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ZPW―2000G轨道电路监测子系统的系统设计

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  【摘 要】ZPW-2000G轨道电路系统为固安信通自主研发的ZPW-2000系列无绝缘移频自动闭塞轨道电路。目前,ZPW-2000系列无绝缘移频自动闭塞轨道电路为既有铁路信号应用最广泛和大力推广的轨道电路。ZPW-2000G轨道电路监测子系统实现了对每个轨道区段重要电气参数的采集和计算,按照与微机监测站机通信协议将所有区段的参数统一由采集处理器将数据组包后通过以太网接口传输给微机监测站机。铁路电务部门可以通过微机监测网络查询到每个轨道区段的电气参数值。
中国论文网 http://www.xzbu.com/4/view-8480668.htm
  【Abstract】ZPW-2000G track circuit system is non-insulated shift automatic closed circuit of ZPW-2000 series, it was researched and developed independently by Gu’an Xintong Signal Technology Co. Ltd., At present, the non-insulated shift automatic closed circuit of ZPW-2000 series were most widely used and widely promoted in track circuit for existing railway signals. ZPW-2000G track circuit monitoring subsystem realizes the collection and calculation of electrical parameters for each section of the track, it packets all parameters data by acquisition processor according to the communication protocol of microcomputer monitoring station machine, then send the data package to microcomputer monitoring station machine through the Ethernet interface. The railway signaling and communications departments can query to the electrical parameters of each track section value through microcomputer monitoring network.
  【�P键词】ZPW-2000G轨道电路;监测子系统;电气参数
  【Keywords】ZPW-2000G track circuit; monitoring subsystem; electric parameter
  【中图分类号】U284.2 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2017)06-0176-02
  1 概述
  ZPW-2000G轨道电路监测子系统是ZPW-2000G轨道电路系统的专业配套监测系统,其采集终端有衰耗器、分线盘采集器,能够采集并计算出发送器功出电压、功出电流、载频频率、低频频率,受端轨入/轨出的主轨/小轨信号的电压、载频、低频信号,送端电缆侧电压、电流、载频、低频,受端电缆侧主轨/小轨电压、载频、低频,开关量有发送报警继电器、发送电源、接收电源、接收报警、轨道继电器状态、小轨状态、小轨检查条件、正向/反向复示等;采集处理器负责收集采集终端的监测数据,并向微机监测站机传输轨道区段参数值。
  2 系统构成
  ZPW-2000G轨道电路监测子系统构成如下图1 所示。
  采集终端分为衰耗器、分线盘采集器。衰耗器能够采集到每个轨道区段的发送器功出电压、电流、载频、低频信号,受端轨入/轨出的主轨/小轨信号的电压、载频、低频信号,采集的开关量有发送报警继电器、发送电源、接收电源、接收报警、轨道继电器状态、小轨状态、小轨检查条件、正向/反向复示等;分线盘采集器能够采集每个轨道区段的送端电缆侧电压、电流、载频、低频信号,受端电缆侧主轨/小轨电压、载频、低频信号。
  监测子系统的服务器为采集处理器,通过CAN总线接口与所有的采集终端相连接,获取全部采集终端的采集监测数据,其中CAN总线通信波特率为250Kbps;采集处理器与微机监测站机之间的数据通信接口采用以太网接口,采集处理器按照V2.0版通信协议与站机通信,将收集到的所有区段的采集数据进行组包处理之后,通过以太网接口定时发送给微机监测站机[1]。
  3 通信处理机制
  ①采集处理器与微机监测站机
  上电启动时,站机发起请求通信帧,如果通信连接正常,那么采集处理器回复通信应答允许帧,由此建立通信连接。站机定时3s向采集处理器发送心跳帧,监测通信连接状态,同时向采集处理器发送的数据里含有系统时间,采集处理器可设计为定点校时。
  采集处理器每隔250ms向站机发送一次全部轨道区段监测参数值。
  ②采集处理器与采集终端
  采集处理器采用轮询机制逐个访问采集终端,在1s时间周期内将所有采集终端轮询一遍。采集终端只有在接收到轮询命令之后,才会启动CAN数据发送模块,将采集数据通过CAN总线通信发送给采集处理器。
  4 监测子系统的软件结构设计
  监测子系统的软件结构由服务程序、管理程序和进程守护程序三大组件构成。服务程序为Win32工程,采用多线程技术,对CAN、RJ45网口进行数据交互、数据解析、数据存储;采用定时器技术,周期性触发向微机监测站机发送区段数据。服务程序长期运行,实现与采集终端通讯和微机监测站机通讯。
  管理程序使用菜单、对话框以及多种控件,实现程序的配置,历史数据、历史曲线的查询、监控的控制、监控数据的显示和刷新。
  进程守护使用对话框和多线程技术,实现对服务程序状态的获取和控制启动。
  数据库分为配置数据库和历史数据库。配置数据库存储配置信息(包括通讯参数、设备信息、区段信息和采集关系等);历史数据库存储历史数据(包括模拟量和开关量),每天一个历史数据库。
  针对每个组件的大概介绍如下:
  ①服务程序
  使用线程操作CAN卡,向采集发送采集命令,接收监测数据,将数据帧推入链表;操作数据库,将数据帧从链表中取出,按照与采集终端通讯协议解析,将数据存入区段模拟量开关量内存对象中,并根据条件存入历史数据库;操作本地端口,负责接收微机监测站机的数据帧,根据与上位机通讯协议解析数据帧,做出相应处理;通过多媒体定时器,定时重置标志位,实现周期性触发事件;在程序出现异常时,通过结束进程方式重启工控机,以便达到自动恢复正常运行的目的。定期检索删除过时数据,仅保留一段时间的历史数据,以免过多数据导致硬件系统死机。
  ②管理程序
  配置通讯服务程序同微机监测站及采集终端的通讯参数;根据时间、区段号、数据类型等信息查询区段历史数据,还可以将历史数据以历史曲线方式显示出来;监测与采集终端通讯数据、与上位机通讯数据和区段最新信息,清除监控界面与采集终端和与站机通讯数据。
  ③进程守护程序
  周期性检测服务程序状态,如果其状态为停止,超过规定时间后启动服务。
  5 结语
  ZPW-2000G轨道电路监测子系统作为ZPW-2000G轨道电路系统的专业配套监测系统,完成了将站场管辖的全部ZPW-2000G轨道区段的电气参数值(包含模拟量和开关量)进行采集计算,并定时向微机监测站机发送全部轨道区段的参数值,以便电务部门通过微机监测网络远程查询到每个站场每个轨道区段的电气参数值。
  【参考文献】
  【1】牛跃听,周立功.CAN总线嵌入式开发――从入门到实战[M],北京:北京航空航天大学出版社,2012.

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