城轨信号微机监测数据采集处理系统-电压数据采集处理原理

电压数据采集处理原理认知一、采集设备认知二、监测物理量认知三、电压数据采集处理原理本讲主要内容知识准备一、采集设备认知知识准备相关知识信号集中监测系统采集硬件结构可划分为两大部分，即采集设备与其他子系统接口部分。目前监测厂家不止一家，不同厂家采集设备不完全相同，但按类型可以分为采集机和采集器两种。

一采集设备认知相关知识（一）采集机1、采集机的配置根据现场工程的情况和需要，有两种设置情况：（1）设置一个欧标站机机柜和若干个铁标采集机柜、组合柜。根据站场情况采集机柜可以采用欧标采集机柜。使用范围：客运专线的联锁站、动车段及普速铁路的绝大部分车站。相关知识机柜标准：

1）一种是采用19in欧标机柜；2）铁标机柜。相关知识相关知识

1）欧标站机机柜放置在微机室内，尺寸为600mm*800mm*2350mm，机柜内有站机、网络设备、交换机、UPS等设备；

2）铁标采集机柜、铁标组合柜放置在机械室内，尺寸为900mm*800mm*2350mm，采集机柜内放置各类采集机，组合柜内放置C0组合、采集器组合和绝缘测试组合等是以4U为单位的组合。相关知识（一）采集机1、采集机的配置（2）设置一个欧标站机机柜和若干组合柜。按需要可以配置工区终端和车间终端。使用范围：适合中继站和无岔站。相关知识欧标机柜内除了安装站机工控机、网络设备、交换机、UPS等设备外，还需安装各类采集机；组合柜用于放置C0组合、接口组合和绝缘测试组合等以4U为单位的组合。相关知识对于中继站，由于设备数量较少、设置一个欧标站机机柜即可。C0组合、接口组合和绝缘测试组合等以4U为单位的组合安装在组合架中的空层位置。相关知识（一）采集机2、采集机柜的安装要求（1）要根据施工图纸的要求合理地安装在信号机械室的微机室内，安装的位置和排列顺序应符合设计规定。（2）机柜安装时要考虑与墙壁间的距离符合相关标准，做到机架与墙壁间的净空距离不小于1m，排与排之间的距离也应该留有足够的空间。相关知识（一）采集机3、采集机的组匣结构采集机可以安装在铁标采集柜和组合内，也可以安装在组合架上，根据需要一些站安装在欧标站机机柜内，其外观为组匣（内含板卡）形式。相关知识安装在铁标采集机中每个采集机采用4U高的铁标组匣、可以安装在组合柜和组合架上，它包括两个采集机组合（包括采集电源、采集板和总线板），一共可配置16块采集板。每层铁标组匣配置一个电源配线铁标端子。（一）采集机相关知识在欧标采集机中可安装4U高的欧标组匣，每个欧标组匣内只包括一个采集机组合（包括电源、采集板和总线板），可配置12块采集板。每层欧标组匣配置一个电源配线欧标端子。（一）采集机相关知识采集机收集各采集设备的采集信息、实采模拟量和开关量信息，将采集结果进行编码传输给CSM站机。采集机通信方式是使用CAN总线或局域网方式与CSM站机连接，完成实时采集各种信号设备的数据。采集机按采集的对象不同，可分为电源屏采集机、轨道电压采集机、转辙机采集机、电缆绝缘漏流采集机、信号机点灯电流采集机等。（一）采集机相关知识采集器的形状按照继电器、箱盒等非组匣形式设计，按照功能分为两大类：带智能数字处理和传输功能的采集单元和仅做电压或电流条件变换的采集模块。采集器一般不直接与CSM站机通信，其数据可通过接口通信分机转发给CSM站机。（二）采集器相关知识车站子系统结构相关知识常用的CSM采集器如下：外电网综合采集单元、三相交流转辙机采集单元、道岔表示电压采集器、高压脉冲轨道电路采集器、列车信号机电流采集器、半自动闭塞采集器等。（二）采集器二、监测物理量认知知识准备相关知识

思考1：信号集中监测系统采集设备采集到的信息（按钮状态、控制台表示状态、关键继电器状态、外电网输入相电压、线电压、电源屏输入和输出电压、道岔表示交、直流电压，交流转辙机动作电压、移频发送电压、转辙机动作电流、故障电流等）有什么特点？

二监测物理量认知相关知识（1）模拟量：在时间上和数值上都是连续的物理量。表示模拟量的信号称为模拟信号。（2）数字量：在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。表示数字量的信号称为数字信号。（3）开关量：指类似开通或关断的、在时间上和数值上断续变化的数值量，如通和断、亮和灭、有和无、高和低等。开关量可用数字信号表示。在信号集中监测系统中，主要监测的内容为模拟量和开关量。

二监测物理量认知相关知识

二监测物理量认知按钮状态；控制台表示状态；关键继电器状态；车站及区间轨道电路状态、信号机点灯状态等。开关量监测类型1模拟量监测类型2电源屏监测轨道电路监测转辙机监测电缆绝缘监测电源对地漏泄电流监测集中式移频监测三、电压数据采集处理原理知识准备相关知识电压数据采集监测项目包括外电网输入相电压、线电压，电源屏输入和输出电压，道岔表示交、直流电压，交流转辙机动作电压，轨道电压，移频发送电压，移频接收电压，半自动闭塞线路电压监测，防灾系统与列控系统分界口处直流电压，民用空调电压等。

三电压数据采集处理原理电压数据采集监测项目1信号微机监测系统采集器或采集板输入端与输出端之间应采用电压互感器、线性光耦与DC/DC变压器隔离等器件或措施，确保内部器件故障不反向传递到输入端。隔离电压标准须达到DC2500V。相关知识

三电压数据采集处理原理电压互感器(PT)技术2单相双绕组变压器的基本工作原图

电压互感器实际上就是一种特殊的变压器，基本原理是电磁感应原理。相关知识

三电压数据采集处理原理电压互感器(PT)技术2特点：①容量很小，类似一台小容量变压器；②二次侧负荷比较恒定，通过设计，使二次的负载接近开路（如加大负载电阻），可使PT工作在理想状态。相关知识

三电压数据采集处理原理电压互感器的优点和缺点：（1）用电压互感器方式测量轨道电压等交流电压，实现电路简单，稳定性和可靠性高（受温度等外界影响小）。（2）与被监测设备之间隔离性好，安全型高。（3）传感器的测量转换（AC/DC）电路和器件也对电压的测量准确度和稳定度有较大的影响。电压互感器(PT)技术2相关知识

三电压数据采集处理原理应用：电源屏电压采集设备采用电压互感器隔离方式进行信号的隔离转换，将转换后的低压信号接入采集机。电压采集路径为：电源屏配线端子-熔丝组合-CSM采集机电压互感器(PT)技术2相关知识

三电压数据采集处理原理直流电压传感器的隔离措施包括电源隔离和信号隔离两种。电源隔离采用DC/DC变换技术，将输入直流电源变换成另外一路直流电源，供传感器输入级和光电隔离原边使用，DC/DC变换隔离采用的是电磁感应原理。信号隔离应用的是光电隔离方法。两种隔离措施的应用保证了被测对象与测试回路之间没有直接的电气连接。直流电压传感器3相关知识

三电压数据采集处理原理直流电压传感器3相关知识

三电压数据采集处理原理单向性隔离采集技术4

对于不能采用电磁隔离的信号，可以采用光电隔离技术，在单向性隔离采集技术电路设计中，有两个技术难点。输入回路高阻性光电隔离信号处理和输出输入输出

单向隔离采集技术的根本目标是提高采集的安全性。