客专ZPW-2000A轨道电路

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1、客专ZPW 2000A轨道电路 客专ZPW 2000A轨道电路 设备构成 1 设备分为 室内和室外设备 2 室内设备包括 发送器 接收器 衰耗冗余控制器 包括 单频和双频 及防雷模拟电缆网络盘 3 室外设备包括 区间 调谐匹配单元 空芯线圈 机械绝缘节空芯线圈 补偿电 容和空扼流变压器等 站内 站内匹配单元 可带适配器的扼流变压器 适配器和补偿 电容等设备 客专ZPW 2000A轨道电路技术特点 客专ZPW 2000A轨道电路技术特点 接收器载频选择通过列控中心进行集中配置 发送器采用无接点的计算机编码方式 发送器由既有的N 1提高为1 1的备用模式 将既有ZPW 2000A轨道电路的调谐单元

2、和匹配单元整合为一个调谐匹配单元 优化了补偿电容的配置 采用25微法一种 不同的信号载频采用不同的补偿间距 补偿 电容采用了全密封工艺 加大了空心线圈的导线线径 从而提高了关键设备的安全容量要求 客专ZPW 2000A轨道电路系统带有监测和故障诊断功能 系统的状态修提供了技术支 持 站内采用与区间同制式的客专ZPW 2000A轨道电路 站内道岔区段的弯股采用与直股并联的一送一受轨道电路结构 轨道电路在大秦线站内 ZPW 2000A轨道电路的基础上 使道岔分支长度由小于等于30m延长到的160m 提高 了机车信号车载设备在站内使用的安全性 灵活性 方便了设计 站内ZPW 2000A轨 道电路结构

3、 发送器 发送器 工作原理 发送器 用于产生高精度 高稳定的移频信号源 采用双机热备冗 余方式 产生18种低频 8种载频的高精度 高稳定的移频信号 产生足够功率的移频信号 调整轨道电路 对移频信号进行自检测 故障时向监测维护主机发出报警 信息 发送器原理框图 发送器工作原 理 考虑故障 安全 电路中设置了读取光耦 控制光耦 由B 点送入方波信号 当 24V电源条件电源接通时 即可从 读取光耦 受光点A点获得与B点相同的方波信号送至CPU1 及CPU2 实现CAN地址及载频编码条件读取 控制光耦 与 读取光耦 的设置 实现了对电路元件故障 的动态检查 任一光耦的发光源 受光器发生短路或击穿 等故

4、障时 读取光耦 A点都得不到动态的交流信号 以此 实现故障 安全 发送器工作原理 另外 采用光电耦合器也实现了CAN地址及载频编码条件读 取电路与CPU等数字电路的隔离 CAN地址及载频编码条件读取时 为了消除干扰 采用 功 率 型电路 考虑到 故障 安全 原则 应将24V直流电源变换成交流 呈动态检测方式 并将CAN地址及载频编码控制电路与CPU 等数字电路有效隔离 如图2发送器CAN地址及载频编码条 件读取 发送器CAN地址及载频编 码条件读取 发送器工作 原理 列控中心根据轨道空闲 占用 条件及信号开放条件等进行 编码 通过通信接口板转发编码数据 载频 低频编码条件 通过CAND CAN

5、E总线分别送到CPU1 CPU2后 首先判 断该条件是否有效 条件有效时 CPU1通过查表得到该编 码条件所对应的上下边频数值 控制 移频发生器 产生移 频信号 并由CPU1进行自检 由CPU2进行互检 条件无 效时 将由CPU1 CPU2构成故障报警 为保证 故障 安全 CPU1 CPU2及用于 移频发生器 的 可编程逻辑器件 分别采用各自独立的时钟源 发送器工作 原理 经检测后 两个CPU各产生一个控制信号 经过 控制与门 将移频信号送至方波正弦变换器 方波正弦变换器是由可编程低通滤波器260集成芯片构成其 截止频率 同时满足对1700Hz 2000Hz 2300Hz 2600 Hz三次及

6、以上谐波的有效衰减 发送器工作 原理 功放电路对移频信 号进行放大 产生 具有足够功率的10 种电平等级的输出 电平级调整采用 外部接线方式调整 输出变压器变比 发送器工作 原理 发送器对编码条件的有效性 输出信号的幅度 载频 低频 进行回检 以直流电压方式输出自检结果 工程中通过驱动发送报警继电器 FBJ 作为发送故障后的 通道切断和冗余切换条件 两个CPU独立检测判断 共同驱动一个安全与门输出结果 发送器安全与门电路原 理图 发送器安全与门电路原 理 变压器B1将 来自CPU1方波 信号变化读出 经 整流桥1 整流及电容C1滤波 在负载电阻R0上产生一个独立的直流 电源 作为执行电路开关三

