CN107891884A - 全电子道岔位置检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全电子道岔位置检测装置，包括110VAC参考信号线路、定位检测电路、反位检测电路以及均连接有正向驱动电路和负向驱动电路的定位表示继电器和反位表示继电器，所述110VAC参考信号线路包括与转辙机连接的线路X1、X2、X3、X4、X5，所述定位检测电路与线路X2和X4连接，所述线路X4上设有二极管，所述反位检测电路与线路X3和X5连接，所述线路X5上设有二极管，所述线路X1与火线连接，所述正向驱动电路与第一处理器连接，所述负向驱动电路与第二处理器连接，所述定位表示继电器、反位表示继电器均与第一处理器和第二处理器连接。本发明通过与外部转辙机和二极管的结合实现对位置信号的检测，电路结构简单。

Description

全电子道岔位置检测装置

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及转辙机。

背景技术

转辙机是应用于轨道交通中的一种重要执行设备，用于扳动道岔转换锁闭道岔尖轨或心轨，表示监督联锁区内道岔尖轨或心轨的位置和状态。在转辙机过流或者扳动道岔到位后切断转辙机的驱动电源，转辙机模块进入表示回路，上传采集到的道岔位置状态，如果出现道岔未锁闭的情况则及时报警并导向安全侧。

转辙机的操作方式有电动和手动两种方式。设备正常时采用电动方式通过道岔控制器进行统一控制实现转辙机的定、反位驱动；当停电或转辙机故障以及相应的轨道电路故障时，通过手摇方式转换道岔。电动控制时，五线制交流转辙机为例，当需要驱动转辙机转动时，道岔控制系统会输出两个控制信号，一个用于控制转动方向，另一个用于控制驱动转辙机的三相电源输出。这两个信号先经过核心处理模块，再到执行输出模块，最后到转辙机控制模块。转辙机控制模块输出三相电后，转辙机开始转动扳道岔，当检测到电流过大后，道岔控制系统切断驱动电源，转辙机停止转动。然后道岔控制系统采集到驱动输出已经切断的状态，下发切换到表示回路的命令，最后输入到转辙机控制模块，完成驱动回路向表示回路的切换。通过采集到的特定信号判断究竟是道岔到位还是转辙机堵转，这个特定信号是系统产生的。如果是转辙机堵转，就上报并导向安全侧。采集状态上报的过程也是如驱动命令下发的过程一样，需要经过转辙机控制模块，执行输入模块，核心处理模块。

现有的道岔位置检测技术存在以下几个缺陷：

1.转辙机驱动和道岔位置采集电路中使用的特定信号需要专门电路产生，增加电路的复杂度，也需要保证信号的可靠性；

2.转辙机的驱动信号和道岔位置采集链路较长，需要经过多个模块(转辙机控制模块，执行输入模块，核心处理模块)才能完成判断；

3.道岔控制系统的机柜结构比较庞大，占用空间大，硬件成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种全电子道岔位置检测装置，简化电路，提高可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：全电子道岔位置检测装置，包括110VAC信号线路、定位检测电路、反位检测电路以及均连接有正向驱动电路和负向驱动电路的定位表示继电器和反位表示继电器，所述110VAC信号线路包括与转辙机连接的线路X1、X2、X3、X4、X5，所述定位检测电路与线路X2和X4连接，所述线路X4上设有二极管，所述反位检测电路与线路X3和X5连接，所述线路X5上设有二极管，所述线路X1与火线连接，所述正向驱动电路与第一处理器连接，所述负向驱动电路与第二处理器连接，所述定位表示继电器、反位表示继电器均与第一处理器和第二处理器连接。

优选的，与定位表示继电器连接的正向驱动电路包括电子开关、反位表示继电器的一个常闭接点以及两个驱动继电器串联的一组常闭接点，与定位表示继电器连接的负向驱动电路包括电子开关,与反位表示继电器连接的正向驱动电路包括电子开关、定位表示继电器的一个常闭接点以及两个驱动继电器串联的一组常闭接点，与反位表示继电器连接的负向驱动电路包括电子开关。

优选的，所述第一处理器和第二处理器在驱动定位表示继电器、反位表示继电器时分别检测正向驱动电路和负向驱动电路的电子开关状态，并在电子开关发生粘连时上报给平台。

优选的，所述第一处理器和第二处理器一直对定位表示继电器、反位表示继电器的常闭接点进行检测，并在常闭接点发生粘连断不开时上报给平台。

优选的，所述定位检测电路、反位检测电路设有限流元件和过零比较元件，经过定位检测电路/反位检测电路的正负半波信号通过限流和过零比较得到方波信号，并提供给第一处理器和第二处理器作为道岔位置的检测信号。

