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摘 要：铁路信号电源是列车运营信号的供电电源，对其具有非常高的可靠性要求，对铁路信号电源进行测控以保证其正常运行十分重要。本文在研究铁路信号电源存在问题的基础上，提出了一种基于DSP的铁路信号电源测控系统设计方案，该系统可实现对电压、电流及功率的精密采集和运算，对故障特征进行准确识别，并进行数据高速传输，系统具有实时性强，运行速度高，故障率低等优势。
关键词：铁路信号；电源测控；DSP
1 铁路信号电源测控系统现状
铁路信号电源测控系统可实现对每个信号供电点的供电状态实时监控，实现供电监测自动化，节省大量人力，有效提高了铁路信号系统供电的安全可靠性和经济性。铁路贯通线路的负荷沿铁路线路分布，分布点多且容量较小，供电电源具有故障发生率高的特点，原有的人工调度和故障排查模式已无法适应现代铁路的发展要求。另外，随着铁路提速，近年提出了铁路信号电源低压测控系统，该类系统具有一些缺陷：控制器多使用单片机，内存不足，数据采集量小，容易发生数据丢失现象；设备组网形式单一，多使用拨号方式联网，实时性差；通信协议多是供应商自定义设计，协议标准不统一，设备兼容性差。本文针对铁路信号电源研究现状，提出一种基于DSP的新型铁路信号电源测控系统。
2 铁路信号电源测控系统整体设计
铁路信号电源测控系统主要的功能包括：1）实现对监测对象的远程遥测和遥控；2）实现对电源故障点的监测和控制；3）具备自检功能；4）具备自动报警功能；5）具备通信功能，可将设备状态数据实时传输等等。
基于以上功能要求，整个系统包括开关量采集、测量数据采集、数据处理和通信四个主要模块组成。主控制器采用TMS320F2812，主要负责开关量采集和通信功能，完成开关量的采集和输出工作，同时负责与远程监控计算机的通信。测量数据采集和处理器采用可编程逻辑控制器CY37064P100MAX125，主要负责对电量的数据采集和计算处理，并对电量进行监测和限流，实现故障监测和控制功能。关于其它部件，AD采集使用MAX125，串口通信方式可采用RS232、RS485或USB，可根据现场需要进行配置。RS232和RS485可使用MAX3160芯片，USB通信科使用CY7C680010芯片。另外，系统可配置现场控制总线，CAN总线收发芯片可选用SN65HVD230，芯片使用3.3v电压供电，可直至与DSP相连接。
为了增加数据存储量，可对DPS的数据存储单元进行外扩，采用IS61LV512160芯片可扩展0.5M片外存储空间。监控电路可采用TPS3823-33芯片，用于监控系统的电源和电路，并能实现系统复位和看门狗的功能，可有效减低监控电路复杂度，增加系统可靠性和监控精度，系统整体结构如图1所示。
3 测控系统程序设计
测控系统软件运用程序模块化设计思想，主要程序模块包括：数据采集模块、数据处理模块、故障诊断模块、谐波分析模块和通信模块等等。系统上电后，主控制器首先完成对系统及各模块初始化，然后进入数据AD采集及处理，对电流、电压及功率进行有效值计算，判断是否有故障发生，并进行数据发送。DSP系统与上位机PC的通信方式这里采用RS232串口，首先DSP通过串口控制寄存器进行串口初始化，设置数据格式和波特率，并打开串口进行数据的收发，系统出采用串口中断方式相应于上位机的通信程序。
上位机软件采用Borland公司的C+Builder监控系统平台，该系统采用了先进的多线程技术和API函数技术，可实现对信号电源的实时遥控、记录、报警等功能，同时可对系统参数进行设定和修改操作，并具备数据库管理和打印等功能，主程序流程图如图2所示。
4 结论
本文对铁路信号电源的特点及其监控系统的现状进行了分析，提出了一种新型电源测控系统，利用DSP运行速度高、实时性强和可靠性高等特点，可实现对电源系统的故障检测、故障报警和故障上报等功能，并能进行对电源系统的实时控制，提高了系统的实用性、可靠性和经济性，可进一步提高铁路电源调度自动化水平。
参考文献：
[1] 刘大为，郭进.中国铁路信号系统智能监测技术[J].西南交通大学学报，2014，05.
[2] 卫志刚.基于双DSP的铁路信号电源监控系统的研究[J].电气化铁道，2006，04.
[3] 于国旺.铁路信号冗余电源控制系统设计与实现[J].中国铁路，2013，07.
