信号故障分析与处理

信号故障分析与处理（共11篇）

信号故障分析与处理 篇1

摘要：随着社会的发展以及人们出行的需要。铁路系统迎来了巨大发展的同时人们对铁路系统安全运行提出了更高的要求。而铁路建设中信号系统的建设则是保证列车运行的重要基础设施，往往其可靠性的高低直接决定了列车运行安全和运输效率的高低。本文介绍铁路系统中常见的信号设备故障类型、信号检测技术、处理措施及原因分析。

关键词：铁路信号设备故障 故障类型 诊断技术 处理措施 铁路信号设备故障类型

铁路信号系统由大量、多种机电设备组成的复杂信号系统。因此其故障类型往往具有多样性、复杂性、模糊性、随机性和组合性等特点。由于故障现象和产生原因的复杂性和偶然性，所以诊断故障也具有非结构化或半结构化的特点。按性质来分信号故障类型可以分为如下三类：人为信号事故、非人为信号事故、信号故障。铁路信号设备故障诊断技术

故障信号因其多样性、复杂性和偶然性，为故障分析带来极大不便。因此当信号系统出现故障后，如何能快速、准确、及时的判断故障类型和部位，必将为快速排除故障，保证列车正常高效运行带来方便。因此信号故障诊断技术应运而生。故障诊断技术的目的是为了提高系统的可靠性和安全性。造成铁路信号系统故障的原因大致有设备失修故障、产品质量故障、维护不当造成的人为故障、自然灾害造成的设备故障等。铁路信号设备故障处理技术的诊断方法可分为：传统故障诊断技术（即现场故障诊断技术）、基于信号处理法、解析模型法和人工智能故障诊断法。其中传统信号故障诊断技术指维修人员根据故障现象、设计图纸、设备说明书以及结合自己的经验，进行的现场分析处理和诊断设备故障。常用有逻辑推理法、优选法、比较法、断线法、校核法、试验分析法、观察检查法、调查研究法、逐项排除法、仪表测试法等。铁路信号设备故障因素分析

3.1 设备系统可靠性 铁路系统关系到国民经济生活中的各个层面，因此其对安全性可靠性要求极为严格。因此铁路信号产品的研制、生产、使用、验收过程中管理规范性引起广泛关注。影响信号系统可靠性主要因素信号系统标准少、规范简单、指标不全等。信号系统可靠性是一个从信号系统研发到生产再到使用、维护的系统性工程。因此，其可靠性涉及到产品从研发到使用整个全寿命周期的各个阶段。因此如何制定信号系统由研发到生产再到使用和维护整个过程的可靠性标准和指标至关重要。

3.2 电气化条件对信号系统的影响 信号设备属于弱电系统而电气化铁路牵引供电系统属于强电系统。电气化铁路牵引供电系统具有电压高、牵引电流大等特点，且电力机车在牵引过程中设备整流和换相往往会产生大量谐波。当信号设备与这些设备共同使用时，如果处理不当牵引供电系统往往会对信号系统产生较强的干扰。这些干扰大致可分为感应式、辐射式、传导式，且不同信号设备对干扰的反应也不同。因此对于不同信号设备采取的抗干扰措施也不尽相同。

3.3 电缆电源对信号系统的影响 铁路信号系统属于一级负荷，往往采取双电源供电网络供电。信号电源一般由自动闭塞电力线路和贯通电力线路两路电源供电。两路电源互为冗余，故障时相互切换，以提高供电可靠性。

3.4 外部因素对信号系统的影响 铁路系统是一个跨度很长，环境复杂的系统。而列车的安全运行避免不了对外界环境的检测尤其是对一些恶劣环境的检测如：强风、暴雨、大雪等等信号的检测。因此信号系统检测设备复杂且设备环境复杂条件恶劣。这些不利因素往往也会影响工作人员对信号系统的正常维护。因此外部环境对信号系统影响很大。对于这些环境恶劣、条件复杂地区信号设备一定要选用可靠的、智能的和具备一定容错能力的信号系统。铁路信号设备故障的处理措施

4.1 建立健全信号维护制度 信号维护人员应保持通讯畅通，以便运行人员随时联系。除此之外维护人员应每日将自己工作地点事先通知车站值班人员和电务段调度人员，以便出现故障时及时处理。

4.2 信号设备故障维护制度 当遇到信号设备故障时应积极组织故障修复。对于一般故障，维护人员应在联系登记后，会同值班人员对事故信号进行试验检查修复，修复过程应查明原因、记录处理过程及结果。对于严重设备缺陷，当危及行车安全时，若不能及时排除故障应尽快联系值班人员登记停用设备，然后查出原因，尽快排除故障，恢复使用。如不能判明原因，应立即上报。听从上级指示处理。

4.3 重大列车事故时，信号设备处理制度 对于运行机车出现重大故障如脱轨、相撞、颠覆事故时，维护人员不应擅自处理信号设备，应先保护事故现场并立即报告电务段调度。

4.4 现场维护工作制度 对于发生影响行车的设备故障时，信号维修人员应对接发列车进路排列状况，调车作业情况，控制台的显示状态，列车运行时分，设备位置状态以及故障现象登记在《行车设备检查登记簿》中，作为原始记录备查。结语

随着高铁技术发展和我国对铁路建设的巨大支持，我国在铁路尤其是高速铁路发展方面取得了巨大进步和可喜成就，有些技术和研究成果已跻身世界前列。我们仍存在发展时间短、技术设备方面还有待进一步提升。尤其铁路信号系统的发展是一个庞大的系统，其发展的可靠性需要更多的制度安排和技术支持。因此我们应不断需求最优组合方案，以实现铁路信号系统的跨越式发展。

参考文献：

信号故障分析与处理 篇2

1 交流计数机车信号乱显示故障的原因分析

乱显示的故障诱因较多, 除非借助先进的检测仪器, 否则现场很难查找, 况且大部分乱显示故障多为综合因素造成, 对此必须通过综合分析、对比整治效果, 才能确定原因。

