CN101683858B

CN101683858B - 转辙表示输入装置

Info

Publication number: CN101683858B
Application number: CN2009101476669A
Authority: CN
Inventors: 関貫造
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2009-06-11
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2029-06-11
Also published as: CN101683858A; JP4615043B2; JP2010076648A

Abstract

一种转辙表示输入装置，采用了不使用铁路信号专用有极继电器或延时用电容器等的电路结构，可以正确地输入判断以交流电压的一个极性的半波信号表示定位转换状态、以另一极性的半波信号表示反位转换状态且在转换时无输出的转换表示信号。在检查时，驱动继电器(CHK)以闭合其工作触点N，将向第1、第2核查输入电路的输入从转换表示信号切换为AC电源并使核查信号接通、断开。如果能够通过第1核查输入电路和第2核查输入电路确定对应核查信号接通、断开的输入信号的输出，则判定第1核查输入电路和第2核查输入电路均正常。转换表示信号的输出使继电器(CHK)停止、使其复原触点R闭合，以判定正常为条件，将其输入内容输出上位装置。

Description

转辙表示输入装置

技术领域

本发明涉及一种转辙表示输入装置，该装置输入转辙机的转换表示信号，并将其表示内容输出至上位装置。特别涉及能够以交流电压的一个极性的半波信号表示定位转换状态、以另一个极性的半波信号表示反位转换状态、在转换时无输出的转换表示信号的转辙表示输入装置。

背景技术

在车站内等地方确保列车安全运行的计算机联锁装置是从转辙机或信号机等远距离的现场设备输入表示其工作状态的信号，根据该设备的工作状态处理确保安全的逻辑。在这种计算机联锁装置中，采取了即使发生故障也不会因该故障使乘客陷于危险境地的故障导向安全措施。因此，将输入的表示转辙机转换状态的信号传输到上位装置计算机联锁的转辙表示输入装置，也被要求实现故障导向安全。

有一种类型的转换表示信号是以交流电压的一个极性的半波信号表示转辙机为定位转换状态、以交流电压另一极性的半波信号表示转辙机为反位转换状态。图4例举了采用这种转换表示信号的既有的转辙表示输入装置。

转换表示电路60具有二极管Z，当转辙机定位时，定位表示触点(NK)61、62闭合，反位表示触点(RK)63、64断开，在NK端子66-BX端子67之间，AC电源65交流电压的正半波作为定位表示信号输出。当转辙机为反位时，定位表示触点(NK)61、62断开，反位表示触点(RK)63、64闭合，在RK端子68-BX端子67之间，AC电源65交流电压的负半波作为反位表示信号输出。在转换时，定位表示信号与反位表示信号均不产生，故没有信号。

在转辙表示输入装置80中，输入电路由随定位表示信号(交流电压的正半波)动作的有极继电器(NKR)71、随反位表示信号(交流电压的负半波)动作的有极继电器(RKR)72、以及与这些有极继电器(NKR)71、(RKR)72分别并联的电容器(C)73、74等组成。如图5所示，电容器(C)73、74的作用是保持电压稳定，以便随正半波动作的有极继电器(NKR)71、或随负半波动作的有极继电器(RKR)72分别在下一半波达到之前的无信号期间不会复位。

转辙表示输入装置80由控制部81、第1照查输入电路82和第2照查输入电路83所构成。DC电源86和有极继电器(NKR)71的常开接点71n构成的串联电路与第1照查输入电路82的输入(NK端子84-COM端子85之间)相连。而DC电源86和有极继电器(RKR)72的常开接点72n构成的串联电路则与第2照查输入电路83的输入(RK端子87-COM端子85之间)相连。

第1照查输入电路82从控制部81的端子a2输入第1照查信号，仅在该第1照查信号为ON时，才将反映NK端子84-COM端子85之间输入状态的第1输出信号输出至控制部81的端子a1。同样，第2照查输入电路83从控制部81的端子b2输入第2照查信号，仅在该第2照查信号为ON时，才将反映RK端子87-COM端子85之间输入状态的第2输出信号输出到控制部81的端子b1。

