CN110406561A - 道岔控制系统和轨道系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种道岔控制系统和轨道系统，该道岔控制系统包括主控制装置和主驱动装置，其中，主控制装置用于根据转辙命令和道岔类型信号输出转辙驱动信号；主驱动装置包括多个转辙驱动模块，多个转辙驱动模块用于根据转辙驱动信号输出多个不同的电机驱动信号，驱动对应的转辙电机动作。道岔控制系统通用性高，不受限于道岔类型，轨道系统设计更加灵活省时省力。

Description

道岔控制系统和轨道系统

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，尤其涉及一种道岔控制系统和轨道系统。

背景技术

在相关技术中，道岔控制系统包括单开道岔电气控制系统、三开道岔电气控制系统、五开道岔电气控制系统、平移道岔电气控制系统等。前面列举的集中道岔控制系统只能控制各自对应的道岔，单轨道岔形式多种多样，例如包括关节型、枢轴式、平移型等，关节型又可分为可扰与不可扰；根据开度又可分为单开、对开、三开、五开等形式。然而，各种道岔均设计有独立的电气控制系统，单开道岔的控制系统不能够用于五开道岔控制柜，关节型道岔的控制系统不能够用于平移式道岔的控制，控制系统的通用性低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种道岔控制系统，该道岔控制系统，通用性高。

本发明的另一个目的在于提出一种轨道系统。

为了达到上述目的，本发明第一方面实施例的道岔控制系统，包括：主控制装置，所述主控制装置用于根据转辙命令和道岔类型输出转辙驱动信号；主驱动装置，所述主驱动装置包括多个转辙驱动模块，多个所述转辙驱动模块用于根据所述转辙驱动信号输出多个不同的电机驱动信号，驱动对应的转辙电机动作。

根据本发明实施例的道岔控制系统，通过设置多个转辙驱动模块且多个转辙驱动模块的驱动输出范围不同，主控制装置根据道岔类型输出转辙驱动信号，多个转辙驱动模块可以选择性地启动对应实际转辙电机的驱动输出，不受限于道岔类型，可以适用于不同类型道岔的驱动控制，通用性高。

为了达到上述目的，本发明第二方面实施例的轨道系统，包括：道岔、转辙电机、锁定电机和信号系统；以及所述的道岔控制系统。

根据本发明实施例的轨道系统，通过采用上面实施例的道岔控制系统，不受道岔类型的限制，无需针对不同类型道岔设计新的控制系统，道岔控制系统通用性高，系统设计更加灵活，省时省力。

附图说明

图1是根据本发明实施例的道岔控制系统的框图；

图2是根据本发明的一个实施例的道岔控制系统的框图1；

图3是根据本发明的一个实施例的道岔控制系统的框图2；

图4是根据本发明的一个实施例的道岔控制系统工作时信号流示意图；

图5是根据本发明实施例的轨道系统的框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例的道岔控制系统。

图1是根据本发明实施例的道岔控制系统的框图，如图1所示，本发明实施例的道岔控制系统100包括主控制装置10和主驱动装置20。

其中，主控制装置10用于根据转辙命令和道岔类型输出转辙驱动信号。在一些实施例中，转辙命令可以由轨道控制的信号系统发出，或者也可以由其他适用的设备发出。在实施例中，道岔类型包括例如单开道岔、对开道岔、三开道岔、五开道岔，或者平移式道岔、枢轴式道岔或者其他类型的道岔，道岔类型可以通过手动选择或者由控制终端设置并发送至主控制装置10或者其他可适用方式选择，主控制装置10根据道岔类型将自动筛选符合该类型的道岔所需要执行的驱动程序，以适用于不同类型的道岔控制，提高通用性。

主驱动装置20包括多个转辙驱动模块21，转辙驱动模块21用于根据转辙驱动信号输出多个不同的电机驱动信号，驱动对应的转辙电机动作，其中，多个转辙驱动模块21的驱动输出范围不同以适于不同转辙电机的驱动。具体来说，对于不同类型的道岔，配置有不同数量和功率的转辙电机，例如，单开道岔配置较大功率例如11KW的一个转辙电机，而三开道岔或五开道岔配置三个功率较低例如7.5KW的转辙电机，因而造成不同类型的道岔只能设置独立的控制系统，通用性低。

在本发明的实施例中，对控制系统的驱动装置进行改进，在主驱动装置20中设置多个转辙驱动模块21，并且多个转辙驱动模块21的驱动输出范围不同，即言，多个转辙驱动模块21的驱动输出的组合可以满足不同类型道岔的驱动需求。作为示例，例如对于单开道岔的转辙可以选择11KW的驱动输出，而对于三开或五开道岔的控制可以选择低功率输出或高低功率组合的驱动模块输出，以满足不同类型转辙电机的驱动需求。

在转辙控制时，主控制装置10根据道岔类型自动生成对应的转辙驱动信号，根据转辙驱动信号多个转辙驱动模块21可以选择性输出满足实际道岔转辙电机需求的驱动信号，从而实现对实际的道岔转辙电机的控制，不会受限于道岔的类型，适用于不同类型道岔的转辙控制。