1.1 共用轨道电源造成乱显示故障

我公司朔州西站下行方向侧线停汇上行通过列车后, 下行列车越过出发信号机后, 经常在道岔区段上红黄码, 发现原因为此上行道岔区段与下行接近区段共用一束轨道电源, 下行列车越过出发信号机时, 上行通过列车没有出清下行接近区段, 下行接近轨处于发码状态, 而且接近区段延长到1500米后, 接近区段工作电流增大, 发码时对轨道工作电源影响增大。反映到共用轨道电源的区段较容易产生红黄码。

1.2 列车运行速度高, 区段短, 几个区段分用多套发码器容易发生乱显示故障

列车运行速度高后, 咽喉发码区段多为几十米, 由于列车运行速度的提高, 列车在咽喉的短区段的运行时间小于2秒 (一个周期) , 再加上发码电路内各种继电器动作时间 , 使运行列车在咽喉发码区段不能接受到一个周期的完整码型, 特别是通过进路, 进站接近区段 (XJG) 与站内轨道区段使用两套发码设备, 两套发码设备发码时不同步, 机车在进站信号机绝缘节前后收到两套发码设备发送的电码, 因而接收的是几个周期的不完整码, 容易偶合发生一个错误码型。

2 解决方案

(1) 修改接近轨发码电路, 实现通过列车正线通过时, 越过进站信号机绝缘节前后, 接收到同一发码设备编出的绿码, 消除两套发码设备不同步, 造成接受不完整码问题, 修改电路如图1。

(2) 为缩短机车运行变换发码区段时, 缩短继电器的转换时间, 减少下一个区段发码延时, 将编码电路中的轨道复示继电器接点变更为轨道继电器接点。

3 电路改进效果

我公司朔州西站在列车下行绿灯通过, 当时速为100KM以上时, 有时发生道岔区段上H/U码的故障, 当时速为90KM以下时, 就不发生上述故障, 我们对此站的设备进行了上述电路修改, 并用北京交通大学提供的2002型具有全程记录码型功能的主机, 进行全程实时跟踪监测。通过对修改电路前后记录码型数据的分析和对比, 发现修改电路后的码型比修改前显示正常。经近一年实践的实际运用, 效果明显未发生此类故障。

参考文献

[1] 6502电气集中电路.中国铁道出版,

[2] 微机联锁技术.中国铁道出版社,

信号故障分析与处理 篇3

关键词：信号；维修；联锁设备；故障；分析

铁路运输是我国交通运输体系中重要的组成部分，随着信息化时代的到来，铁路运输的管理与控制将逐步实现信息化，而铁路运输中信号设备主要的依托是联锁，一旦联锁设备出现故障会直接影响铁路系统各部分间的信号传递，甚至引发铁路安全事故。因此，深入分析信号维修中联锁设备的故障处理方法具有重要的意义。

一、铁路运输系统中的联锁设备类型

联锁设备的主要作用是建立信号系统中各设备之间的联锁关系，目前铁路系统中应用的联锁设备主要有2种类型：一是计算机联锁，指的是通过计算机内部逻辑运算产生控制信号，控制联锁设备；二是电气联锁，此种联锁方式的内部逻辑全部通过继电器实现，同时，两者在操作上有一定的区别。

二、信号联锁设备故障处理方法

（一）传统故障处理法

信号联锁设备传统的故障诊断法对检修人员有着极高的要求，需要检修人员具备丰富的维修经验和诊断经验，能够准确定位故障点，并采取有效的措施予以解决。常用的故障诊断方法包括盘面压缩法、校核法及比较法等。一些联锁设备自身具备自我故障诊断能力，一般的故障是显而易见的，故障反映到控制台后通过指示灯进行报警提醒。传统的故障诊断方法能够有效解决联锁设备中电路断线、混线等一般问题。

（二）信号处理法

信号处理法是构建信号模型，之后通过分析处理频率、幅值等能够反应反馈信号的特征，根据结果判断联锁设备出现故障的具体情况。信号处理法具有较高的灵活性、操作便捷、易于掌握等特点。但其过度依赖设备电气特性，在设备设施的信号容易受到周围各种噪音与信号的干扰，所以该方法的适用范围有限，只能够有效处理一些较为简单的故障类型。

（三）人工智能故障诊断法

人工智能故障诊断法融合了模糊逻辑、人工神经网络、专家系统以及其他诊断技术，综合运用不同的诊断技术与手段措施，适用于有效处理信号联锁设备中复杂的系统故障。其中，模糊逻辑法是有效利用模糊逻辑的结构性知识的表述能力，对故障进行有效的判断；人工神经网络法通过模拟人脑的思考方式有效解决和排查故障类型，进而采取合理的措施进行检修，此方法广泛应用于故障预测和故障模式识别中；所谓的专家系统就是将技术人员积累的丰富的故障诊断经验及多样化的专业知识输入到计算机诊断程序系统中，通过模拟专家故障处理流程来有效排查和判断故障類型，为后期的故障处理提供参考数据。

三、加强信号联锁设备故障维修的有效策略

（一）建立常态化安全应急管理流程

常态化的安全应急管理流程主要是及时、有效处理联锁设备发生故障后的重要途径，涵盖了风险识别、卡控措施、系统评估等内容，制定合理的安全应急管理流程还需要充分结合日常故障处理、过渡施工及正常施工过程中的安全管理经验，确保流程符合设备运行的实际情况。各级联锁设备管理人员在信号联锁设备发生故障后要严格按照流程要求进行故障检查，明确其故障原因，并采取合理的技术手段与措施进行故障处理，确定联锁试验范围及项目，处理故障后要将详细记录故障情况的试验表格进行上报。另外，重点详细检查特殊中岔、坡道、道口、场联以及专用线设备等，通过段局域网平台记录特殊设备分布、试验方法、维护重点及相关原理，为后期的交流学习及共享提供支持。此外，还要强化联锁试验应急演练，贯彻落实卡控措施，防止发生联锁试验缺项、漏项及试验不彻底等严重违规行为。

（二）建立联锁安全信息快速反映机制

首先，建立联锁安全问题库。通过排查诊断发现的联锁设备问题应统一纳入档案库监理，采用分类、分级管理方式定期更新，为后期设备各类隐患及问题的及时处理提供数据支撑。通过机电联劳等方式，跟踪验证故障的处理过程，实施闭环处理。其次，完善联锁安全信息诊断评估制度。构建完善的段、车间2级安全运行信息诊断评估网络，进一步明确评估标准，实现联锁安全信息资源的科学合理利用，形成安全生产指导的有效依据，强化联锁图纸档案管理的标识化、信息化。