控制部81在输入转辙机转换表示信号的表示内容时，分别以较短的周期反复接通、断开第1照查信号和第2照查信号，若对应第1照查信号的接通、断开信号输入到端子a1，则识别到转换表示电路60输出定位表示信号，若对应第2核查信号的接通、断开信号输入端子b1，则识别到转换表示电路60输出反位表示信号。并将表示该识别结果输出到上位的计算机联锁。

(1)核查输入电路是可确定对于直流输入信号没有高(High)侧固定故障的电路(例如，参见专利文献1)。在核查信号对应接通、断开的信号从第1核查输入电路输入时，控制部81识别触点71n闭合，在从第2核查输入电路83输入时，控制部81识别触点72n闭合。从这些识别可判定核查输入电路是正常的没有固定故障。当然，当核查输入电路输入的信号固定为ON时，判定该核查输入电路发生了高(High)侧固定故障。

(2)在有极继电器(NKR)71、(RKR)72中，使用了具有非对称故障特性(在工作状态下发生故障的危险侧故障极少的特性)的铁路信号专用继电器。

(3)由于有极继电器(NKR)71、(RKR)72具有当电流在线圈中从+向-流动时工作，但当施加逆极性的电压或施加交流电源时不工作而复原的特性，因此，即使在控制电缆W因某种原因混入交流电源的情况下，有极继电器(NKR)71、(RKR)72也不会作而是复原，转辙表示输入为“无”。

通过上述(1)～(3)，在图4的电路中，可确保输出到上位装置的表示信号的安全性。

[专利文献1]日本特开昭63-265765号公报

发明内容

但是，由于在图4所示的以往的电路中，使用了铁路信号专用有极继电器或延时用电容器，因此，存在电路大型化且造价高的问题。另外，还存在需要具备触点输入用直流电源的问题。

本发明的目的是解决上述问题而提供一种转辙表示输入装置，该装置虽然采用了没有使用铁路信号专用有极继电器或延时用电容器等的电路结构等，但仍能正确地输入判断以交流电压的一个极性的半波信号表示定位转换状态、以另一极性的半波信号表示反位转换状态，且在转换时无输出的转换表示信号。

为了达到上述目的本发明的要旨存在于以下各项发明中。

[1]转辙表示输入装置，该装置从转辙机的转换表示电路输入，以交流电源的一个极性的半波信号表示定位转换状态、以另一极性的半波信号表示反位转换状态、在转换时无输出的转换表示信号，并且，识别该转换表示信号的表示内容后，将其输出到上位装置，其特征在于，它包括：

第1核查输入电路，仅在输入了正极性信号的状态下，才输出对应核查信号的接通、断开的第1输出信号，

第2核查输入电路，仅在输入了负极性信号的状态下，才输出对应核查信号的接通、断开的第2输出信号，

选择部，输入上述转换表示信号和交流电压信号，并根据选择信号选择其中的一个，并将其输出至上述第1核查输入电路和上述第2核查输入电路，以及

控制部，在控制上述选择信号和上述核查信号的输出的同时，输入上述第1输出信号和上述第2输出信号，

上述控制部是输出指示上述交流电压信号选择的上述选择信号和反复接通、断开的上述核查信号，在其输出期间，如果上述第1输出信号和上述第2输出信号接通、断开，则判定上述第1核查输入电路和上述第2核查输入电路为正常，

输出指示上述转换表示信号的选择的上述选择信号和反复接通、断开的核查信号，根据在该输出期间输入的上述第1输出信号和上述第2输出信号，识别上述转换表示信号的表示内容。

在上述发明中，在判断时，将向第1、第2核查输入电路中的输入，从转换表示信号切换为交流电压信号，并使核查信号接通、断开。这时，如果在交流电压信号的正半波期间，从第1核查输入电路输出对应核查信号的接通、断开的第1输出信号，并且在交流电压信号的负半波期间，从第2核查输入电路输出对应核查信号的接通、断开的第2输出信号，则判定第1核查输入电路和第2核查输入电路正常无固定故障。另外，在输入转换表示信号的表示内容时，选择转换表示信号作为第1、第2核查输入电路的输入，使检查信号接通、断开。这时，如果输入与检查信号的接通、断开对应接通、断开的第1输出信号，则识别转换表示信号输出了正半波(例如定位表示信号)，如果输出与检查信号的接通、断开对应接通、断开的第2输出信号，则识别转换表示信号输出了负半波(例如反位表示信号)。

