8-信号微机监测原理
微机监测系统的原理及应用
微机监测系统的原理及应用1. 引言微机监测系统是一种基于微机技术的监测系统，能够对各种实时参数进行监测和数据采集。
本文将介绍微机监测系统的原理以及在不同领域的应用。
2. 原理微机监测系统的原理基于微机技术和传感器技术。
通过安装各种传感器在需要监测的设备或环境中，将传感器采集到的数据传输给微机。
微机通过对数据进行处理和分析，实现对监测目标的监测和控制。
2.1 传感器传感器是微机监测系统的核心组件之一。
不同的监测需求需要不同类型的传感器。
常见的传感器有温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光敏传感器等。
传感器能够将环境参数转化为电信号，通过接口与微机连接，并将采集到的数据传输给微机。
2.2 数据采集微机监测系统通过微机将传感器采集到的数据进行采集、存储和处理。
数据采集可以通过串口、网络接口等方式实现。
采集到的数据被存储在数据库或者内存中，以供后续分析和应用。
2.3 数据处理微机监测系统对采集到的数据进行处理和分析。
数据处理包括数据清洗、数据转换、数据统计等。
根据不同的监测要求，采用不同的数据处理算法和方法，从而实现对数据的分析和应用。
3. 应用微机监测系统在各个领域都有广泛的应用。
以下列举了几个典型应用场景。
3.1 工业自动化微机监测系统在工业自动化领域有着广泛的应用。
传感器可以用来监测生产过程中的温度、湿度、压力等参数，从而实现对生产过程的控制和优化。
微机监测系统还可以用来监测设备的运行状态，及时发现故障并进行修复，提高工作效率和安全性。
3.2 环境监测微机监测系统在环境监测领域具有重要意义。
传感器可以用来监测空气质量、水质、噪声等参数，实现对环境的实时监测。
通过对监测数据的分析，可以及时发现环境问题，并采取相应的措施进行治理和改善。
3.3 建筑安全监测微机监测系统在建筑安全监测领域也有着应用。
传感器可以用来监测建筑结构的位移、倾斜、震动等参数，实现对建筑安全的实时监测。
微机监测系统可以及时预警并采取相应的措施，避免建筑结构的故障和事故。
铁路信号微机监测分析与研究
一概述铁路工程论文网信号微机监测系统是铁路专用信号微机监测设备，可作为电务维护管理的辅助工具。
信号微机监测系统是保证行车安全、加强信号设备结合部管理、监测铁路信号设备运用质量的重要行车设备。
信号微机监测系统是铁路装备现代化的重要组成部分。
它把现代最新技术，如传感器、现场总线、计算机网络通信、数据库及软件工程等技术，融为一体，监测并记录信号设备的主要运行状态，为电务部门掌握设备的运用质量和故障分析提供科学依据。
同时，系统还具有数据逻辑判断功能，当信号设备的工作情况偏离预定界限或出现异常时及时报警，避免因设备故障或违章操作影响列车的安全、正点运行。
信号微机监测系统是由铁道部、铁路局、铁路分局上层监测设备和电务段、车间（领工区）、车站基层监测设备组成的，监测本单位管辖内各车站信号设备运行状态的网络系统。
信号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。
该设备存录的大量现场数据对分析事故原因，有很大的帮助。
可以分析事故当时的设备状况，操作人员操作程序，总结设备安全操作的经验。
信号微机监测系统主要检测对象是车站6502电气集中系统。
信号微机监测系统将6502中的有关开关量（键操作情况、轨道光带状态、道岔位置、信号机状态等）、有关模拟量（轨道电压、道岔表示电压、各种电源电压以及道岔电流等）采集进来，建立原始数据库。
段机、车间机通过网络取得各个车站的数据，形成全线的模拟图，进行各种分析。
二信号采集铁路工程论文网2.1 开关量开关量是指类似接通或关断的、在时间和数值上断续变化的数值量。
如通和断、亮和灭、有和无、高电平和低电平、吸起和落下等，开关量可用数字信号（0或1）表示。
开关量信息包括：实时监测6502控制台、人工解锁按钮盘全部按钮的操作，包括进路操作按钮、铅封按钮和单操按钮。
记录按钮按下时间、闭合时间和按下次数；6502控制台表示信息（进路、闭塞主要设备及列车、调车作业状态等信息）；跟踪有关继电器（1DQJ、2DQJ、DGJF、LJJ、LFJ、DJJ、DFJ、SJ第八组接点等等）的状态变化，为记录值班人员的操作，实现进路跟踪和故障诊断提供原始数据；熔丝断丝报警。