（三）建立联锁安全综合实验机制

强化计算机连锁修改软件仿真实验记录管理，在仿真实验初期，电务段应严格执行局部规定，建立健全计算机联锁仿真试验报告制度，详细记录软件厂家出现的各种问题、相应的处理措施以及出现此类问题的主要原因，便于后期设备的维护与管理。仿真试验时，联锁软件研发单位及设备管理单位应共同出具仿真试验书面报告，其主要包括车站名称、试验参与人员、试验日期及项目、出现的问题及相应的处理结果，经双方单位签字即可生效。此外，要封存管理仿真试验结束后的联锁软件芯片，安装时应有双方共同确认并开封形状良好的芯片，以确保联锁软件的使用性能，保障铁路运输系统的安全与稳定。

四、结束语

综上所述，信号联锁设备的故障分析包括传统故障诊断法、信号处理法以及人工智能故障诊断法，合理运用这些故障诊断方法，准确定位设备的故障点，提高设备故障检修的水平。为了进一步强化信号联锁设备的使用性能，电务部门应积极建立常态化安全管理应急流程、联锁安全信息快速反映机制以及联锁安全综合实验机制，保障故障能够得到及时有效的解决，增强铁路运输的安全性。

参考文献：

[1]李平.联锁设备故障在铁道信号检测维修中的重要性[J].企业技术开发，2016，11：53-54.

[2]马占军.铁道信号联锁设备的故障诊断研究[J].通讯世界，2015，01：226.

信号故障分析与处理 篇4

学号姓名注：1）此次实验作为《数字信号处理》课程实验成绩的重要依据，请同学们认真、独立完成，不得抄袭。

2）请在授课教师规定的时间内完成；

3）完成作业后，请以word格式保存，文件名为：学号+姓名

4）请通读全文，依据第2及第3 两部分内容，认真填写第4部分所需的实验数据，并给出程序内容。

1.实验目的(1)学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法

(2)掌握在windows环境下语音信号采集的方法

(3)掌握MATLAB设计FIR和IIR滤波器的方法及应用

(4)学会用MATLAB对语音信号的分析与处理方法

2.实验内容

录制一段自己的语音信号，对录制的语音信号进行采样，画出采样后语音信号的时域波形和频谱图，确定语音信号的频带范围；使用MATLAB产生白噪声信号模拟语音信号在处理过程中的加性噪声并与语音信号进行叠加，画出受污染语音信号的时域波形和频谱图；采用双线性法设计出IIR滤波器和窗函数法设计出FIR滤波器，画出滤波器的频响特性图；用自己设计的这两种滤波器分别对受污染的语音信号进行滤波，画出滤波后语音信号的时域波形和频谱图；对滤波前后的语音信号进行时域波形和频谱图的对比，分析信号的变化；回放语音信号，感觉与原始语音的不同。

3.实验步骤

1）语音信号的采集与回放

利用windous下的录音机或其他软件录制一段自己的语音（规定：语音内容为自己的名字，以wav格式保存，如wql.wav），时间控制再2秒之内，利用MATLAB提供的函数wavread对语音信号进行采样，提供sound函数对语音信号进行回放。

[y,fs,nbits]=wavread(file),采样值放在向量y中，fs表示采样频率nbits表示采样位数。Wavread的更多用法请使用help命令自行查询。

2）语音信号的频谱分析

利用fft函数对信号进行频谱分析

3）受白噪声干扰的语音信号的产生与频谱分析

①白噪声的产生：

N1=sqrt（方差值）×randn(语音数据长度，2)（其中2表示2列，是由于双声道的原因）然后根据语音信号的频谱范围让白噪声信号通过一个带通滤波器得到一个带限的白噪声信号N2；

带通滤波器的冲激响应为：

hB（n）=c2

sinc(c2

(n))c1

sinc(c1

(n))其中ωc1为通带滤波器的下截止频率，ωc2为通带滤波器的上截止频率。其中下截止频率由每个人的语音信号的最高频率确定 滤波器的长度N由滤波器的过渡带确定，一般不宜太小（大于1000），α=（N-1）/2； ②信号y通过低通滤波器，得到信号为x1

低通滤波器的冲激响应为：

hL(n)c1sinc(c1

(n))其中的ωc1与上面的带通滤波器的下截止频率一致，滤波器的长度N也于上面的带通滤波器一致，α=（N-1）/2

③将N1加上x1得到一个受到噪声污染的声音信号

4）据语音信号的频带情况，设计FIR和IIR两种滤波器

5）用滤波器对受污染语音信号进行滤波

FIR滤波器fftfilt函数对信号进行滤波，IIR滤波器用filter函数对信号进行滤波

6）比较滤波前后信号的波形与频谱

7）回放滤波后的语音信号

4.实验数据及实验程序

实验数据

1）原始语音信号的时域波形和频谱图及语音信号的频带范围

2）带限白噪声信号的时域波形和幅频特性

3）受污染语音信号的时域波形和幅频谱图

4）滤波器的频响特性图

FIR滤波器的幅频响特性图

IIR滤波器的幅频响特性图

5）滤波后语音信号的时域波形和频谱图

6）滤波前后的语音信号时域波形对比图和幅频谱对比图

7）将实验的资料的电子文档交给班长（建立一个文件夹，里面包括：①实验报告的电子版；②采集的语音信号电子文件；③受污染的语音信号及滤波后的语音信号存在文件名为“姓名+学号.mat”文件的文件中）

