無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)中采集系統(tǒng)設計
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隨著我國鐵路向高速、高密、重載、電氣化方向邁進，區(qū)間閉塞設備尤其是移頻自動閉塞系統(tǒng)得到了迅速的發(fā)展，ZPW-2000R型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)也因此得到了廣泛的推廣應用。為保證ZPW-2000R型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)能可靠安全的運行，隨移頻自動閉塞系統(tǒng)配套，提供了系統(tǒng)維護機，以對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行全天候監(jiān)視，方便維護人員及時發(fā)現故障，并盡快排除故障，保證安全。本文介紹的采集系統(tǒng)正是為監(jiān)測ZPW-2000R型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)維護機的主要設備提供接口。
l ZPW-2000R型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)簡介
ZPW-2000R型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)分室內設備和室外設備兩部分。室內設備包括發(fā)送器、功放器、接收器、濾波器、電纜模擬單元、采集系統(tǒng)、防雷單元、系統(tǒng)維護機；室外設備包括匹配單元(PB)、調諧單元(BA)、平衡線圈(SVA)、補償電容等。系統(tǒng)構成框圖見圖1，其主要工作方式為：
發(fā)送器根據前方閉塞分區(qū)執(zhí)行繼電器構成的編碼條件，輸出相應編碼移頻信號。先經“N+1”轉換、方向電路、紅燈轉換條件及發(fā)送通道設備送至室外電纜，再經軌道匹配單元發(fā)送到軌道，并分別向兩個方向傳輸。正向信號經主軌道傳送到本區(qū)段調諧區(qū)的接收側，并在調諧區(qū)發(fā)送側BA處以其對接收信號呈低阻而實現隔離，不再向下一個區(qū)段繼續(xù)傳輸；反向信號經調諧區(qū)傳輸送至相鄰區(qū)段的接收側，同時以調諧區(qū)接收側BA對發(fā)送信號呈低阻而實現隔離，不再向相鄰區(qū)段繼續(xù)傳輸。
經主軌道傳輸的本區(qū)段信號和經調諧區(qū)傳輸的鄰區(qū)段反向信號都送入本區(qū)段的接收匹配單元端，再經電纜和通道設備傳輸，將兩種信號送至接收濾波端，由濾波器兩路混合分離，分出主軌道信號和調諧區(qū)信號這兩路輸出，分別送至接收器解調、譯碼，并輸出動作執(zhí)行繼電器，控制區(qū)間信號燈顯示，反映列車占用情況，同時控制后方閉塞分區(qū)發(fā)送的信息，實現自動控制。
系統(tǒng)軌道電路采用調頻方式。載頻頻率為：1 698．7Hz(1700―1)，1 701．4 Hz(1700―1)，1 998．7 Hz(2000―2)，2 001．4 Hz(2000―1)，2 298．7 Hz(2 300―2)，2 301．4 Hz(1700―1)，2 598．7 Hz(2600―2)，2 601．4 Hz(2600―1)；頻偏為±11 Hz；低頻調制頻率為10．3 Hz，11．4 Hz，12．5 Hz，13．6 Hz．14．7 Hz，15．8 Hz，16．9 Hz，18 Hz，19．1 Hz。20．2 Hz，21．3 Hz，22．4 Hz，23．5 Hz，24．6 Hz，25．7 Hz，26．8 Hz，27．9 Hz，29 Hz，共18個信息。發(fā)送器、功放器、接收器、濾波器的工作狀態(tài)由采集系統(tǒng)實時采集．并上傳至系統(tǒng)維護機。
2 系統(tǒng)架構設計
該系統(tǒng)由輸入信號處理、主控單元、外部通信接口三大模塊組成，系統(tǒng)結構如圖2所示。
主要采集ZPW-2000R型無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)的接收器、發(fā)送器、功放器等單元設備的電壓、電流、低頻、載頻及繼電器狀態(tài)等數據，并與系統(tǒng)維護機等上位機進行數據通信。如圖2所示，采集的模擬量數據包括兩路功出電壓、八路接入電壓、兩路功出電流、兩路濾入電流等；采集的頻率信息包括兩路載頻信息、六路低頻信息等。其中，接入電壓及功出電流輸入均為毫伏級交流信號；功出電壓輸入為高壓交流信號；發(fā)送低頻及接收低頻輸入為交流數字信號；地址編碼輸入為電平信號；繼電器狀態(tài)輸入為數字脈沖信號。
3 C805lF020簡介
C8051F020(F020)是美國德州Cygnal公司推出的完全集成混合信號系統(tǒng)級MCU芯片。具有64個數字I／O引腳。其主要特征為：
(1)高速、流水線結構的8051兼容的CIP-51內核；
(2)全速、非侵入式的在系統(tǒng)調試接口(片內)；
(3)真正12位100 kS／s的8通道ADC，帶PGA和模擬多路開關；
(4)真正8位500 kS／sADC，帶PGA和8通道模擬多路開關；
(5)兩個12位DAC，具有可編程數據更新方式；
(6)64 KB可在系統(tǒng)編程的FLASH存儲器；
(7)4 352(4 096+256)B的片內RAM；
(8)可尋址64 KB地址空間的外部數據存儲器接口；
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