优选的，所述第一处理器和第二处理器将定位检测电路或者反位检测电路采集的信号和110VAC经过限流、过零比较得到的参考信号对比，一致则判断道岔处于定位或者反位，否则上报故障给联锁系统。

优选的，所述第一处理器和第二处理器采用异构设计。

优选的，所述正向驱动电路和负向驱动电路的电源为24V，且正向驱动电路连接电源的正极，负向驱动电路连接电源的负极。

本发明采用上述技术方案。其有益效果为：

双通道的处理器异构：提高处理效率，并保证电路的可靠性，降低共因失效的可能性；

电路结构互斥：正向驱动电路不仅保证驱动回路和表示回路互斥，也保证定位表示回路和反位表示回路互斥，从而保证三者两两互斥；

继电器拓扑简单：通过四个SR6安全继电器结合两个异构的处理器实现转辙机驱动和道岔位置表示的功能，最大限度减少继电器数量。

定位和反位检测电路简单：通过与外部转辙机和二极管的结合实现对位置信号的检测，内部的检测电路各增加一个二极管，同时利用110VAC经过限流、过零比较得到的参考信号就可以正确得完成正负半波的检测。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种全电子道岔位置检测装置，包括110VAC信号线路、定位检测电路、反位检测电路以及均连接有正向驱动电路和负向驱动电路的定位表示继电器和反位表示继电器，所述110VAC信号线路包括与转辙机连接的线路X1、X2、X3、X4、X5，所述定位检测电路与线路X2和X4连接，所述线路X4上设有二极管，所述反位检测电路与线路X3和X5连接，所述线路X5上设有二极管，所述线路X1与火线连接，所述正向驱动电路与第一处理器连接，所述负向驱动电路与第二处理器连接，所述定位表示继电器、反位表示继电器均与第一处理器和第二处理器连接。

110VAC信号线路是由220VAC经过变压器降压而来用于检测道岔位置的线路,。所述定位检测电路、反位检测电路设有限流元件和过零比较元件，经过定位检测电路/反位检测电路的正负半波信号通过限流和过零比较得到方波信号，并提供给第一处理器和第二处理器作为道岔位置的检测信号。当然，110VAC信号也会经过通过限流和过零比较得到方波信号，作为参考信号，具体处理电路未在图1中示意，所述第一处理器和第二处理器将定位检测电路或者反位检测电路采集的信号和110VAC经过限流、过零比较得到的参考信号对比，一致则判断道岔处于定位或者反位，否则上报故障给联锁系统。

正向驱动电路和反向驱动电路的作用是共同作用驱动定位表示继电器或者反位表示继电器。其中，在本实施例中，所述正向驱动电路和负向驱动电路的电源为24V。正向驱动电路连接电源的正极，负向驱动电路连接电源的负极。当然，本领域技术人员可以理解的是，电源的电压不限于24V。定位表示继电器正向驱动电路包括电子开关、反位表示继电器的一个常闭接点以及两个驱动继电器串联的一组常闭接点，所述定位表示继电器负向驱动电路包括电子开关、反位表示继电器正向驱动电路包括电子开关、定位表示继电器的一个常闭接点以及两个驱动继电器串联的一组常闭接点，反位表示继电器负向驱动电路包括电子开关。每个部分均可认为是一个开关，诸如电子开关、常闭接点，为24V电源形成通路提供条件。

转辙机的驱动和道岔的表示共有四个SR6安全继电器，包括图1中的定位表示继电器和反位表示继电器，另外两个安全继电器未显示在图1中，正向驱动电路和负向驱动电路与另外两个安全继电器有关，使用到另外两个安全继电器其中各一个常闭接点，即上述的两个驱动继电器。

正向驱动电路不仅保证驱动回路和表示回路互斥，也保证定位表示回路和反位表示回路互斥，从而保证三者两两互斥，互斥就是利用继电器的常闭接点相互串接，保证定位表示继电器、反位表示继电器和两个驱动转辙机的SR6安全继电器不会同时吸起。

