1．引言

根據鐵道部鐵路技規(guī)規(guī)定牽引變電所及電力配電所應配備模擬屏，模擬屏是變電所必備的設備，對變電所的人工倒置閘操作、檢修、安全運行起重要作用，目前路內的變電所模擬屏大多是簡易的模擬或無燈光指示，即使較先進模擬屏雖具有鑰匙閉鎖功能，但是，由于性能的不可靠，經常發(fā)生鑰匙彈不出來的故障；無自動功能，不能真實反應隔離開關和斷路器的分合狀態(tài)；人機界面不友好，需要記憶大量的編碼，也無顯示界面，操作不方便。因此，研制技術先進的智能模擬屏，盡可能用較少一次性投資最大滿足現(xiàn)場實際需要是必要的。本文介紹的是針對西康線研制的一種牽引變電所智能模擬屏。

2.工作原理及硬件電路

模擬屏的開關自動顯示信號采集取自變電所內的斷路器和隔離開關的實際狀態(tài)，并采用了光電隔離技術，從而增強了模擬屏對來自變電所室內外信號引入的干擾。單片機控制采用了三總線控制（DB、AB、CB）結構，25針總線輸出與89C52連接接口分別是：P0口作為地址線8位；P1口作為數據輸出線8 位；P2口作為輸入線8位；外加一根地線，這些線通過74HC245總線驅動輸出。

單片機AT89C52的T1中斷口作為外部鍵盤輸入，人機接口部分采用ZLG7289鍵盤智能控制芯片，該芯片具有串行接口，可同時驅動8位LED 數碼管，同時還可連接多達64鍵的鍵盤矩陣，可完成LED顯示，鍵盤接口的全部功能。P3口的RXD與TXD接通訊MAX232芯片，提供一個預留的 RS-232串行接口，可方便地與局域網連接或通過MODEM與電話線連接，以便將變電所的信息上傳到段生產調度，以便調度人員即時了解變電所的開關信息。此外，牽引變電所智能模擬屏采用的PC面板是一種新工藝，該工藝應用于微機保護裝置、智能儀表等設備的面板，該面板采用印刷電路板制作的光繪技術與絲網印刷工藝，將變電所主接線及其圖形符號印刷于PC面膜的反面，將按鍵開關、信號燈及電路隱藏于PC面膜后或其夾層中，從而達到既美觀大方又不易褪色，經久耐用。

牽引變電所智能模擬屏采用AT89C52單片機控制和監(jiān)視，具有良好的人機界面和通訊功能。研制的模擬屏能自動真實反映牽引變電所內所有的隔離開關和斷路器的分合狀態(tài)，為變電所值班人員提供一個完整的開關狀態(tài)信息，既直觀又真實。同時，該模擬屏具有單獨操作和倒閘操作兩種模擬操作方式，同時具有語音報警和提示。在單獨操作和倒閘操作兩種模擬操作方式下，可以通過模擬屏上的鍵盤和LED顯示器，在模擬屏上對變電所的斷路器和隔離開關進行單獨操作或模擬倒閘操作，在這兩種操作方式下，均可閉鎖和彈出鑰匙，當倒閘操作正確時，彈出相應的斷路器或隔離開關對應的開鎖鑰匙并扮有語音提示，若倒閘操作錯誤時，閉鎖相應的斷路器或隔離開關對應的開鎖鑰匙并扮有語音報警?？捎行У挠柧氉冸娭蛋嗳藛T的倒閘，考察對倒閘順序掌握的熟練程度，可有效地防止變電值班人員的誤操作，減少誤操作、預防事故具有重要作用。軟件結構框圖見圖1所示。

圖1模擬屏倒閘操作主程序框圖

3.可靠性措施

該裝置的技術難點在于解決信息傳遞過程中的抗干擾能力以及異常下AT89C52單片機死機的恢復。為了解決這些問題，提高裝置的可靠性，我們采用以下措施：

1).在裝置自動控制電路和AT89C52單片機控制驅動電路都采用了高可靠性TLP521-4光電耦合器件，使輸入回路與輸出回路在電氣上達到隔離，提高裝置的可靠性和抗干擾能力。

2).為克服在變電所強電磁干擾環(huán)境下以及在異常情況下單片機出現(xiàn)死機，保證單片機可靠工作，模擬屏單片機主控電路采用了當今流行的自恢復技術，在 AT89C52單片機主控電路主板上采用硬件看門狗X25043/5器件，該器件一直監(jiān)視單片機的工作，一旦單片機系統(tǒng)運行時常，該器件就自動使單片機恢復運行，從而使AT89C52單片機可靠地工作。

3).為檢測模擬屏上的信號燈是否可靠工作以及驅動電路工作是否正常，采用了自檢技術，在單片機上電時，先將模擬屏的信號指示燈全部置為紅色，然后再將其依次置為綠色，從而達到對模擬屏的信號指示燈進行自檢的目的。

4.牽引變電所智能模擬屏具有以下功能：

1).能自動真實地反映牽引變電所所有的隔離開關和斷路器的分、合狀態(tài)及運行方式，為變電所值班人員及管理人員提供一個完整的開關狀態(tài)信息，既直觀又真實。

2).操作靈活，具有單獨操作和倒閘操作兩種模擬操作方式。①、在單獨操作方式下，可單獨分合模擬屏上每臺斷路器和隔離開關；當操作正確時，則彈出相應的斷路器或隔離開關對應的開鎖鑰匙并拌有語音提示，若操作錯誤時，閉鎖相應的斷路器或隔離開關對應的開鎖鑰匙并拌有語音提示。

②、在倒閘操作方式下，可按照倒閘操作程序分合模擬屏上每臺斷路器和隔離開關；當倒閘操作正確時，則彈出相應的斷路器或隔離開關對應的開鎖鑰匙并拌有語音提示，若倒閘操作錯誤時，閉鎖相應的斷路器或隔離開關對應的開鎖鑰匙并拌有語音提示。

3).具有語音報警和提示。

4).在正常不進行開關分合閘的情況下，操作鑰匙無法取出。

5).具有RS232通迅囗，可隨時與局域網連接或通過MODEM與電話線連接,可以將變電所的信息上傳到段生產調度，以便管理人員及時了解變電所的設備實際狀態(tài)。

5.結束語

牽引變電所智能模擬屏比較直觀的顯示設備實際運行狀態(tài)，操作靈活，動作可靠，極大降低了運行人員的勞動強度，尤其在遠動情況下效果比較明顯?？蓱糜诂F(xiàn)場實際教學，減少職工培訓費用，解決脫產培訓與安全生產的矛盾，可防止變電值班人員的誤操作，為鐵路安全供電提供了良好保障。該設備已在西康線各牽引變電所運行兩年，運行可靠，功能棄全，得到良好反映，并通過鐵路局技術與產品鑒定，現(xiàn)已推廣應用于襄渝線和陽安線的牽引變電所中。

參考文獻

1. 薛鈞義，張彥斌，MCS—51/96系列單片微型計算機及其應用，西安交通大學出版社，1997。

2. 譚秀炳，劉想陽，交流電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)，西南交通大學出版社，2001