实验程序：

1）实验主程序

2）FIR滤波器子程序

信号故障分析与处理 篇5

★ 高速DSP数据采集的信号完整性问题

★ 采用PCI9052及GP实现GPS信号采集

★ 基于DSP和光缆通信的远程高速数据采集及处理系统的设计与应用

★ 无线路由器信号增强超设置方法

★ 浅析人工湿地污水处理系统的处理机制与效果

★ 基于USB总线的实时数据采集系统设计与实现

★ 《郗超与谢玄不善》阅读答案

★ 生物医学信号处理实验与理论教学结合方法的探讨

★ 沉积盆地超压系统内油气的生成与保存

信号故障分析与处理 篇6

1 电源信号的故障分析

在一体化机车信号车载设备运行中, 需要由机车配电柜系统来提供直流的110V电源作为车载系统的电源, 因此在开机前, 需要检查电源输入的电压, 对于检查中发现的问题需要及时进行处理, 确保供电的正常性。电源信号故障是一体化机车信号车载设备中较为常见的故障, 由于该故障与一体化机车信号主要设备息息相关, 所以在具体分析时需要全面进行考虑。

通过观察主机电源板上指示灯的状态来对故障进行判断。当电源板上110V电源灯正常显示时, 则说明已正常对一体化车载信号设备系统进行供电。但当指示灯熄灭时, 则说明电源可能出现断线或是极性接反的可能, 无法正常为一体化车载信号设备系统进行供电。

当输入电源存在故障时, 则需要采取紧急的应对措施, 确保为一体化车载信号设备系统提供正常的电源供应。在电源故障发生时, 需要测量LX26和LX30航插, 当LX26航插带电而主机电源板相应的指示灯不亮的情况下, 则可以判断某个电源板上的保险丝存在故障, 需要通过检查并及时进行更换。但当电源板110V电源指示灯亮时, 而系统中A路或是B路不能正常工作的情况下, 则可考虑某路电源板存在故障。

2 输入信号系统的故障分析

在JT-C系列的机车信号系统中, 采用的是双路接收线圈, 即A路输入的信号会输入到A主机, 而B路输入的信号会输入到B主机, 而且任何一路有故障发生时, 系统都是给出相应的故障提示, 同时另一路接收线圈可以有效地确保系统正常的运行, 这种双路接收线圈形式有效地确保了输入信号系统运行的可靠性。

在双路接收线圈运行过程中, 其故障多以线圈断线、混线及同名端出现相位接反等现象为主。在具体的故障判断过程中, 可以根据JT-C系列的线圈技术标准来进行具体的测定。根据所测得的电压及阻值来对故障点进行有效的判断, 从而有效对故障进行排除。

当其中一路线圈存在短路故障时, 其所对应的信号灯会出现灭灯现象, 对于这类故障在进行判断时需要根据主机板上的下行指示灯的同时闪亮情况来做出具体的判断。而当同名端接反、线圈混线等情况存在时, 系统中两路都无法正常工作, 同时线圈内感应电压也无法达到规定的要求。

2.1 线圈的断线故障分析

在JT-C系列机车中, 其信号设备对于断线具有自动检查的功能, 一旦接受线圈存在断线故障, 则控制机车的信号输出灯会熄灭, 在断线情况发生后, 约一分钟左右的时间内机车的信号显示灯会熄灭, 同时主机小面板上下行的指示灯会呈现周期性的闪烁。而当主机板的故障报警或是断线报警故障发生时, 连接板上相对应的工作灯与正常灯都会熄灭, 但电源板上的动态电源灯则仍然保持点亮的状态。但当两路信号都是断线报警情况时, 信号系统显示灯会呈熄灭的状态。

2.2 线圈出现混线故障分析

切换过程中出现故障时, 可以考虑是否存在线圈混线的问题, 可以对线圈阻值进行测量, 当其阻值为0Ω时, 则可以判断为混线故障, 在对这类故障进行处理时其大体处理步骤可以参照线圈断线故障的处理步骤。两者在处理上基本相同。

2.3 线圈相位反故障分析

如在切换时发生不上码情况, 可以测量LX30端子的阻值, 当所测量的阻值数据处于正常范围, 但感应电压却与标准电压不符或是感应电压没有时, 则可以确定为线圈相位接反。在对这类故障进行解决时, 需要详细地对线圈的引出线进行检查, 对其标识进行辨别, 确保安装和标识的正确性。

3 控制信号系统的故障分析

3.1 I/II端的控制信号故障分析

I/II端的控制是系统外的直接控制, 一体化I或II端同时对I或II端的信号进行控制, I或II端的操作控制主要是由司机控制手柄进行操作, 即在X26 (10、11) 端输人。若在试验的状态时, 可将对X26 (10、11) 的操作切断至按钮操作。若出现此种故障时, 首先要对开关的位置进行确认, 确保操作位置正确, 其次操作开关时, 连接板继电器相应动作, 电源板I/II端指示灯的显示正确。

3.2 上下行的控制信号故障分析

上下行的控制识别是+50V, 连接板上有上下行双极性保持继电器, 保证上下行输入始终只有一种状态。对信号机的上下行开关操作控制, 相应信号电压进入主机, 同时连接板上对应的XX或者SX指示灯亮起, 在主机进行判断正确后, 给出上行或者下行的标识电压信号, 最后到显示系统。对此种故障进行判断分析时, 应注意上下行开关的控制位置, 确保XX和SX指示灯亮起的位置一致, 连接板上指示灯的控制是由上下行开关控制的, 而灯盒上上下行的标识由主机处理后输出控制。

3.3 主机内跳线的设置故障分析

信号制式的选择模式和灵敏度的短路线会在机车信号的主板上进行设置, 主机板只有选择了某模式, 才能对制式信号进行译码。而且机车信号在设置时, 只能固定的设置某一种接收模式的移频和UM71信号。一旦主机板内的模式在选择上出现了两种, 则会给主机板带来较大的损坏, 导致其不能译码或是死机现象的发生。对于这类故障在具体处理时, 首先需要对主机板的单机复位进行自检, 对主机板是否是单板进行自检观察, 在对故障进行确认时可以通过倒板来进行。两主机板同时进行复位自检时, 则需要对I/IISZ电缆以及灯盒内模式选择的部分进行仔细检查。

4 输出信息部分的故障分析

在输出信息系统中, 需要机车信号的主机接收到地面感应到的信号, 然后对输出灯位的速度等级进行译码, 同时将正确的信息传输给信号机和监控设备。一旦输出的信号存在问题, 则会对机车信号的主机带来严重的影响, 严重时还会导致死机现象的发生。而当信号机部分或是监控部分出现故障时, 对主机的反馈检查会大于35k V, 而信号机会熄灭, 主机复位。在对这类故障进行判断时, 通常会利用断线甩线的方法来对故障进行逐一排查。

5 结束语

通过对一体化机车信号车载设备的一些较为常见的故障进行分析, 可以对这些常见的故障状况进行了解, 从而根据实际运行情况采取切实有效的预防和应对措施, 不仅有效地降低故障的发生率, 而且在故障发生时还能够及时进行处理, 确保一体化机车信号车载设备能够安全、可行的运行。

参考文献

[1]邱宽民.JT-C系列机车信号车载系统[M].中国铁道出版社, 2007, 11 (14) .

