换装置。采集点： 既有报警电路

7、站场存储和再现 中小站不低于48小时，大站不低于24小时。

四、系统安装及调试维护

1、系统可根据现场实际情况采用机柜式集中安装、分散安装二种方式，十分灵活；工程设计定型，施工方便。由于采用全隔离方式，保证了施工和维护的安全性。

2、开通调试时，现场只需校对工程配线和对被测模拟量数据进行软件系数的修正。

3、系统具有自检功能，单板故障时单板调换，方便系统的维修。

4、系统能对各部分工作情况进行监视并记录，供维护人员分析处理。

五、系统特点

1、安全性（1）全隔离

开关量采用高阻加光隔、模拟量均采用隔离模块采样，实现了监测系统和电气集中设备的电气隔离；

（2）、零功率采样

除电源电压采样模块需要吸收微量电流处，其它如道岔动作电流测试，区间信号灯等均采用穿心感应模块，不消耗电气集中设备的功率。

2、可靠性

（1）采用多级隔离，各模块独立工作，使站机，采集分机，通信线及电气集中设备互不影响。

（2）CPU独立运行，CPU总线限制在主板内增加了抗干扰能力,提高了采集分机CPU工作的可靠性。

（3）站机系统采用高可靠的CAN现场总线网络，具有传输可靠，开放性好的特点和强大的检错、纠错能力,保证在恶劣的环境中可靠的工作。

（4）采集分机，站机，车间机，段机及通信设备均采用能24小时连续工作的工业级产品。

（5）软件实现模块化、多线程设计，采用看门狗、自校核及自启动恢复技术防止系统死机。

3、经济性

（1）分机能根据车站具体情况，灵活配置。

（2）分机与站场无关，互换性强，减少了维护备件。

4、可扩展性

（1）系统选用具有良好开放性的网络协议和NT平台,易于网络的扩充和升级。

（2）软、硬件模块化，升级、维护方便，扩展功能强。

5、实用性

全图形，中文界面，操作方便，易学易用。

6、先进性

系统提供远程拔号诊断功能。

第五篇：旋转机械故障诊断中的信号处理技术总结

旋转机械故障诊断中的信号处理技术综述

摘要: 基于旋转机械在各行业的广泛应用，旋转机械的故障诊断技术也倍受重视，从传统的信号处理方法到现代的信号处理方法，旋转机械故障诊断中的信号处理技术在不断发展，不断创新。本文综述了旋转机械故障诊断的传统信号处理方法和现代信号处理方法，分析传统信号处理方法和现代信号处理方法的实际应用，并展望了未来旋转机械故障诊断领域的研究方向。关键词: 旋转机械;故障诊断;信号处理技术

1、旋转机械故障诊断的意义

随着机械设备向着高速、重载、精密方向发展，对机械传动设备的要求越来越高。不仅要求机械传动设备能够传递较大的功率和载荷，而且传动系统本身必须具备较好的可靠性，从而降低设备的运营成本并提高设备运营过程中的安全性。在故障诊断的发展过程中，人们发现最重要、最关键而且也最困难的问题就是故障特征信息提取，其必须借助于信息处理，特别是现代信号处理的理论方法和技术手段，探索故障特征信息提取的途径，发展新的故障诊断理论和技术。

2、旋转机械故障诊断的传统信号处理方法

以傅里叶变换为核心的经典信号处理方法在旋转机械故障诊断中发挥了巨大的作用，这些方法包括频谱分析、阶比谱分析、相关分析、细化谱分析、时间序列分析、倒频谱分析、包络分析和全息谱等。

在基于FT 的信号分析方法中，平稳的随机信号常用其二阶统计量来表征: 时域用相关函数，频域用功率谱。功率谱实质上是一种频域的能量密度分布，因此可以把它视为频域分布，相关函数和功率谱之间也以FT作为联系的桥梁。然而，基于FT的频谱分析技术是建立在信号是平稳性的假设上的，因此具有较大的缺点: 如被分析的系统必须是线性的，信号必须是严格周期或者平稳的，否则，谱分析结果将缺乏物理意义，分析的结果只有频域信息，丧失了时域特征。而大多数旋转机械故障振动信号是非平稳和非线性信号，对这些非平稳信号，由于傅里叶变换的本质缺陷，使得提取的故障特征有缺陷，影响了故障诊断的准确性。3 旋转机械故障诊断的现代信号处理方法

3.1 高阶谱分析技术

功率谱分析的一个最大缺陷是它不包含频率成分间的相位信息，通常也无法处理非平稳和非高斯信号。而实际的振动信号大多是非平稳和非高斯信号，尤其在旋转机械系统发生故障时更是如此。其中一种非高斯性是各频率成分间的相互关联作用，产生和频与差频成分，称为信号的非线性，对应的相位关系称为二次相位耦合。对于这种非线性现象，功率谱是无能为力的。高阶谱是分析非高斯信号的主要数学工具，已被运用到旋转机械故障诊断中，其出发点和动机主要有:(1)高斯信号的高阶统计量等于零，当非高斯信号淹没在高斯白噪声中时，利用高阶统计量可以大大降低噪声的干扰。一般而言，旋转机械振动信号中的噪声可以近似地当作高斯噪声处理，因此采用高阶谱分析振动信号更容易提取故障信息;(2)从更高阶概率结构表征随机信号，弥补了二阶统计量(功率谱)不包含相位信息的缺陷，能定量地描述非线性相位耦合。对高阶谱的研究比较多，已经形成了成熟的理论。目前高阶谱已被成功地运用到滚动轴承、齿轮和转子系统的故障诊断中。

