微机监测在铁路信号中的应用问题及处理对策

2020-12-21闫森

通信电源技术 2020年2期

闫森

（朔黄铁路发展有限责任公司，河北沧州 062450）

0 引言

微机监测的功能原理是在铁路运行的过程中，适时监测和记录所有现场设备的工作状态，并根据其特性的异常变化来发现和判断哪些设备出现了问题和出现了什么问题，将这些信息通过信号传输的方式传递给电务部门，来做出迅速和准确的判断。在系统运行的反应机制中，设定有危险预警功能，一旦相关设备超出某一设定限制，通过报警来引起管理人员的重视，并及时做出相应的处理措施。此项功能对于预防相关人员的违章操作和及时发现设备故障非常重要。对于在铁路运行过程中出现的各种危险征兆，通过该系统不但可以及时发现，还会基于些做此最佳的解决方案，实现既控制了维修成本又缩短了维修时间，这对于保证铁路安全和提高铁路运输效益非常重要。本文开展基于铁路信号微机监测系统的工作原理研究，具有非常积极的现实应用意义[1]。

1 铁路信号微机监测系统故障分析

在系统中，道岔道转换是通过道岔转换电流、曲线道岔转换电流的调节来实现的，这也是铁路信号微机监测系统有别于其他铁路管理系统的特点。在此过程中，它必须做到能够适时测量道岔转换时的电流信息变化，通过变化特征来对故障做出判断。常见故障表现有如下3种情况。（1）道岔传感器的故障。其中道岔传感器属于直流电流传感器，对于孔内电流变化通过该传感器可以直接反映出来。该传感器工作电源为±12 V，其工作原理是道岔传感器孔内电流变化时，就会有0～5 V直流电压输出，此情况在岔道转换时发生。道岔转换完成以后，道岔传感器孔内电流稳定不变，此时处于无信号输出状态。检查模块是否正常的方式是测量模块输出端子的两端电压，若电压处于限定范围，则证明模块运行正常；若超出限定范围，则说明模块已出现故障。另外一种方式是测量模块端子的电流变化情况，在道岔转换时，若测量发现有输出电流显示，则说明模块的道岔传感器功能正常；否则，说明传感器已损坏。（2）开关量采集器故障。该设备的功能是采集和记录l DQ J一组的半空接点表现特征，并适时记录每一次道岔转换的时间。故障判断方式是，用万用表对测量输出端子电压进行测量，通过电压是否出现异常变化来做出开关量采集器是否出现故障的判断。在处于非道岔转换时，开关量采集器端子与处于落下状态的1DQ J通过接点接通，正常状态下所测得的电压为直流电压，伏值为5 V；在道岔转动期间，就不会有该电压出现，这是该设备的正常表现规律，若违反了这一规律，则可以做出开关量采集器已经发生故障的判断。（3）道岔采集机发生故障[2]。在实际的现场运用中，系统管理人员判断道岔采集机是否发生故障的方式是通过两方面来完成的。第一，道岔动作曲线；第二，道岔采集机指示灯。如果在道岔转换时出现道岔动作曲线不记录的现象，或道岔采集机指示灯做出异常指示的情形，就说明道岔采集机已经发生故障。

在监测站机的网络系统中，判断网络系统是否发生故障需要借助相应网络分析工具。通过网络分析工具不仅可以找到故障发生的位置和原因，还可以对故障进行修复。常规的网络故障判定以网络连接处的指示灯提示结果为主，通常绿色表示正常，红色表示异常。当网络连接指示灯出现红色时，说明网络已经不通，已有故障发生。（1）IPcoN FIG命令用以对配置信息是否正常运行做出判断，同时也反映出站机中网络适配器中的相关信息是否正常，包括IP地址是否发生错误以及其他附带性信息错误。（2）在系统的操作命令中，通过IPCoN FIG命令可以得到网关的配置信息。PCoN FIG命令的功能在于通过对网关配置信息的检测分析，得到站机路由器的通信过程，找到发生故障的原因。此外，路由器端口信息也是判断故障点和故障原因的重要依据。（3）借助于端口查询命令对通信通道、路由器和转换器进行检查，是进行相关设备故障排除的重要方式[3]。

关于CAN总线故障分析。按照总线布置理论，用万用表对工控机和采集机两端进行测量，在正常情况下，所测得阻抗值为6 Ω左右。按照系统的设置，这两个设备的连接形状为蛇形，而实际上，系统的总线布置呈另外两种表现形式，分别为环形和树形。这两种布线方式实际上是错误的，纠正的方法是必须去掉中间的多余部分，如去掉环形的中间部分，去除后能回归正规的蛇形形状；对于树形结构的处理方式是，从中找出1～2个端子，从其对应的采集机上引出电阻，通过这一方式，将其阻值调整到与CAN总线要求符合的阻值范围内，同时，也保证总线阻值处于正常水平。在实际应用中，CAN总线通常有如下3种故障表现形式，分别是总线过长；CAN总线的环限不合理；采集机信息传输阻滞，工控机无法接收。

2 微机监测系统故障处理策略

2.1 系统故障处理

第一，XP系统故障处理。解决办法是，采用正规的系统盘重装系统，新系统安装完成以后，再继续安装机监测软件。如果系统安装不成功，要考虑是否由于异常断电引起磁盘损坏，则必须对系统盘进行重新分区，并修复坏道，隔离硬盘坏的扇区，再在主分区上重装系统和相应的监测软件。

第二，数据库发生故障。需要借助数据库修复软件，对数据库进行修复，如修复不成功，必须将原数据库进行限载，重新安装并生成新的数据库。

2.2 CAN总线故障处理

产生故障的原因一般有两种情况，一种总线过长，另一种是工控机与采集机连线不规范。对于前者的解决方法是，在对CAN总线进行设置时，应尽量把线扯直绷紧，若有多余长度的线一定要去掉，不要盘留在里面，否则会增加线路电阻和影响电流的正常。对于后者的解决方法是，在关掉所有的采集机电源的情况下，对每个采集机后面的总线利用万用表进行阻值测量，将万用表档位设定在200 Ω电阻档，测量时要根据电流的顺序，从工控机近端的采集机开始，逐渐向远路延伸，循序渐进，逐一排查。当发现断点以后，就需要对断点进行焊接，以恢复线路的畅通，焊接完成后，插好CPU板进行测试。利用万用表测量总线电阻，若总的电阻值为60 Ω左右，说明这一问题已经解决，这时可重新启动采集机，系统恢复正常工作。

此外，还有一种产生故障的原因是采集机不响应。造成这一现象的原因有两个：一个是采集机与CAN总线的接点接触不良，通过重新布线可以解决；另一个是CPU板发生故障，主要表现为80c250片损坏或CPU板的个别地址开关失灵，需要对损坏配件进行更换[4]。

2.3 采集机故障处理

采集机故障通常表现为如下两种情况。（1）指示灯不亮，无法通过指示灯获知相关电压电流信息，表明电源模块已坏，需更换；（2）如果位于采集机上的模拟板工作灯闪烁，说明CPU板有问题，可在进一步检测后对CPU板进行维修和更换。在对CPU板进行更换时，一定要注意新旧板的地址开关必须一致，同时还需要关注CPU总线电阻有无跳线设置，若没有，则可以不管，若有，则需跳接到新板。更换完成后，重启所有设备[5]。