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铁路信号电源检测系统浅析 铁路信号电源检测系统浅析 科技创新与应用I2011年11月上半月刊信息技术 铁路信号电源检测系统浅析 王蓓 (兰州交通大学铁道技术学院,甘肃兰州730000) 摘要:铁路信号电源监测系统集电压自动记录仪,铁路信号电源屏监测和铁路机械室环境监测于一体的智能监;91ll系统.系统适 应了信号技术发展的要求,实现了智能化,信息化,模块组合化,较好地解决了设备扩容,实时监控,集中管理等不断发展的需要, 而且功能完备,配置灵活,可以满足不同层次的系统需求. 关键词:铁路信号电源监测;实时操作系统;RTX51Tiny;W77E516 1绪论 铁路信号电源系统是为铁路运营车站的站内,区间信号设备,驼峰 编组场内信号及车辆编组设备提供电能的重要系统,是铁路信号系统 运行的心脏,也是铁路运输安全运行的基本保障.铁路信号电源监测系 统是铁路电力自动化的重要设备,也是铁路现代化和信息化建设的重 要组成部分.为了满足铁路运输日益发展的需要,大力加强铁路信号技 术的发展与进步,就需要为高质量,高可靠性的电源设备配备一个功能 完备的监测系统,使此系统能实时监测电源系统的各项运行参数,运行 状态,报警状态,设置参数和系统配置数据,对系统输入,模块输出模拟 量进行遥测,对配电系统开关量,模块状态量等信号进行遥信,并对系 统故进行声光报警和记录,产生相应动作,同时上报到后台主机,具有 与后台主机和下级设备通讯的功能,从而可以保障铁路运输即使在无 人监控的环境里依然高效,安全,可靠. 2系统总体结构 铁路信号电源监测系统的主控单元可以通过一路RS-485总线和 环境监测模块以及智能信号电源屏进行通讯,对数据进行集中处理,并 实现液晶显示,数据打印,故障报警等功能.同时,主控单元还可以通过 另一路RS--485总线同微机监测上位机进行通讯,通过微机设备实现对 数据的综合管理.主控单元选用的单片机是Winbond的W77E516芯 片.系统的软件程序是在KeilC51集成开发环境下开发的,采用了C语 言与MCS-51汇编语言混合编程的方法. 3系统的硬件设计 3.1系统硬件结构框图 铁路信号电源监测系统巾主控单元的硬件结构框图如图3-1所 示,可实现液晶显示,串行通信,数据处理,数据存储,数据打印,以及故 障的处理与报警等功能. l液晶接口电路==串行通信电路 I键盘接口电路=CPUc:=:时钟电路 打印机接口电路=W丁l6lt;:==复位电路 扩展电路.=声光控制电路 R0M扩展电路}lt;:==:)电源接嗣电路 图3-1主控单元硬件结构框图 3.2系统的CPU 在满足技术条件和可靠性要求的前提下,为了降低开发成本,系统 的CPU选择使用Winbond的W77E516芯片.W77E516是一个快速的 8051兼容微控制器;它的内核经过重新设计,提高r时钟速度和存储器 访问周期的速度.在相同的时钟频率下,它的指令执行速度比标准的 8051要陕许多.一般来说,按照指令的类型,W77E516的指令执行速度 是标准的8051的1.5—3倍.整体看来,W77E516的速度比标准的8051 快2.5倍.存相同的吞吐量及低频时钟情况下,电源的消耗也降低.由于 采用全静态CMOS设计,W77E516能够在低时钟频率下运行. W77E516内含64KB具有ISP功能,可区域寻址的RashEPROM,用于 存储装载程序的4KB辅助RashEPROM,T作电压为4.5-5.5v,具有IKB 片上外部数据存储器,以及3种节电模式.W77E516是一款功能强大的 微处理器.尤其适合于对存储器资源有一定要求和对软件的运行速度 有特别要求的场合,i好满足了本系统的开发要求,因此W77E516非 常适合于本系统的开发. 33Flash芯片 在监测系统叶1,要求每隔一个小时要存储一组实时监测数据,通过 查看存储的监测数据来观察采集数据的变化情况.同时系统还需要实 时的判定是否有故障发生,如果有故障发生,就要记录故障发生的类 别,发生时间,故障值;如果故障恢复,就要记录故障的恢复时间,恢复 值.另外系统还需要存储汉字示字库与汉字打印字库.为了存储这些 大量的数据,系统特别扩展了一片Flash芯片39SF0400. 39SF040是SST公司生产的CMOS型SuperFlashE2PROM. 39SF040是一个容量为512Kx8bit可块擦除,字节编程的E2PROM,擦 除,编程电压均为SVo非常适用于需要程序和数据的大容量,非易失 性,重复编程存储的场合. 44RS-485通讯电路 监测系统需要两路数据通讯:一路为监测系统与采集器之问的通 讯;另一路为监测系统与微机监测上位机之间的通讯.这两路数据通讯 都采用的是R.Cy-