微机监测系统教学讲义
环境监测领域应用
总结词
用于监测环境质量和保护生态环境
详细描述
微机监测系统在环境监测领域中发挥着重要作用，通过 对大气、水质、土壤等环境要素进行实时监测和分析， 为环境保护和治理提供科学依据。
总结词
预警环境污染和生态破坏事件
详细描述
微机监测系统能够实时监测环境质量变化，及时发现污 染源和生态破坏事件，为相关部门提供预警信息，防止 环境污染和生态破坏的进一步恶化。
硬件组成
微处理器
微机监测系统的核心， 负责执行指令和处理数
据。
存储器
用于存储程序和数据， 分为随机存取存储器
（RAM）和只读存储器 （ROM）。
输入输出设备
用于输入输出数据和命 令，如键盘、鼠标、显
示器等。
外围设备
如打印机、扫描仪等， 用于扩展微机监测系统
的功能。
硬件组成
微处理器
微机监测系统的核心， 负责执行指令和处理数
01
微机监测系统概述
01
微机监测系统概述
定义与特点
定义
微机监测系统是一种基于微处理器的监测系统，用于实时监测各种物理量，如 温度、压力、流量等，并通过数据采集、处理和传输等技术手段实现远程监控 和预警。
特点
微机监测系统具有高精度、高可靠性、远程可操作性和实时性等特点，广泛应 用于工业自动化、环境监测、能源管理等领域。
控制操作等。
系统组成与功能
数据采集模块
负责采集各种物理量数据，并 进行预处理，如信号放大、滤
波等。
数据处理模块
对采集的数据进行计算、分析 、处理，提取有用的信息，并 生成各种报表和图表。
数据传输模块
将处理后的数据通过有线或无 线方式传输到远程监控中心， 实现远程监控和预警。
微机监测原理
（6）可编程功能：更改接口驱动程序就可以改变接口 的工作方式
二、接口信息
（1）数据信息
数据一般有8位、16位、32位：数字量、模拟量、 开关量。 （2）状态信息
一、接口功能
（1）数据缓冲功能：设置有数据寄存器或锁存器。 （2）设备选择功能：一个接口往往会连接多个外设设 备，需要通过接口的地址译码对外设进行寻址 。 （3）信号转换功能：CPU信号与外设信号的逻辑关 系、时序匹配和电平转换等
（4）提供信息交换的握手信号：接口电路要提供寄存 器或锁存器“空”、“满”、“准备好”、“忙”、 “不忙”等状态信息
第6章 微机检测系统
微机与外围电路通过总线连接构成，并由程序 控制完成测试功能的系统。
键盘
总线 模拟量输入
ADC
微机
显示
模拟量输出
DAC
UART
RS232
上位机系统
开关量输入输出
数字I/O
IEEE-488
微机检测系统
与其它检测 系统通信
微机检测系统的设计内容体系:
人机通道及接口
总线 测控通道及接口
外部电箱独立供电，且不受PC机总线的限制， 使用灵活方便，适合高速多通道检测系统。
3、组合式
键盘
测量 电路
显示
打印
PC主机系统
扩展槽
总线
外接电箱
鼠标
接口板插件
输出 电路
输入输出接口电路插件
组合式系统是将内插式和外接式两种方式有机结 合起来，兼有两种方式的优点和特点。将输入和输出 电路制成印刷电路板的插件形式，并安装于PC机箱外 部的一个独立的专用电箱内，在PC机的扩展槽内也安 装有接口板，测量信号和控制信号通过外接电箱以后， 再通过接口板与计算机交换信息和数据。
铁路信号微机监测系统在铁路运行中运用研究
铁路信号微机监测系统在铁路运行中运用研究随着科技的不断进步，铁路运输在信息化、智能化方面取得了长足的进步。
铁路信号微机监测系统作为铁路运行管理的关键系统之一，发挥着重要的作用。
本文将围绕铁路信号微机监测系统在铁路运行中的应用进行研究和探讨。
一、铁路信号微机监测系统的基本原理铁路信号微机监测系统是利用现代化信息技术、计算机技术、通信技术和自动控制技术，对铁路信号设备进行实时监测和管理的系统。
其基本原理是通过传感器、计算机和通信设备将信号设备的运行状态实时采集并传输到监测中心，监测中心通过数据分析和处理，及时发现信号设备的异常情况并进行处理，从而确保铁路运行的安全和稳定。
铁路信号微机监测系统具有以下主要功能：1. 实时监测：对信号设备的运行状态进行实时监测，包括信号灯、道岔、轨道电路等各种信号设备的运行情况；2. 故障诊断：对信号设备可能出现的故障进行诊断和分析，对异常情况进行预警处理；3. 远程控制：对信号设备进行远程控制和调整，保证铁路运行的顺畅；4. 数据记录和分析：对信号设备的运行数据进行记录和分析，为运行管理提供数据支持；5. 系统集成：与其他铁路运行管理系统进行集成，实现信息共享和资源优化。