[4] 张鹏飞，王晓东.基于DSP的铁路信号电源监控系统[J].仪器仪表学报，2011，02.
作者简介：任荔娜（1986-），女，汉，陕西省西安市人，硕士研究生，交通信息工程及控制专业。
关键词：铁路信号；电源测控；DSP
1 铁路信号电源测控系统现状
铁路信号电源测控系统可实现对每个信号供电点的供电状态实时监控，实现供电监测自动化，节省大量人力，有效提高了铁路信号系统供电的安全可靠性和经济性。铁路贯通线路的负荷沿铁路线路分布，分布点多且容量较小，供电电源具有故障发生率高的特点，原有的人工调度和故障排查模式已无法适应现代铁路的发展要求。另外，随着铁路提速，近年提出了铁路信号电源低压测控系统，该类系统具有一些缺陷：控制器多使用单片机，内存不足，数据采集量小，容易发生数据丢失现象；设备组网形式单一，多使用拨号方式联网，实时性差；通信协议多是供应商自定义设计，协议标准不统一，设备兼容性差。本文针对铁路信号电源研究现状，提出一种基于DSP的新型铁路信号电源测控系统。
2 铁路信号电源测控系统整体设计
铁路信号电源测控系统主要的功能包括：1）实现对监测对象的远程遥测和遥控；2）实现对电源故障点的监测和控制；3）具备自检功能；4）具备自动报警功能；5）具备通信功能，可将设备状态数据实时传输等等。
基于以上功能要求，整个系统包括开关量采集、测量数据采集、数据处理和通信四个主要模块组成。主控制器采用TMS320F2812，主要负责开关量采集和通信功能，完成开关量的采集和输出工作，同时负责与远程监控计算机的通信。测量数据采集和处理器采用可编程逻辑控制器CY37064P100MAX125，主要负责对电量的数据采集和计算处理，并对电量进行监测和限流，实现故障监测和控制功能。关于其它部件，AD采集使用MAX125，串口通信方式可采用RS232、RS485或USB，可根据现场需要进行配置。RS232和RS485可使用MAX3160芯片，USB通信科使用CY7C680010芯片。另外，系统可配置现场控制总线，CAN总线收发芯片可选用SN65HVD230，芯片使用3.3v电压供电，可直至与DSP相连接。
为了增加数据存储量，可对DPS的数据存储单元进行外扩，采用IS61LV512160芯片可扩展0.5M片外存储空间。监控电路可采用TPS3823-33芯片，用于监控系统的电源和电路，并能实现系统复位和看门狗的功能，可有效减低监控电路复杂度，增加系统可靠性和监控精度，系统整体结构如图1所示。
3 测控系统程序设计
测控系统软件运用程序模块化设计思想，主要程序模块包括：数据采集模块、数据处理模块、故障诊断模块、谐波分析模块和通信模块等等。系统上电后，主控制器首先完成对系统及各模块初始化，然后进入数据AD采集及处理，对电流、电压及功率进行有效值计算，判断是否有故障发生，并进行数据发送。DSP系统与上位机PC的通信方式这里采用RS232串口，首先DSP通过串口控制寄存器进行串口初始化，设置数据格式和波特率，并打开串口进行数据的收发，系统出采用串口中断方式相应于上位机的通信程序。
上位机软件采用Borland公司的C+Builder监控系统平台，该系统采用了先进的多线程技术和API函数技术，可实现对信号电源的实时遥控、记录、报警等功能，同时可对系统参数进行设定和修改操作，并具备数据库管理和打印等功能，主程序流程图如图2所示。
4 结论
本文对铁路信号电源的特点及其监控系统的现状进行了分析，提出了一种新型电源测控系统，利用DSP运行速度高、实时性强和可靠性高等特点，可实现对电源系统的故障检测、故障报警和故障上报等功能，并能进行对电源系统的实时控制，提高了系统的实用性、可靠性和经济性，可进一步提高铁路电源调度自动化水平。
参考文献：
[1] 刘大为，郭进.中国铁路信号系统智能监测技术[J].西南交通大学学报，2014，05.
[2] 卫志刚.基于双DSP的铁路信号电源监控系统的研究[J].电气化铁道，2006，04.
[3] 于国旺.铁路信号冗余电源控制系统设计与实现[J].中国铁路，2013，07.
[4] 张鹏飞，王晓东.基于DSP的铁路信号电源监控系统[J].仪器仪表学报，2011，02.
作者简介：任荔娜（1986-），女，汉，陕西省西安市人，硕士研究生，交通信息工程及控制专业。