7、极管的基极偏置电源 来自CPU2方波 信号通过 光耦2 控制开关三极管偏置电 路 在 来自CPU1方波 来自CPU2方波 同时存在的条件下 通过变压器B2 整流桥2 整流及电容滤波使发送报警 继电器 FBJ 励磁 发送器工作灯点灯电路原理 及原理图 工作表示灯设置于发送 器内 与安全与门电路 整流桥2 及 电容C2 输 出侧连接 通过发送器 网罩所开的窗户 可以 非常直观的观察点灯状 况 发送器工作正常时 工 作表示灯点绿灯 发送器故障时 工作表 示灯点红灯 可能出现的 故障 为便于检修所对复杂数字电路的维修 每个CPU设置 了一个指导维修人员查找 设备故障的故障表示灯 根据其闪动状况 判断出

8、现 的故障点 具体含义如表所示 可能出现的故障 闪动次数 含义 可能的故障点 1 低频编码频编码无效 主发送器收不到同步帧 或收到无效低频编码 2功出电压检测故障 负载短路 功放电路故障 滤波电路故障 其它故障引起 3低频频率检测故障 时钟源故障 可编程逻辑器件故障 4上边频检测故障 时钟源故障 可编程逻辑器件故障 5下边频检测故障 时钟源故障 可编程逻辑器件故障 6载频编码无效 主发送器收不到同步帧 或收到无效载频编码 7CAND总线通信故障 CAND总线通信故障 线路故障或硬件故障 列控中心故障 无下传编码数据 通信接口板故障 无下传编码数据 收不到同步帧 或收到无效低频编码 载频编码 8

9、CANE总线通信故障 CANE总线通信故障 线路故障或硬件故障 列控中心故障 无下传编码数据 通信接口板故障 无下传编码数据 收不到同步帧 或收到无效低频编码 载频编码 为便于检修所对复杂数字电路的维修 每个CPU为每条总线 设置了一个CAN总线通信工作灯 根据其闪烁状况 判断 出现的故障点 通信正常时 通信工作灯闪烁 通信故障时 通信工作灯常亮或常灭 每个发送器设一个 工作表示灯 发送 器工作正常时亮绿 灯 故障时亮红灯 发送器正面视图 发送器底板插座视图 接收器 接收 器 接收器输入端及输出端均按双机并联运用设计 另一 台接收器构成双机并联运用系统 或称0 5 0 5 保证系 统的可靠工作

10、 用于对主轨道电路移频信号的解调 动作轨道继电器 实现与受电端相连接调谐区短小轨道电路移频信号的解调 给出短小轨道电路报警条件 并通过CAND及CANE总线送 至监测维护终端 检查轨道电路完好 减少分路死区长度 用接收门限控制实 现对BA断线的检查 接收器工作原 理 接收器采用两路独立的CPU处理单元 对输入的信号分别进行解调分析 满足继电器吸起条件时输出方波信号 输出至安全与门电路 与另一 台接收器的安全与门输出共同经过隔离电路 动作轨道继电器 A D为模数转换器 将输入的模拟信号转换成计算机能处理的数字信号 载频条件读取电路设定主机 并机载频条件 由CPU进行判决 确定接 收器的接收频率

11、同一载频 低频编码条件源 以反码的形式分别通过CAND CANE总 线送至CPU1及CPU2 CPU1 CPU2根据确定的载频编码条件 通过各 自识别 通信 比较确认一致 视为正常 不一致时 视为故障并报警 外部送进来的信号 分别经过主机 并机两路模数转换器转换成数字 信号 CPU1 CPU2对外部信号进行单独的运算 判决处理 表明接收 信号符合幅度 载频 低频要求时 就输出3kHz的方波 驱动安全与门 电路 安全与门电路收到两路方波后 转换成直流电压驱动继电器 如 果CPU1 CPU2的结果不一致 安全与门输出不能构成 则同时报警 电路中增加了安全与门的反馈检查 如果CPU1 CPU2有动态