1. 安全保障铁路信号微机监测系统在铁路运行中的首要任务就是保证安全。
通过对信号设备的实时监测和故障诊断，能够及时发现并解决信号设备可能存在的安全隐患，保障列车运行的安全。
2. 运行调度铁路信号微机监测系统能够对信号设备进行远程控制和调整，能够根据列车运行情况进行信号设备的优化调度，保证列车的正常运行并减少运行时间，提高了铁路的运行效率。
3. 故障处理如果在铁路运行中遇到信号设备出现故障的情况，铁路信号微机监测系统可以及时发现并定位问题，并将问题报警至相关人员，以便及时进行处理和维修，减少故障对列车运行的影响。
4. 数据分析铁路信号微机监测系统可以对信号设备的运行数据进行记录和分析，为铁路运行管理提供数据支持。
信号集中监测系统结构及采集原理
- -P3
集中监测系统车站结构
- -P4
综合层满配结构图
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8
采
4U
集 机 电
CPU
MRB
KRB 24V
• 监测系统的车站基层子系统配置：采集及控制单元、站机、网 络设备、电源设备、防雷设备、接口设备等。
• 采集及控制单元主要包括：采集机柜（综合分机、道岔分机）、 接口分机、采集继电器、环境监测设备、现场控制总线等。
• 综合分机：采集排架熔丝报警、环境监测模拟量、环境监测开 关量等。
• 道岔分机：采集道岔动作电流，道岔分机已逐步在取消，现改 为道岔电流采集模块数字输出至接口分机。 CAN分机号=9，若 有2层以上，则在CPU板上将CAN通信地址跳线设置为10等。
• D2：24V开入板，用于采集排架熔丝报警或其他24V 报警信息。
•
24V开入板共48路采集，交直流均可采集。
• D3：24V开入板，用于采集环境监测开关量。
- -P7
综合层
• D4、D5、D6：开出板，用于驱动绝缘漏流测试继电 器吸起，每个板子可采集256路绝缘漏流。
• 开出板的前40路是驱动，后8路是采集，其采集 的开关量在对应0号分机配置文件里是前24路 （3*8），所以D2的开入板采集的开关量必须从0号 分机的25路开始。
• D7：绝缘接口板，绝缘测试架的绝缘表测试完的电 阻值输出给绝缘接口板，最终显示在程序当中。
• D8：模入板，用于采集环境监测模拟量温湿度。
- -P8
铁道信号基础-微机监测系统-20130404
站机表格的生成、存储与再现1
◦电源屏实时测试表、24 h测试日报表； ◦轨道电路实时测试表、24 h测试日报表； ◦移频发送、接收电压实时测试表、24 h测试日报 表； ◦电码化发送电压、接收电流实时测试表、24 h测 试日报表； ◦转辙机动作次数表； ◦电缆绝缘测试表； ◦电源对地漏泄电流测试表； ◦图表生成用的原始数据表。
系统功能——故障报警
二级报警 机监测通信故障报警。 环境监测中明火、烟雾、玻璃破碎、门禁、 水浸等报警。 TDCS/CTC系统车站分机故障、车务终端 故障以及通道故障等报警。 列控中心系统控制主机故障、与计算机联 锁通信故障、与CTC/TDCS系统通信故障、 与LEU通信故障等报警。 计算机联锁系统设备故障报警。
信号微机监测系统
监测系统的技术要求/设计原则
不能影响被监测设备的正常运行 ； 监测设备与被监测设备有良好的电气隔 离； 不准借用被监测设备接点； 监测系统应具有较强的抗干扰能力和可靠 性、实时性 ； 系统应满足联网需要 ； 系统软硬件应按标准化、规范化、模块化 设计 ，具有较好的性能价格比 。
使用CAN现场总线； 分机和站机在受干扰和发现非致命性故障
时，系统能自恢复，不致于崩溃 ； 软件和硬件上均采用了看门狗、自校核及 自启动恢复技术，以提高系统稳定性。
站机和采集机的系统结构图
交换机
25Hz轨道采集智能传感器
RS485总线
道岔表示采集智能传感器 其他开关 /模拟量信息
网线
RS485总线
系统体系结构
监测系统体系结构包括系统配置的层次 结构和数据通信的网络结构。体系结构 的划分应符合电务部门监测、维护和管 理工作的实际需要。 监测系统层次结构为“三级四层”结构。 三级为：铁道部、铁路局、电务段。 四层为：铁道部电务监测中心、铁路局 电务监测中心、电务段监测中心、车站 监测网。