[2]姚伟.一体化车载信号主机电路的改进探讨[J].科学时代, 2011, 10 (11) .

信号故障分析与处理 篇7

摘 要：在变电站远动系统中，存在着遥信误发、漏发以及发送报文异常、丢失、死机等现象，结合现场的工作实际，本文结合远动工作实际，对遥信故障产生原因进行了详尽的分析，并具体提出了相应的改进措施。

随着监控自动化系统在电力系统的广泛应用，大量变电站通过改造、扩建对监控系统提出了更高的要求，根据二次设备通信的特点，结合继电保护装置事故处理特点，对远动分站系统可能导致遥信信号误发、漏发等缺陷进行了全面的梳理分析，并结合实际工作中工作积累，比较有针对性的对遥信信号误发、漏发进行详进的分析，并有针对性的提出相应的改进措施。

关键词：遥信信号；故障分析；改进措施

1 遥信信号

变电站远动系统中，遥信信号是最直观的变电站状态量信息，遥信信号的正确显示对变电站的安全稳定运行至关重要，一般情况下，遥信信号分为遥信软信号（通讯线传输）和遥信硬信号（电缆传输），所以在针对两种不同信号的传输介质，处理故障的方法有所不同。

1.1 硬接点信号

下图为遥信硬信号的输入方式，图示位置左侧继电器接点闭合，回路导通，遥信信号通过电缆输入到测控遥信输入端子，经过光电耦隔离，测控装置中所对应的开入量发生变位，然后通过通讯线传到总控装置，通过通讯通道送到调度端。

1.2 软报文信号

这种报文遥信信号是通过保护装置软件通讯口，通讯线与远动装置直接进行通讯传输信号，一般采用的通讯线有同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、光缆等，通过一定的通讯规约，完成保护信号和远动通讯单元之间的通讯传输，软报文遥信的通讯方式如下图所示：

2 遥信的原因分析和改进

在远动系统中，所有的遥测信号都是通过设备的无源空接点接入测控装置通常包括断路器开关量、继电保护装置的出口信号、异常报警信号和非电气量信号。经过分析，导致遥信错误有下面几方面原因。

2.1 公共端电压偏低导致遥信误发和漏发

在远动系统中，公共端电压一般为直流24V、110V、220V，特别在一些设备比较老旧的变电站，遥信回路公共端采集电压为直流24V，在运行过程中随着设备的老化，较易导致误遥信的情况出现，经分析得出主要原因表现在以下方面：

①抗电磁干扰能力差

在旧变电站改造中发现二次遥信电缆未带屏蔽层，由于变电站的强电、强磁场环境的影响，信号电缆中会感应较强的干扰信号，如果公共端电压较低，若感应电压较高时，就会导致开入动作，从而导致遥信误发的情况出现。

②接触面氧化的干扰

由于青岛地区处于较湿润的区域，空气湿度较大，随着设备的使用年限增大，回路接触面就会产生氧化现象，并辅助触点接触电阻增大。如果变电站公共端电压仍采用24V电压，则不能击穿氧化层，则会导致无法反映遥信漏发的情况出现。因此，在随后的自动化改造和工程中应一律使用带屏蔽的控制电缆。

③改进措施

a.在变电站改造和施工过程中，尽量采用屏蔽铠装的电缆，避免电磁干扰的影响。

b.将遥信回路中公共端电压尽量直流220V，或是可采用将直流电压转 换装置，将直流220V电压降压成24V电压并加以光电隔离，以减少 强电磁场的影响。

c.变电站二次屏柜内加装加热回路，或者室内安装除湿设备，改善可能导致回路接触面氧化的发生。

2.2 二次系统自身原因导致误遥信

在设备的运行过程中，由于震动、老化等原因导致误遥信的发生。如：35kV女姑口变电站#1主变10kV开关弹簧未储能信号频繁动作复归，经检查由于断路器开关取自机构的辅助触点损坏，虚接的造成接触不良，在正常运行过程中出现了频繁抖动的异常现象。这种情况的出现主要是因为设备制造工艺和老化导致。

2.3 测控装置的防抖时间选择不合适

在 2015年春检中，青岛各变电站就曾出现遥信漏发现象，例如220kV崂空线带重合闸线路在线路发生瞬时故障动作时，调度监控端只收到保护动作、收不到开关分合闸信号，检查测控装置发现开关变位信号采集不全，有漏采现象，使用的装置为南瑞科技NSD200型测控，查看装置防抖时间为100ms，将防抖时间改为20ms后，经试验开关位置变位正确。在100ms的时间内，开关重合闸完成，分合闸信号动作复归时间小于100ms，未触发开入动作，从而导致漏遥信的发生。测控装置的防抖时间主要和继电器动作时间相关，根据一次设备选型的特点，一般青岛地区测控装置的防抖时间选择20ms为宜。

3 对报文的分析和改进

遥信信号是反映变电站设备的实际运行情况的状态量，实际工作中，特别是发生事故的瞬间，信息传输数据量很大，受传输方式的影响，传输报文容易出现错误、丢失的现象。在远动缺陷的统计中就有保护动作后调度保护信息上传不全的现象。我们可以通过遥信信号SOE和装置的信号变位来判断事故的情况，但由于受传输速率、设备运行工况等因素的影响，也会出现信号遗漏的情况，针对此类情况，可采取以下方法改进：