12、输出 那 么安全与门就应该有直流输出 否则就认为安全与门故障 接收器进行 报警 如果接收器接收到的信号电压过低 则判为列车分路 安全与门电路将CPU1 CPU2输出的动态信号变成直流输出 驱动继电 器 或执行条件 接收器原理框图 接收器工作原理 接收器按双 机并联运用设 计 分为主 并两部分 由 两路独立的信 号输入 执行 条件输出 和CAN地址 及载频条件接 口 可协同处 理另一区段信 号 从而构成 互为热备的冗 余系统 接收器工作原 理 接收器接收到的信号符合幅度 载频 低频要求时 驱动 安全与门电路 由安全与门电路驱动轨道继电器 接收器安全与门电路与发送器的安全与门电路类似 接收器工作原

13、理 l工作表示灯设于接收器内 通过接收器网罩所开的窗户 可以非常直观的观察点灯状况 l接收器工作正常时 工作表 示灯亮绿灯 l接收器故障时 工作表示灯 点红灯 接收器工作灯点电路如图 l为便于检修所 对复杂数字电路 的维修 接收器 每个CPU设置了 一个指导维修人 员查找设备故障 表示灯 根据其 闪动状况 判断 出现的故障点 具体含义如右 表所示 闪动次数含义可能的故障点 1CPU故障 CPU内部RAM故障 RAM故障 2主机载频故障 载频输入条件没有或有两个及 以上 相应的光耦被击穿 3备机载频故障 载频输入条件没有或有两个及 以上 相应的光耦被击穿 4通信故障 两CPU输入条件或处理结果不

14、 一致 5CAND总线通信故障 CAND总线通信故障 线路故 障或硬件故障 列控中心故障 无下传编码数 据 通信盘故障 无下传编码数据 收不到同步帧 或收到无效载 频编码 6CANE总线通信故障 CANE总线通信故障 线路故 障或硬件故障 列控中心故障 无下传编码数 据 通信盘故障 无下传编码数据 收不到同步帧 或收到无效载 频编码 7CAND及CANE均故障 CAND及CANE总线通信故障 线路故障或硬件故障 列控中心故障 无下传编码数 据 通信盘故障 无下传编码数据 收不到同步帧 或收到无效载 频编码 8EPROM故障 9主轨主机安全与输出故障 该路安全与输出故障 10主轨备机安全与输出故

15、障 该路安全与输出故障 接收 器 接收器正面视图 接收器底板插座视图 单频衰耗冗余控制 器 单频衰耗冗余控制器面板及测试孔示意图 单频衰耗冗余控制器插座板底视图 双频衰耗冗余控 制器 双频衰耗冗余控 制器 功 能 内部有正方向继电器复示及反方向继电器复示 内部有主发送报警继电器及备发送报警继电器 实现双载频区段主轨道电路调整 含正向调整及反向调整 实现总功出电压切换 来自主发送器功出还是来自备发送 器功出 主发送器 备发送器发送报警条件的回采 面板上有主发送工作灯 备发送工作灯 接收工作灯 轨 道表示灯 正向指示灯及反向指示灯 主发送电源 备发送电源 主发送报警 备发送报警 功 出电压 功出电

16、流 接收电源 主机轨道继电器 并机轨 道继电器 轨道继电器 轨道信号输入 主轨道信号输出 双频衰耗冗余控制器 工作电路 双频衰耗冗余控制器面板及测试 孔示意图 双频衰耗冗余控制器插座板底视图 防雷电缆模拟网 络 功 能 对通过传输电缆引入室内雷电冲击的 防护 横向 纵向 通过0 25 0 5 1 2 2 2 2Km电缆模 拟网络 补偿实际SPT数字信号电缆 便于轨道电路调整 模拟一定长度电缆传输特性 与真实电缆共 同构成一个固定极限长度 由0 25km 0 5km 1km 2km 2km 4km共六节组成 通过 串联连接 可以构成10km以内的间隔为 0 25km的40种长度 使所有轨道电路不需要 根据所在位置和运行方向改变配置 序号代号用途 1 1 2设备侧接线端子 防雷 变压器初级 2 3 4防雷变压器次级 3 5 300 25 0 5 1 2 2 2 2Km电缆模拟网络 接线端子 4 31 32电缆侧接线端子 5 35防雷变压器接地端 室外设备 调谐匹配单元 PT 调谐部分实现相邻区段信号的 隔离和本区段信号的稳定输出 匹配部分实现钢轨阻抗和电缆 阻抗的匹配连接 以实现向钢 轨输