试论铁路信号微机监测系统
器和若干 台终端构成局域 网， 数据库服务器
兼作通信服务器和远程访问服务器 ， 负责监 测信息 的管理并接收终端用户 的访问 ； 远程
用户终 端可通 过拨号 网络与 电务段服 务器 或各站工控机连接 ，索取需要 的信息。车间 机直接连在基层 网中， 可 以用一台工控机或 商用机 运行相 应软件查 询所管 辖各站 的监
储、回放再现 。利用微机联 网能力 。加强调
３ ． 铁路信 号 微机 检测 系统 的 网络 结 构及使 用情况
信 号微机 监测 系统 的网络结 构是 由车 站基层 网、电务段管理网和远程访问用户网
三部分组成的 ，以多级监 测管理层 白下而上
提前发现 设备隐患并 预警； 信号 安全管理辅 助决 策系统根据信 号专家系统 分析结果 ， 提 出区域信号设备质 量评估报告 ； 信号 图形 信
关键词 ：信号 系统 ；检测 系统；网络 结构
１ ．引言 铁 路信 号设备 质量诊 断 系统主 要 由信 号微机监测 系统 、信号知识库 、信号图形信 息化 档案 管理 系统 、 信号专家系统和信号安
中心。铁路分局 、 铁路局和铁道部作为上层
端 站再增加 一条通 道至 电务段 ，使 网 络成 环 。网络上传输的数据到达某个站后 。 由该 站路 由器对数据的传输进行路 由选择 ， 确定 最佳传输路径并 将数据传递给下一站 ， 站站
防止事故、实现信号设备预 防维修提供可靠
信息 。 进行实时监测 、 数据处理 、 故障诊断 ， 从而大幅度提高了信号 系统 的安全性。信号 微机监测系统具有 自 记忆功能 。记忆、存储 信 号设备 的运行 过程 ，并 通过 逻辑智 能判 断， 有利于捕 捉瞬 问故障和间歇故障 ，克服 “ 疑难杂症 ” ，提高信 号系统的可靠性 ； 通 过历史 回放 ， 为进行事故分析提供重要 的手
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2
二、监测电路
大量用于行车作业实时记录的开关量信息， 一般从控制台表示灯取样，经整流、滤波及光 电隔离后送入开关量输入板； 对按钮的监测，优先采样按钮继电器的空接 点，若无空接点，则从表示灯两端采样； 人工解锁按钮则直接采按钮空接点(第2组接 点，没有第2组接点的应更换)； 对继电器开关量的采样，有空接点的优先 采样空接点。
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5、电源屏的监测
输入、输出电源电压的监测 电源屏两路输入电源瞬间断电的监测 错序的监测 接口配置
信号微机监测原理
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一、输入、输出电源电压的监测
对电源屏各路输入、输出电源均须进行监 测，其中包括输入电源断电、断相和错序的监 测； 所有输入、输出电压监测配线都从电源屏引 出。因电源电压较高，故均经过熔断器和高阻 降压后再接入电压传感器模块； 对交、直流电源的监测采用交流电压传感器 和直流电压传感器 。
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SJ第8组接点封连的监测
在排列进路后，道岔是否确实锁闭，是一个有关行 车安全的重大问题； 在进路锁闭的情况下，进路上有关的锁闭继电器SJ 已经落下，此时进路上各有关道岔已被锁闭，即道岔 控制电路中，由于SJ第8组前接点断开，1DQJ的3-4 线圈断电，在SJ吸起前，1DQJ不可能再动作，从而 确保道岔是在锁闭状态； 但在某些特殊情况时(如人为违章或混电)，在SJ接 点82与1DQJ线圈3之间存在KZ电源时，说明该道岔 实际上未被锁闭，如不及时查出就会危及行车安全。
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SJ第8组接点封连的监测
为了避免上述 情况产生，拟在 微机监测系统 中，对道岔控制 电路中的SJ第8 组接点进行动态 监测，以确认道 岔实际锁闭的情 况
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道岔采集机设备构成
道岔采集机由电源板(DY)、CPU板、模拟量 输入板(MR)、开关量输入板(KR)组成