[2]根据[1]中记载的转辙表示输入装置，其特征在于：上述控制部在通过上述判断确定上述第1核查输入电路和上述第2核查输入电路正常的条件下，将上述识别的表示内容输出到上述上位装置。

在上面的发明中，以通过判断工作确认第1核查输入电路和第2核查输入电路正常为条件，将识别的转换表示信号的表示内容输出到上位装置。

[3]根据[1]或[2]中记载的转辙表示输入装置，其特征在于：上述控制部在上述转辙机的转换控制中进行上述判断。

在上述发明中，在转辙机的转换控制中，判定第1、第2核查输入电路的健全性，在转换结束后输入转换表示信号的表示内容。

[4]根据[1]或[2]中记载的转辙表示输入装置，其特征在于：上述控制部连续交替进行上述判断和上述识别。

在上述发明中，在输入(识别)转换表示信号的表示内容时，交替连续进行该识别和第1、第2核查输入电路的正常判断。例如，多次连续进行设定识别和判断的工作，仅在判断结果均正常并且识别结果相同的情况下，才进行将该识别结果作为有效识别输出到上位装置的工作。

本发明的有益效果：

根据本发明的转辙表示输入装置，由于以交流电压的一个极性的半波信号表示定位转换状态、以另一极性的半波信号表示反位转换状态且在转换时无输出的转换表示信号的电路结构中不使用铁路信号专用有极继电器或延时用电容器等，却可进行正确的输入判断，因此，可实现装置的小型化，提高装置的经济性、可靠性和安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的转辙表示输入装置等结构的电路图；

图2为本发明核查输入电路的结构实施例的电路图；

图3为本发明输入转换表示信号的表示内容时各部分波形的波形图；

图4为本发明以往使用的转辙表示输入装置的电路图；

图5为图4的电路中的各个部分波形的波形图。

符号说明：

10…转辙表示输入装置；11…控制部；12…第1核查输入电路；13…第2核查输入电路；14…继电器(CHK)14；14A…第1触点部；14B…第2触点部；16…NK端子；17…RK端子；18…BX端子；19…CX端子；31…控制信号；32…表示信号；33…第1核查信号；34…第2核查信号；35…第1输出信号；36…第2输出信号；41…(+)输入端子；42…(-)输入端子；43…输出端子；44…核查信号输入端子；60…转换表示电路；61、62…定位表示触点(NK)；63、64…反位表示触点(RK)；65…AC电源；66…NK端子；67…BX端子；68…RK端子90…变压器(T)；a1…第1输出信号的输入端子；a2…第1核查信号的输出端子；b1…第2输出信号的输入端子；b2…第2核查信号的输出端子；C1…继电器驱动信号的输出端子；C2…继电器驱动信号的输出端子；d…控制信号的输入端子；D1…二极管；e…表示信号的输出端子；P1…第1光电藕合器；P2…第2光电藕合器；R1…第1电阻器；R2…第2电阻器；R3…第3电阻器；W…控制电缆；Z…转换表示电路的二极管。

具体实施方式

下面，根据附图对本发明的实施例进行说明。

图1本发明实施例的转辙表示输入装置10及其周边电路。转换表示电路60与图4所示相同，带有二极管Z，当转辙机定位时，定位表示触点(NK)61、62闭合，反位表示触点(RK)63、64断开，从AC电源65的交流电压的正半波作为定位表示信号输出到NK端子66-BX端子67之间。另外，当转辙机为反位时，定位表示触点(NK)61、62断开，反位表示触点(RK)63、64闭合，从AC电源65的交流电压的负半波作为反位表示信号输出到RK端子68-BX端子67之间。在转换时，定位表示信号、反位表示信号均不产生，故没有信号(无输出)。