3.1 通讯方式的改进

传统变电站的通讯方式主要是串口通讯，对于总控装置，对下和对上均是串口通讯，传输速率较小，站内出现大量数据传输时，易导致数据丢失。目前，随着站内通讯采用网络化、光纤化趋势的推动，传输速率、传输质量、抗干扰能力明显增强。建议变电站改造过程中，将串口通讯方式转为网络通讯方式，提高通讯质量，减少遥信漏发的概率。

3.2 加大巡视力度，改善运行环境

装置的发热是导致装置自身老化的重要因素，也是装置不稳定运行的重要原因。从历年的缺陷汇总可以看出一些装置的死机或信号的漏发大部分都集中在夏季。同时灰尘对远动装置的影响也比较大，灰尘覆盖在装置板件上，以及导致散热不良或是绝缘降低等状况的出现。

①温度影响

远动总控装置必须保证实时运行，对设备的要求较高，经过长时间的运行，风扇的绕组会老化发生故障，从而可能导致电源短路烧坏总控电源或CPU过热致使总控运行不稳定；特别是夏天温度高，设备散热不畅极易导致死机、板件损毁等异常情况出现，据统计，2014年7月至10月，青岛地区12起总控异常故障，有9起是由于装置过热死机导致。因而采取保护室安装空调、排风装置可有效解决此类问题。

②灰尘影响

总控内的灰尘是导致总控运行不稳定的一个重要因素。在工作中应加强巡视，对容易积灰的总控的风扇、接线端子排进行定期清理，保证设备能够正常运行。

3.3 保护动作报告的清理

继电保护装置在安装调试或定检调试之后，应将装置中的事件记录进行清除。由于保护装置内存较小，对事件记录一般只有100条左右，如出现存满状况，就有可能导致保护动作过程中漏记录或是之前的动作记录被后面的记录冲掉的情况出现，非常不利于事故排查，清除保护装置的记录报告非常必要。

3.4 加强站内通信线选型以及敷设，增强抗干扰能力

在设备施工中，站内通信线的敷设及接线应符合抗干扰要求。尽量采用带有屏蔽层的通讯线，且做好接地措施，尽量避免与一次电缆的平行且要保持足够的距离。

4 结束语

信号故障分析与处理 篇8

PCVSAT单收站各类故障分析与处理

自 PCVSAT(Personal Computer Very SmallAperture Terminal)单收站投入运行以来,有效提高了基层台站的`预报业务现代化水平.作为地(市)级气象部门预报资料的主要接收渠道,其运行维护尤为重要.

作 者：符凤平Fu Fengping 作者单位：贵州省安顺市气象局,安顺,561000刊 名：气象科技 PKU英文刊名：METEOROLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：36(3)分类号：P4关键词：PCVSAT单收站 气象资料 故障处理

现代信号处理(信号分析) 篇9

1、编制信号生成程序，产生下述各序列，绘出它们的时域波形

1）单位抽样序列 (n)

2）矩形序列 RN(n)

3）三角波序列

n1,0n3x3(n)8n,4n7

0,其它

4)反三角波序列

4n,0n3x4(n)n3,4n7

0,其它

5）Gaussian序列

(np)

q,0n15x5(n)e

0,其它2

6）正弦序列

x6(n)sin16t

取 fs64Hz,N16

7）衰减正弦序列

(t)Aesin(2ft)u(t)对连续信号x70进行采样，可得到测试序列

x 7(n)Ae anTf 0 nT)sin(2u。令(n)A=50,采样周期T=1ms,即fs=1000Hz,f0=62.5,a=100。

2.对上述信号完成下列信号分析

1）对三角波序列x3(n)和反三角波序列x4(n)，作N=8点的FFT，观察比较它们的幅频特

性，说明它们有什么异同？绘出两序列及其它们的幅频特性曲线。at在x3(n)和x4(n)的尾部补零，作N=16点的FFT，观察它们的幅频特性发生了什么变化？

分析说明原因。

2)、观察高斯序列x5(n)，固定信号x5(n)中的参数p=8，令q分别等于2，4，8，观察它们的时域和幅频特性，了解当q取不同值时，对信号序列的时域幅频特性的影响；固定q=8，令p分别等于8，13，14，观察参数p变化对信号序列的时域及幅频特性的影响，观察p等于多少时，会发生明显的泄漏现象，混叠是否也随之出现？记录实验中观察到的现象，绘出相应的时域序列和幅频特性曲线。

3）对于正弦序列x4(n)，取数据长度N分别等于8，16，32，分别作N点FFT，观察它们的的时域和幅频特性，说明它们的差别，简要说明原因。

4)、观察衰减正弦序列x7(n)的时域和幅频特性，绘出幅频特性曲线，改变采样频率fs,使

fs=300Hz，观察此时的频谱的形状和谱峰出现位置？说明产生现象的原因。

3．设有一连续时间信号s(t),其由20Hz、220Hz和750Hz的正弦信号叠加而成，分析确定采样频率及数据分析长度，计算并绘出信号的频谱，指出各个频率份量。

你们先自己看一下Matlab的书，对照书上的例题仿真一下，多练习。

先给出信号分析部分的题目给你们，你们可以先做做，最好使用GUI，将所有的部分集成在一起。滤波器部分的题目开学后再给你们，如果Matlab熟练了，那部分做起来很快的。

如果题目中的公式看不到的话，可能是公式编辑器的版本问题，我采用的是公式编辑器5.2

卧车震纹故障分析与处理 篇10

【关 键 词】数控卧式车床；震纹；影响因素；故障处理

【中图分类号】TG519.1【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0214-01

一、概述

该设备主要用于机车、地铁驱动配件轴类、盘类零件加工（可达IT6精度）。其最大切削直径为630mm，最大切削长度为3000mm。

ST-130H数控卧车结构如图所示，其主要由床身、主轴箱、尾座、数控系统、电气系统、冷却系统、液压系统等组成。

1.1震纹的定义

震纹是工件表面沿母线方向有一条条直线痕迹，自工件横剖面来看，周边呈近似正弦波的曲线，如图1所示。

1.2 震纹的由来及特征

车削是利用刀片和工件之间的相对运动以去除工件表面多余的材料的加工过程。从被加工零件的形成过程可知，在车削加工时，车刀与工件之间存在着振动，将致使刀具与工件之间产生相对位移，改变了它们之间的正确关系，就会在加工表面留下震纹。