转辙机控制模块完成驱动操作后，两个驱动继电器落下，第一处理器MCU1和第二处理器MCU2分别发出指令使相应的表示继电器吸合。

如果之前是定位操作，MCU1和MCU2分别发出对应的指令，24V+通过正向驱动电路，24V-通过负向驱动电路，那么定位表示继电器SR6_1吸起。110VAC的正半波就可以经过定位检测电路，经由线路X2(因为D1不能经过X4)，经过转辙机内部线路回到X1；110VAC的负半波就可以经过X1，经过转辙机内部线路回到X4(因为转辙机控制模块外部的二极管不能经过X2)，再经过定位检测电路；这样MCU1和MCU2就可以分别根据采集的信号并参考110VAC经过限流、过零比较得到的参考信号判断道岔此时是否处于定位，如果判断不是处于定位立即报警上传联锁系统。

反之，之前是反位操作，MCU1和MCU2分别发出对应的指令，24V+通过正向驱动电路，24V-通过负向驱动电路，那么反位表示继电器SR6_2吸起。110VAC的正半波就可以经过反位检测电路，经由二极管的蓝色线路X5(因为转辙机控制模块外部的二极管不能经过X3)，经过转辙机内部线路回到X1；110VAC的负半波就可以经过X1，经过转辙机内部线路回到X3(因为D1不能经过X5)，再经过定位检测电路；这样MCU1和MCU2就可以分别根据采集的信号并参考110VAC经过限流、过零比较得到的参考信号判断道岔此时是否处于反位，如果判断不是处于反位立即报警上传联锁系统。

所述第一处理器和第二处理器在驱动定位表示继电器、反位表示继电器时分别检测正向驱动电路和负向驱动电路的电子开关状态，并在电子开关发生粘连时上报给平台。所述第一处理器和第二处理器一直对定位表示继电器、反位表示继电器的常闭接点进行检测，并在常闭接点发生粘连断不开时上报给平台。

另外，所述第一处理器和第二处理器采用异构设计。根据实际设计需求，从X86，PowerPC、ARM、MIPS中选择处理器，实现处理器异构设计。两个异构处理器组成的双通道电路，提高处理效率，并保证电路的可靠性，降低共因失效的可能性，提高转辙机模块检测道岔位置的可靠性。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。

Claims (8)

1.全电子道岔位置检测装置，其特征在于，包括110VAC信号线路、定位检测电路、反位检测电路以及均连接有正向驱动电路和负向驱动电路的定位表示继电器和反位表示继电器，所述110VAC信号线路包括与转辙机连接的线路X1、X2、X3、X4、X5，所述定位检测电路与线路X2和X4连接，所述线路X4上设有二极管，所述反位检测电路与线路X3和X5连接，所述线路X5上设有二极管，所述线路X1与火线连接，所述正向驱动电路与第一处理器连接，所述负向驱动电路与第二处理器连接，所述定位表示继电器、反位表示继电器均与第一处理器和第二处理器连接。

2.根据权利要求1所述的全电子道岔位置检测装置，其特征在于，与定位表示继电器连接的正向驱动电路包括电子开关、反位表示继电器的一个常闭接点以及两个驱动继电器串联的一组常闭接点，与定位表示继电器连接的负向驱动电路包括电子开关,与反位表示继电器连接的正向驱动电路包括电子开关、定位表示继电器的一个常闭接点以及两个驱动继电器串联的一组常闭接点，与反位表示继电器连接的负向驱动电路包括电子开关。

3.根据权利要求2所述的全电子道岔位置检测装置，其特征在于，所述第一处理器和第二处理器在驱动定位表示继电器、反位表示继电器时分别检测正向驱动电路和负向驱动电路的电子开关状态，并在电子开关发生粘连时上报给平台。

4.根据权利要求1所述的全电子道岔位置检测装置，其特征在于，所述第一处理器和第二处理器一直对定位表示继电器、反位表示继电器的常闭接点进行检测，并在常闭接点发生粘连断不开时上报给平台。

5.根据权利要求1所述的全电子道岔位置检测装置，其特征在于，所述定位检测电路、反位检测电路设有限流元件和过零比较元件，经过定位检测电路/反位检测电路的正负半波信号通过限流和过零比较得到方波信号，并提供给第一处理器和第二处理器作为道岔位置的检测信号。

6.根据权利要求5所述的全电子道岔位置检测装置，其特征在于，所述第一处理器和第二处理器将定位检测电路或者反位检测电路采集的信号和110VAC经过限流、过零比较得到的参考信号对比，一致则判断道岔处于定位或者反位，否则上报故障给联锁系统。

7.根据权利要求1所述的全电子道岔位置检测装置，其特征在于，所述第一处理器和第二处理器采用异构设计。

8.根据权利要求1所述的全电子道岔位置检测装置，其特征在于，所述正向驱动电路和负向驱动电路的电源为24V，且正向驱动电路连接电源的正极，负向驱动电路连接电源的负极。