转辙表示输入装置10是将转换表示电路60输出的转换表示信号输入，以识别其表示内容，并将表示该识别的表示内容的表示信号32输出到上位装置(电子联锁装置)。转辙表示输入装置10由控制部11、第1核查输入电路12、第2核查输入电路13和继电器(CHK)14构成。控制部11由以安全CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随即存取存储器)等为主要部分的电路构成。输入控制部11的端子d中，从上位装置的电子联锁装置，输入表示与转辙机转换控制相关的指示内容的控制信号31，表示信号32从控制部11的端子e向上位装置输送。

转辙表示输入装置10设有NK端子16、RK端子17、BX端子18和CX端子19。NK端子16分别通过控制电缆W，与转换表示电路60的NK端子66，RK端子17与转换表示电路60的RK端子68，BX端子18与转换表示电路60的BX端子67连接。另外，使AC电源65与变压器(T)90的一次侧相连，变压器(T)90的二次侧的一侧连接到BX端子18(图中，与BX端子相连的控制电缆的中部)，另一侧连接到转辙表示输入装置10的CX端子19。

在转辙表示输入装置10内部，NK端子16与继电器(CHK)14的第1触点部14A的复原触点R连接。RK端子17与继电器(CHK)14的第2触点部14B的复原触点R连接。BX端子18分别与继电器(CHK)14的第1触点部14A的工作触点N和第2触点部14B的工作触点N连接。使继电器(CHK)14的第1触点部14A的通用触点C与第1核查输入电路12的(+)输入相连，使第2触点部14B的通用触点C与第2核查输入电路13的(-)输入相连。使CX端子19分别与第1核查输入电路12的(-)输入和第2核查输入电路13的(+)输入相连。

控制部11分别从端子a2将第1核查信号33输出到第1核查输入电路12的核查信号输入中，从端子b2将第2核查信号34输出到第2核查输入电路13的核查信号输入中。将第1核查输入电路12输出的第1输出信号35输入在控制部11的端子a 1中，将第2核查输入电路13输出的第2输出信号36输入在控制部11的端子b1中。另外，继电器(CHK)14的线圈连接在控制部11的端子C1至端子C2之间，并在这些端子C1、C2之间通过从控制部11输出的驱动信号驱动。继电器(CHK)14起到究竟是将转换表示信号输入在第1、第2核查输入电路12、13中，还是将从变压器(T)90的交流电压信号输入在第1、第2核查输入电路12、13中的切换选择部的作用。

第1核查输入电路12是仅在从控制部11的端子a2输入的第1核查信号33为ON时，才输出反映输入的第1输出信号35的电路。同样，第2核查输入电路13是仅在从控制部11的端子b2输入的第2核查信号34为ON时，才将反映输入的第2输出信号36输出的电路。

图2显示了第1核查输入电路12的一个例子。第1核查输入电路12是在(+)输入端子41和(-)输入端子42之间串联连接第1电阻器R1和第3电阻器R3。而且，将第2电阻器R2、第1光电藕合器P1的光电二极管、第2光电藕合器P2的光电晶体管沿正向串联连接的电路与该第3电阻器R3并联。在第1光电藕合器P1的光电二极管的阳极和第2光电藕合器P2的光电晶体管的发射极之间，连接阻止反向电流用的二极管D1。第2光电藕合器P2的光电二极管的阳极通过电阻器连接到+5V上，将阴极与核查信号输入端子44相连。将第1光电藕合器P1的光电晶体管的发射极接地，将集电极与输出信号的输出端子43相连。第2核查输入电路13也采用相同的结构，故说明省略。

在(+)输入端子41和(-)输入端子42之间施加正向直流电压的状态下，若将接通、断开核查信号输入核查信号输入端子44，则对应该核查信号的接通、断开的第2光电藕合器P2接通、断开，而且，与该接通、断开对应的第1光电藕合器P1也接通、断开，将与输入的核查信号的接通、断开对应的接通、断开的输出信号从输出端子43输出。