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道岔定位／反位表示信息的采集
通过监测道岔定 位/反位表示灯电 路的继电器接通条 件，记录道岔位置、 描绘站场状态的。 由于是在表示灯 电路里采集条件， 是开关量，所以必 须经过电阻衰耗隔 离和光电隔离
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第8章 信号微机监测原理与设计
1、开关量的监测 2、交流连续式轨道电路的监测 3、高压不对称轨道电路的监测 4、道岔的监测 5、电源屏的监测 6、电缆绝缘的监测 7、电源对地漏流的监测 8、熔丝断丝的监测 9、灯丝断丝的监测 10、区间信号的监测
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采集器监测原理
图中，左边两个光电器件都处于导通发 光状态。 当衔铁在定位位置时(即定位接点闭合)， 由于衔铁挡住了定位位置光的通路，使得 绿线输出1，黄线输出0。
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SJ第8组接点封连的监测
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二、信息采集
为了不影响轨道电路的正常工作，从轨道继 电器端子(或轨道测试盘)将轨道电压引入轨道 采集机，经过衰耗电阻接入轨道传感器（现场 称为“互感器(HGQ)”）模块，完成信息采集。
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三、轨道电路隔离采样原理
信号微机监测原理
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电源瞬间断电的监测
综合采集机按 高速扫描方式监 测开关量的状态 变化，当开关量 消失或低电平持 续时间超过140 ms，规定输入 电源为断电状 态，以描点的方 式记录断电过程
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三、错序的监测
信号微机监测原理
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道岔采集机CPU的数据处理过程1
平时以小于250ms的周期对开关量(1DQJ、 2DQJ，、DBJ、FBJ)不断扫描，监测其状态变化； 当监测到某个1DQJ的状态由落下变为吸起时，采 集机开始启动对应的计时器，启动A／D转换，并以 不大于40ms的采样周期； 当1DQJ由吸起变为落下时，计时器计时值即为道 岔转换时间； 若计时值小于1 s，说明转辙机没有转换，应立即报 警； 若计时值大于20 s，lDQJ仍在吸起状态，则说明转 辙机发生了故障。
在排列进路后，道岔是否确实锁闭，是一个有关行 车安全的重大问题。 在进路锁闭的情况下，进路上有关的锁闭继电器SJ 已经落下，此时进路上各有关道岔已被锁闭，即道岔 控制电路中，由于SJ第8组前接点断开，1DQJ的3-4 线圈断电，在SJ吸起前，1DQJ不可能再动作，从而 确保道岔是在锁闭状态。 但在某些特殊情况时(如人为违章或混电)，在SJ接 点82与1DQJ线圈3之间存在KZ电源时，说明该道岔 实际上未被锁闭，如不及时查出就会危及行车安全。
1
1、开关量的监测
一、监测对象 实时监测控制台、人工解锁按钮盘全部按钮的操 作，包括进路操作按钮、铅封按钮和单操按钮， 记录按钮按下时间、闭合时间和按下次数； 记录控制台盘面上进路、闭塞主要设备以及行车 运行等表示信息； 采集有关继电器(1DQJ、2DQJ、FMJ、CJ、 DGJ等)的状态，记录值班人员的操作，为实现故 障报警和故障分析提供原始状态数据。
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电源电压的监测原理图
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二、电源屏两路输入电源瞬间断电 的监测
对外电网两路输人电源瞬间断电的监测和两 路切换后电源屏输出电源断电时间的测量，不 但是对电力设备的有效监测，而且为分析查找 故障原因提供有力的证据； 在车站系统，这项监测是由综合采集机与C0 组合J6掉电转换单元配合完成的 。