工件表面出现震纹最明显的特征就是车床进行车削加工时产生的进给量不规则；另外在机床静止状态下，用手触摸加工完的工件外表面，会感觉其表面有波浪起伏的波纹；再者用粉笔在工件外表面均匀涂抹，可以清晰地分辨出外圆表面纹路。由此可确认是震纹故障。

二、震纹故障的分析处理过程

2.1直波纹故障的分析

由上节可以知道震纹的产生主要是由于车刀片与工件之间的相对运动不正确所引起的，可能导致两者之间不正确相对运动主要因素在于机床、主轴箱、尾座、工件三个方面。

根据以往的维修经验，台湾乔福数控卧式车床加工工件出现震纹应考虑以下几个方面的因素：第一、床身水平问题；第二、机床尾座压力流量；第三、主轴轴承锁紧；第四、尾座主轴；第五、切削刀片；第六、其它可能的影响因素。

2.1.1检查机床水平

机床导轨是斜面导轨，60度，没有专用的角度平尺，不能直接较正水平。找来卡在刀盘上的专用平板，夹在刀盘任意一个刀具位置上，较出来的水平是刀盘的；此时，Z轴上下移支，水平无变化，可以确定Z轴方向水平没有问题，可作为床身水平。再较出横向水平，显示尾座高，移动X轴找N点较水平，总出数据显示尾高头低。在移动X轴时调出监控画面，X轴负载正常，从而排除X轴镶条负载过大的故障。调整横向水平，调到中间高，两头低，同时调整纵向水平，保证纵向的同时，横向水平中间位置高约0.02MM。

2.1.2调整机床尾座压力流量

考虑到在顶工件状态下，系统压力有可能不足，顶到工件后尾座有后退现象，说明尾座的液压锁紧块压力不够，调慢顶尖速度也就是间接地把流量分流液压锁紧块，但是顶尖工作压力不变（保持在4Mpa）。

2.1.3主轴轴承锁紧调整

在调整锁紧大螺母时，边调整边运转动主轴，保证不出现卡滞现象，稍微锁紧后重新紧固大螺母上的紧定螺钉。

2.1.4尾座主轴调整

拆下尾座主轴，更换角度轴承，型号：BS35/72/15.2RSZ P4A.UM，双列滚柱轴承：NN3014K/W33 P5.角度轴承有4个，装配方式是3正一反，更换为7207B/P5。角度由原来的85度该为现在的90度，加大轴向承受力。因为改轴承后，尾座主轴后面的轴承位置有变化，要加垫顶到轴承，不能有轴向窜动，并要保证下次维修时能方便拆卸。双列滚柱轴承 主要承受径向力，其预紧的好坏直接影响尾座的使用质量。预紧方式是调整前面的并帽和后面的并帽，前并帽用来压紧，后并帽可以退位置。

2.1.5更换车削刀片

把切削刀片由原来的R1.2更换至R0.8，试车时转速调到300左右，进给量调整为0.35.

2.1.6其它可能的影响因素

针对其它可能的影响因素，按照先机械后电气的故障处理顺序进行排查：使用百分表检查Z轴反向间隙，必要时可调整反向间隙补偿量No . 185，可以通过数控系统对机械间隙进行补偿；检查电机负载惯量比，可发现伺服电机负载过大，且越靠近主轴侧负载越大，排除切屑量过大或进给速度过快的影响，适当减小切屑量和进给速度，观察电机负载仍然较大，检查机械润滑情况，没有明显润滑不良状况，但是发现Z轴防护板变形，在Z轴运行到靠近主轴侧时，变形防护板挤压造成机械负载增大，机床爬行，调整防护板后Z轴抖动现象消失。

系统参数优化可改善因机械特性造成的故障现象，位置环伺服增益No .182，适当增大伺服增益可有效优化因动静摩擦系数差异引起机床爬行，所以在保证机床不会产生振动的情况下，尽量设置伺服增益为较大值，机床反应速度较快，跟随误差、定位误差和轮廓误差都能减小。

排除光栅故障的过程需将全闭环改为半闭环，现将步骤介绍一下：

1）将参数No.1815#1有关Z轴参数OPT改为“0”；

2）修改柔性传动比（No.2084/ No.2085），该参数可通过如下公式设定： n/m=电动机旋转1转时希望的脉冲数/电动机旋转1转时位置反馈的脉冲数=参考计数器容量（NO.1821）/1000000 （最小公约数）。

3）位置脉冲数No.2024=12500。

修改完成后，执行回零操作，再观察Z轴运行状态，如果振动消失可排除光栅故障可能，否则为光栅故障。

三、结论

在处理类似故障过程中可灵活应用，如在本例中，加工工件出现震纹是由于机床Z轴抖动引起的，抖动现象只出现在车轴靠近主轴部分，如果是反向间隙应该整个过程都会出现，在处理过程中，应全面仔细观察分析，判别故障点，快速准确地处理故障。

参考文献

信号故障分析与处理 篇11

模拟量输入(Analogy Input,AI)模块将接收到的模拟过程信号转化为数字格式信号。以西门子16位AI模块为例,将接收到的4～20mA的电流信号转换为0～27 648范围的十进制系统字,如果变送器出现断线或者短路故障,那么AI模块接收到的电流信号会超出4～20mA,此时的系统字会超出0～27 648,可以利用AI模块的这一特点进行断线/短路故障检测。

1 断线/短路故障分析

由于变送器的接线方式分为二线制、三线制以及四线制,出现断线或者短路故障时AI模块输出的系统字不同,因此针对断线或者短路故障的讨论可以分为以下3种。(1)

1.1 二线制接线形式

二线制变送器有两根外部接线,它们既是电源线,也是信号线,输出4～20mA电流,DC24V电源串接在回路中。二线制接线方式如图1所示,其中TC为AI模块中间处理及模数转换单元。如果变送器两端信号线(1)或者(2)断线时,AI模块输入电流为0;当变送器短路时,AI模块接收的电流信号大于20mA。