在使核查信号接通、断开的情况下，如果从输出端子43连续地输出输出信号，则能判定高(High)侧的固定故障发生。在使核查信号接通、断开的情况下，输出信号未从输出端子43输出的原因在于低(Low)侧的固定故障和在(+)输入端子41和(-)输入端子42之间未施加正向直流电流，对于该电路无法判定低(Low)侧的固定故障。在使核查信号接通、断开的情况下，如果从输出端子43输出与该接通、断开对应的输出信号，则在(+)输入端子41和(-)输入端子42之间施加了正向电压，并且确定高(Hi gh)侧、低(Low)侧均未发生固定故障。

下面，对转辙表示输入装置10的工作进行说明。

控制部11进行判断第1、第2核查输入电路12、13是否正常的判断工作和输入，并识别转换表示电路60输出的转换表示信号的表示内容的输入的输入工作(认定工作)。

在判断工作中，控制部11驱动继电器(CHK)14，使继电器(CHK)14的第1触点部14A和第2触点部14B的各个工作触点N闭合，将变压器(T)90的交流电压信号输入第1核查输入电路12和第2核查输入电路13的状态形成。在该状态下，控制部11输出以短周期反复接通、断开的第1核查信号33和第2核查信号34。这时，如果确定在交流电压信号的正半波期间，输入与第1核查信号33的接通、断开对应的接通、断开的第1输出信号35，则判定第1核查输入电路12正常(无固定故障)。具体来说，当第1输出信号35反复进行的变化时“在交流电压信号的大致半个周期的时间内接通、断开之后，断开固定大约持续半个周期时间”，就判定第1核查输入电路12处于正常(无固定故障)。

另外，如果确定在交流电压信号的负半波期间输入与第2核查信号34的接通、断开对应的接通、断开的第2输出信号36，则判定第2核查输入电路13处于正常(无固定故障)。具体来说，当第2输出信号36反复进行的变化时“在交流电压信号的半个周期的时间接通、断开之后，断开固定持续半个周期的时间”，判定第2核查输入电路13处于正常(无固定故障)。如果第1核查输入电路12和第2核查输入电路13双方均正常，则最终判定为正常。

控制部11，例如：根据从上位装置输入的控制信号31识别进行转换控制的时间段，在转换控制中进行上述判断工作。之后，当判定第1、第2核查输入电路12、13均正常时，将继电器(CHK)14的驱动停止并使之复原，在转换结束后进行转换表示信号的输入工作。转换结束，例如：可通过从转换控制开始预先设定的转换所需时间的经过来判断，也可通过监视转辙机的电机电流，当电流切断时则确定转换结束。

控制部11在进行读取转换表示电路60输出的转换表示信号的表示内容的输入工作时，停止继电器(CHK)14的驱动，使继电器(CHK)14的第1触点部14A和第2触点部14B的各复原触点R闭合。因此，将来自转换表示电路60的定位表示信号(交流电压信号的正半波)输入第1核查输入电路12、将反位表示信号(交流电压信号的负半波)输入第2核查输入电路13的状态形成。

在该状态下，控制部11输出以短周期反复接通、断开的第1核查信号33和第2核查信号34。这时，如果在交流电压信号的正半波期间输入，与第1核查信号33的接通、断开对应的接通、断开的第1输出信号35，并且第2输出信号36为断开固定，则识别为存在定位信号的输入。另一方面，如果在交流电压信号的负半波期间输入，与第2核查信号34的接通、断开对应的接通、断开的第2输出信号36，并且第1输出信号35为断开固定，则识别为存在反位信号的输入。