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高压不对称轨道电路的监测原理
综合采集机通过开关量输出板送出开关量 （特殊设计），控制高压不对称测试组合继电 器动作； 选通某一路轨道电压至电压转换单元。
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4、道岔的监测
道岔动作电流的监测 1DQJ接点的监测 道岔定位／反位表示信息的采集 2DQJ位置状态的监测 SJ第8组接点封连的监测 设备构成 道岔采集机CPU的数据处理过程
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程序流程
开关量采集机应向站机发送两种信息 一是传送全部开关量的目前状态； 二是传送开关量的变化状态信息； 采集机对开关量的采集采用周期巡测方式； CPU采集的数据暂存在存储器中，开关量有 变化时，自主发送变化开关量； 站机每 1s 向开关量采集机索取数据 1 次，当 CPU接收到站机命令时，将全部开关量状态发 送给站机。
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五、程序流程
轨道电路电压数据采集过程如下： 轨道采集机循环连续从第1路、第2路至第96路采集 信息，对于每一路来说，每采集1次记录一个数值；。 当采集8个循环后，将8个数值取算术平均值送人存 储器暂存，这个数值就是要发往站机的数据； 当下一个 8 次循环的平均值到来后，刷新前面的数 据，这样保证送往站机的数据总是最新的； 站机每l s向采集机发出命令，读取数据1次。
CPU板是采集机的核心； 开关量输入板采集轨道继电器开关量，确定 轨道调整或分路状态； 传感器板将被监测轨道电压电阻衰耗、隔离、 线性量化，经多路转换开关选通送给CPU进行 A/D转换。
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………
信号微机监测原理
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道岔动作电流的监测
直流电动转辙机在分线盘或组合选取动作电 流回线，三相交流电动转辙机在组合后面选取 A、B、C三相动作线。 采用开口式道岔动作电流采样模块，利用霍 尔原理获得采样电流。 对道岔动作电流的测试，采用穿心感应式电 流传感器，可监测10A以内的交、直流电流。 传感器采用了线性双补偿霍尔原理，隔离彻 底、响应快、耐冲击，0～20mA电流源通过 采样电阻输出0～5V标准电压。
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道岔采集机CPU的数据处理过程2
用三种数据判断道岔位置室内、外是否一致 用2DQJ继电器位置状态反映室内操作意 图，即反映道岔应该转换的位置； 用1DQJ，接点的吸起、落下表示道岔实际 转换过程； 用DBJ(或FBJ)继电器吸起或落下证实道岔转 换之后的位置。判断转换过程与道岔位置相符 则表明道岔实际位置与室内表示一致，如果不 符，即刻报警并记录
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程序流程
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2、交流连续式轨道电路的监测
一、监测对象 常用的交流连续式轨道电路有JZXC-480型 和25Hz相敏轨道电路，监测点应该是接受端 轨道继电器线包两端的交流电压。
信号微机监测原理
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2DQJ位置状态的监测
2DQJ继电器是极性保持继电器，有两个极 性位置，只有在操纵时才会变位； 通过监测2DQJ继电器位置状态在定位位置 (或在反位位置)来反映操作人员往定位扳动道 岔(或往反位扳动道岔)的操作； 2DQJ是极性保持继电器，无空余接点。只 有利用光电原理监测继电器的衔铁位置 采集器套在继电器外罩上，通过光电感应探 测衔铁位置来判断继电器状态，采用双输出方 式。