3.2 ARMA 模型的现代谱分析技术

对旋转机械故障振动信号进行频域分析，通常是采用基于傅里叶分析的经典功率谱分析方法。不同于傅里叶分析的新的谱分析方法称为“现代谱分析”。其中ARMA时序模型是应用较广的一种现代谱分析方法，它利用信号的信息对被窗函数截取的有限信号以外的信息进行预测或外推，提高了谱分析的分辨率和真实度。特别是其中的AR模型能够较好地描述信号频谱中的谱峰，得到的频谱比傅里叶频谱更平滑，具有良好的频率分辨力，从而获得了广泛的应用。在国外，这方面的研究工作一直在开展。早在1983年，Gersch采用AR模型和近邻法相结合对旋转机械故障进行分类，而国内也开展了这方面的研究工作。3.3 几何分形技术

目前在旋转机械故障诊断领域中，最成熟的方法是基于线性理论的时域和频域方法，随着现代科学技术的发展，机械设备越来越复杂化，基于线性理论的故障诊断方法的缺点和局限性也越来越突出，与非线性原理和方法相融合将是旋转机械故障诊断技术的一个重要发展方向，因此，基于现代非线性理论的故障诊断方法研究十分活跃。分形理论是非线性科学的一个重要方面，特别适合研究各种“复杂现象”，把它应用于机械故障诊断领域是近年来国际学术界的新动向。

当旋转机械发生油膜涡动、转子裂纹、转子与定子碰摩、基座松动等故障时，往往会产生混沌现象，采用几何分形方法对振动信号分析可以有效地提取各种故障特征，其中关联维数应用得最为广泛。3.4 时频分析技术

旋转机械振动信号绝大多数是非平稳、非线性的，这些非平稳和非线性的振动信号包含了丰富的故障信息。对于这些非平稳和非线性的振动信号，时频分析方法是一种有效的分析方法。在目前常用的旋转机械故障诊断方法中，由于时频分析方法能有效地分析非平稳信号因而在旋转机械故障诊断中的应用最为广泛。

时频分析法将时域和频域组合成一体，这就兼顾到非平稳信号的要求。它的主要特点在于时间和频率的局部化，通过时间轴和频率轴两个坐标组成的相平面，可以得到整体信号在局部时域内的频率组成，或者看出整体信号各个频带在局部时间上的分布和排列情况。时频分析在语音处理、地震资料分析、信号检测和数据压缩等多个领域得到了广泛应用。对于旋转机械而言，当其发生故障时的振动信号，大量是非平稳、非线性的信号，因此，时频分析方法是进行旋转机械故障特征提取的一个重要的方法和特征提取工具，并广泛应用于旋转机械故障诊断中。

信号的时频分析分为线性和二次型两种。典型的线性时频表示有: 短时Fourier变换、小波变换和Gabor变换等。在很多实际场合，还要求二次型的时频表示能够描述该信号的能量密度分布。这样一种更加严格意义下的时频表示称为信号的时频分布。而基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition，EMD)的时频分析方法，是一种优秀的时频信号分析方法，尤其适合于非线性、非稳态的信号序列处理。3.5 盲信号处理技术

盲信号分离是指根据观测到的混合数据确定一个变换，从而恢复原始信号或者信号源，其中术语“盲”有两重含义:(1)源信号不能观测;(2)源信号与噪声如何混合是未知的。

由于噪声信号的存在，实际观测到的信号是故障信号和噪声的混合数据，因此近几年盲信号分离技术在齿轮的故障诊断中得到了应用。

盲信号处理技术领域也有很多值得进一步研究的课题，例如当ICA和独立因子分析(Independent Component Analysis，ICA)用于盲信号分离(Blind Signal Separation，BSS)时，如何解决源信号的概率密度函数(Probability Density Function，PDF)的学习的问题;如何有效解决盲解卷(Blind Deconvolution)问题;当叠加噪声为非高斯的或脉冲噪声时，如何准确估计源信号的个数的问题;在非平稳情况下如何提高跟踪能力和如何提高解的鲁棒性等等。总结和展望

以上对信号处理技术的一些方法及其在旋转机械故障诊断中的应用进行了综述。不仅研究了传统的旋转机械故障特征提取技术中的信号的幅域分析、信号的时域分析以及以傅里叶变换(FT)为核心的经典信号处理分析方法，而且研究了旋转机械故障特征提取应用中的高阶谱分析技术、ARMA模型的现代谱分析技术、几何分形技术、时频分析技术、盲信号处理技术等几种方法的基本理论和算法以及它们在旋转机械故障特征提取中的实际运用。

虽然这些方法应用到旋转机械故障诊断的领域中，取得了一定的研究成效。但由于这些理论和方法还在不断地发展，算法也在不断地改进中，因此目前还处于一个初级的过程，为了能更好地为旋转机械故障诊断服务，今后还需要将对这些理论和算法作进一步的研究。如何把其他的和新的信号处理方法引入到旋转机械故障诊断领域中去，是今后需要大力研究的方向。由于大型旋转机械的组成、结构和运行状态等诸多方面的复杂性，从而使旋转机械表现出来的故障行为也极其复杂，因此，如何更好地综合运用这些方法，也是今后研究的重点。