图3显示输入转换表示信号的表示内容时各部分的波形。该图显示了定位的情况。在转辙机最终转换为定位的情况下，AC电源65的正半周期信号通过未示出的光电藕合器等转换为数字信号，形成矩形的定位表示信号并将其输入第1核查输入电路12。以短周期反复接通(1)、断开(0)的第1核查信号33对该定位表示信号进行采样，将获得的第1输出信号35输入控制部11的端子a1。如果第1输出信号35的接通(1)在规定数(例如，在半个周期期间第1输出信号35接通、断开次数的一半)以上，随即第1输出信号35的连续断开(0)的时间段大于与规定数相当的时间，则控制部11判定为AC电源65的正半周期信号，使输入有无判定＝“有”。例如，如果输入有无判定＝“有”连续两次，则确定存在定位的输入。反位表示信号情况也相同，故省略了对其的说明。

在转换控制时进行的判断工作的判断结果为正常的条件下，控制部11以转换结束后进行的输入工作，将表示获得的转换表示信号输入内容的表示信号32输出到上位装置。

如果不进行判断工作的第1、第2核查输入电路12、13的故障诊断，则假设在转辙机还未结束转换的状态下，通过控制电缆W的混触等，将AC电源65的交流电压信号输入第1、第2核查输入电路12、13。在这种情况下，如果定位侧的第1核查输入电路12存在低(Low)固定故障，则恰好会作出仅另一个正常的反位侧的第2核查输入电路13中存在输入的错误判断，并在电子联锁系统上位装置上表示输入反位转换的表示信号32，恐怕会造成列车脱轨、相撞等重大事故。在本实施例的转辙表示输入装置10中，通过判断工作确定第1核查输入电路12和第2核查输入电路13正常(健全性)的条件下，将通过输入工作识别的表示内容表示的表示信号32输出到上位装置，因此可防止上述错误判断。

当然，进行判断工作的时机并不局限于转换控制中，也可在转换结束后进行。例如，在转换结束后连续反复交替进行输入工作和判断工作。通过连续交替进行输入工作和判断工作，在判断工作与判断工作之间以进行的输入工作，提高对获得的输入内容的可靠性。例如，只有在反复进行的所有判断工作均判定为正常时，将输入内容通知上位装置的结构才行。

另外，由于存在转换控制一天仅进行几次的情况，因此，也可采用不管有没有转换控制，在转换待机中的任意时间适当进行判断工作，以构成发现异常也行。

上面，虽然通过附图对本发明的实施形式进行了详细说明，但是，具体的结构并不局限于在实施形式中所示的内容，在不脱离本发明的要旨的范围内进行的变化或增加也包含在本发明中。

例如，第1、第2核查输入电路12、13并不局限于图2所示的结构，也可采用具有仅在核查信号为ON时才将输入反映到输出功能的任意核查电路。

在转换控制中进行判定动作的情况下，继电器(CHK)14也可兼用作控制转辙机的转换的继电器。

Claims

1.一种转辙表示输入装置，该装置从转辙机的转换表示电路输入以交流电源的一个极性的半波信号表示定位转换状态、以另一极性的半波信号表示反位转换状态、在转换时无输出的转换表示信号，并且识别该转换表示信号的表示内容后将其输出到上位装置，其特征在于，它包括：

第1核查输入电路，仅在输入了正极性信号的状态下，才输出对应核查信号的接通断开的第1输出信号，

第2核查输入电路，其仅在输入了负极性信号的状态下，才输出对应核查信号的接通断开的第2输出信号，

上述控制部输出指示上述交流电压信号选择的上述选择信号和反复接通断开的上述核查信号，在其输出期间，如果上述第1输出信号和上述第2输出信号接通断开，则判定上述第1核查输入电路和上述第2核查输入电路为正常，

输出指示上述转换表示信号选择的上述选择信号和反复接通断开的核查信号，根据在该输出期间输入的上述第1输出信号和上述第2输出信号，识别上述转换表示信号的表示内容。

2.根据权利要求1所述的转辙表示输入装置，其特征在于：上述控制部在通过上述判定确定上述第1核查输入电路和上述第2核查输入电路正常的条件下，将上述识别的表示内容输出到上述上位装置。

3.根据权利要求1或2所述的转辙表示输入装置，其特征在于：上述控制部在上述转辙机的转换控制中进行上述判定。

4.根据权利要求1或2所述的转辙表示输入装置，其特征在于：上述控制部连续交替进行上述判定和上述识别。