1.2 三线制接线形式

由于压缩机控制系统的三线制接线主要用于热电阻测温,故以PT100为例进行讨论。热电阻三线制接线方式如图2所示,其中TC为AI模块中间处理及模数转换单元。由于电阻测温信号一般通过电桥转换成电压信号进行测量[1],所以对此类输出系统字进行分析时可以将电阻信号转换成电压信号进行分析。当B或者b断线时,AI模块接收电压信号为0;当A断线时,AI模块接收电压信号等于电源电压;而当PT100短路时,AI模块接收电压信号为0。

1.3 四线制接线形式

四线制变送器有两根信号线和两根电源线,四线制接线方式如图3所示,其中TC为AI模块中间处理及模数转换单元。当变送器电源线(或独立于AI模块)(1)、(2)或者信号线(3)、(4)断线或者(3)、(4)短路时,AI模块输入电流均为0。

1.4 西门子300/400系列

对于电流型传感器,300系列的16位AI模块将输入4～20mA(量程范围0～100%)信号转换成的十进制系统字为0～27 648。在允许检测条件下最大系统字为32 767,对应电流值为22.96m A;当输入电流为1.185mA时,对应系统字为-4 864。当输入电流大于21.81mA(超出量程范围+17.6%)时,输出系统字为32 767;当输入电流小于1.185mA(超出量程范围-17.6%)时,系统字为-32 768。而400系列的16位AI模块,输入电流大于21.81mA(超出量程范围+17.6%)或者小于1.185mA(超出量程范围-17.6%)时,系统字均为32 767。西门子300/400系列16位AI模块输入电流与输出系统字转换关系如图4所示(1.185～22.81mA区间内,AI模块的输出系统字与电流成线性关系)。

图5所示为西门子300/400系列16位AI模块输入电压与输出系统字转换关系。与处理电流信号类似,当电压信号小于0.296V(超出量程范围-17.6%)时,300系列AI模块输出系统字为-32 768,而400系列AI模块输出系统字为32 767;当电压信号大于5.704V(超出量程范围+17.6%)时,两种AI模块输出系统字均为32767;且0.296～5.704V范围内,电压信号与输出系统字成线性关系。

根据以上分析,变送器接线方式不同,模拟量处理方式也不尽一样,对于西门子300/400系列AI模块内部处理方式不完全相同,所以在做压缩机系统断线/短路故障检测及处理时应区别对待。变送器二、三及四线制接线方式时断线/短路故障西门子300/400系列AI模块输出的系统字分别见表1、2。

为了更合理地对系统进行断线/短路故障检测及处理,减少因断线及短路造成的压缩机系统误停机,提高压缩机控制稳定性,以上分析结果应该经过现场试验验证。

2 断线/短路故障试验结果

整个试验在山西某钢铁厂电拖轴流压缩机控制系统以及陕西某钢铁集团汽拖轴流压缩机控制系统中进行,前者AI模块型号为16×16Bit(6ES7431-7QH00-0AB0),RI模块型号为8×16Bit RTD(6ES7 431-7KF10-0AB0);后者AI模块型号为16×16Bit(6ES7 331-7KF02-0AB0),RI模块型号为8×16Bit RTD(6ES7 331-7PF00-0AB0)。试验结果分别见表3、4。

比较表3、4的试验结果和表1、2的分析结果,基本一致,由此可知,西门子300/400系列AI模块内部处理不尽相同,但是在出现故障时,AI模块输出十进制系统字均为极值(32 767或者-327 68),所以在做断线/短路故障检测及处理时可以利用系统的这一特点。

3 断线/短路故障检测与处理方法

目前针对电流量系统断线/短路故障的一般检测方法是判断AI模块的输出系统字是否超出量程,即判断是否超出0～27 648。当系统字小于0或者大于27 648时,认为接线出现故障,即进行故障报警或故障保护,并提示相关操作人员检查线路。但是,这种处理方式欠妥,即当系统运行一段时间后,传感器输出的4～20mA信号可能偏离原来值,出现小于4mA或者大于20mA的情况,此时系统会出现误报警或者误保护,影响正常运行,同时也误导相关操作人员,降低操作人员对系统故障提示功能的信任度。一种改进方法是在0～27 648两端分别延伸一段系统字,例如-500～30 000。这种处理方式也存在不足之处,即在0～27 648两端延伸多少系统字才合适,难以量化。对于-500～30 000,对应电流变化范围为3.71～21.36mA(-1.8%～8.5%),这与4～20mA很接近,也容易产生误报警或者误保护。

根据西门子AI模块输出系统字的特点以及现场试验结果,其断线/短路故障的检测方法是判断系统字是否等于327 67或者-327 68,若满足条件,系统即进行报警或者保护。这种处理方式考虑了系统长时间运行后变送器输出信号的偏离情况,也充分运用了西门子AI模块内部的断线/短路故障处理方法,这样降低了压缩机控制系统误报警或者误保护概率,提高系统可靠性。

压缩机控制系统中,各种检测变量的作用不同,有些参与压缩机的停机控制,有些只用于监测。据此可以对不同的检测变量分别进行故障处理。对于参与压缩机停机控制的检测变量,变送器出现断线或者短路故障时,进行故障保护(保持故障前值,避免系统误停机)且报警(上位及报警器报警,提示相关人员检修);其他不参与压缩机停机控制的变量,可以只进行故障报警。表5给出某钢铁厂电拖轴流压缩机控制系统中需要进行故障保护的检测变量及选择原因,其他诸如润滑油供油压力、风机轴振动及轴位移等是由AI模块接收的数字信号参与压缩机停机控制,不在此故障检测及处理范围。

4 结束语

通过以上分析及现场结果,信号断线/短路故障报警或者保护是减少压缩机误停机的一种可行方法,对保证控制系统的安全运行具有重要意义。结合控制系统的诊断信息,对实现整个压缩机控制系统智能故障排查具有指导意义。

摘要：从变送器的接线方式出发,结合西门子模拟量输入模块的特点以及在现场电拖轴流压缩机、汽拖轴流压缩机控制系统中的试验结果,研究了控制系统模拟量输入信号的断线/短路故障检测及处理方法,降低了控制系统误报警或者误保护和压缩机误停机概率。

关键词：模拟量输入模块,断线/短路故障检测,误停机,系统字

参考文献