根据本发明实施例的道岔控制系统100，通过设置多个转辙驱动模块21且多个转辙驱动模块21的驱动输出范围不同，主控制装置10根据道岔类型输出转辙驱动信号，多个转辙驱动模块21可以选择性地启动对应实际转辙电机的驱动输出，不受限于道岔类型，可以适用于不同类型道岔的驱动控制，通用性高。

在本发明的实施例中，如图2所示，本发明实施例的主控制装置10包括输入模块11、CPU模块12和输出模块13。其中，输入模块11用于接收转辙命令和道岔类型信息；CPU模块12用于根据转辙命令和道岔类型输出转辙驱动信号；输出模块13用于将转辙驱动信号发送至转辙驱动模块。

在一些实施例中，为了实现对转辙电机的精确控制，可以对转辙电机进行闭环控制。

在实施例中，对于转辙电机上设置有位置反馈模块的情况，可以将位置反馈模块直接与转辙驱动模块21相连，位置反馈模块采集转辙电机的位置反馈信号，转辙驱动模块21用于获取位置反馈模块的位置反馈信号，并根据位置反馈信号对转辙电机进行闭环控制，提供控制精确性。作为示例，对于单开道岔或枢轴式道岔，其转辙电机的尾轴上自带有位置反馈模块例如编码器，此种安装形式只需将编码器与转辙驱动模块21例如变频器直接连接以反馈转辙电机的位置信息，根据位置反馈信号实现对转辙电机的闭环控制。

在另一些实施例中，对于转辙电机上未自带位置反馈模块的情况，例如，对于五开道岔的三个转辙电机上均未自带编码器，编码器安装于减速机的尾轴上。对于此种情况，在本发明的实施例中，如图2所示，主控制装置10包括位置采集模块14，位置采集模块14与转辙电机的位置反馈模块相连，用于采集转辙电机的位置反馈信号；主控制装置10还用于将位置反馈信号发送至转辙驱动模块21，转辙驱动模块21根据位置反馈信号对转辙电机进行闭环控制。例如，对于五开道岔来说，编码器连接位置采集模块14，其位置脉冲信号通过位置采集模块14反馈给CPU模块12，CPU模块12再将实时位置脉冲信号发送至变频器，以实现对转辙电机的闭环控制。

在本发明的实施例中，通过将转辙电机的位置反馈模块直接连接转辙驱动模块21，或者，设置位置采集模块14，位置反馈模块通过位置采集模块14相连来反馈转辙电机的位置反馈信号，可以更加灵活地应对各种转辙电机的控制，实现单开道岔、五开道岔以及枢轴式或平移式道岔等多个道岔控制系统之间的相互切换。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，本发明实施例的主驱动装置20还包括转向驱动模块22。转向驱动模块22用于根据转辙驱动信号驱动锁定电机解锁和锁定；转辙驱动模块21用于在检测到解锁到位信号后驱动转辙电机动作。

在一些实施例中，如图3所示，本发明实施例的道岔控制系统100还包括位置检测装置30，位置检测装置30用于检测转辙电机的第一位置状态，以及检测锁定电机的第二位置状态，例如通过设置限位开关来检测转辙到位信号、解锁到位信号和锁定到位信号。主控制装置10还用于根据第一位置状态和所述第二位置装置来进行故障判断，例如判断转辙是否到位以及解锁或锁定是否到位。

如图3所示，本发明实施例的道岔控制系统100还包括故障表示装置40，故障表示装置40用于根据故障判断结果表示故障信息，可以通过显示或指示灯来进行表示，更加直观。

在本发明的实施例中，信号系统作为外部设备，需要与道岔控制系统100建立交互，在本发明的一些实施例中，如图3所示，本发明实施例的道岔控制系统100还包括接口装置50，接口装置50分别与主控制装置10和道岔的信号系统相连，用于主控制装置10与信号系统的信息交互，起到信号系统与道岔控制系统100之间的通讯作用。作为示例，接口装置50可以设置一定数量的继电器来实现，通过继电器的通断来输出交互信号，交互的信号可以包括例如操作模式反馈、现场模式授权信号、转辙命令、位置表示信号、故障表示等。

具体来说，主控制装置10的输入模块11从接口装置50采集信号系统发出的指令，经由CPU模块12处理相应的程序功能，再由转辙驱动模块21例如变频器或转向驱动模块22例如换向器执行，完成后由输出模块13将位置表示信号通过接口装置50反馈给信号系统。道岔的动作时序要求一致，即转辙命令——解锁——转辙——锁紧——位置表示，因此，本发明实施例的道岔控制系统100，旨在仅用一个控制系统就能适用于控制多种不同类型的道岔，提高通用性。

在一些实施例中，考虑到关节型五开道岔控制系统中所需处理的信号点最多，例如，五开道岔需求开关量为50个左右，而单开道岔所需处理开关量在24个左右，为了满足不同道岔的需求，因此，在设计时输入输出点的数量以五开道岔需求为准，以使其同时满足于单开道岔、三开道岔、平移式道岔、枢轴式道岔等其他类型道岔的控制信号点所需。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，道岔控制系统100还包括输入装置60，输入装置60用于检测输入指令并根据输入指令输出道岔类型信号。作为示例，输入装置60可以通过以太网与主控制装置10的CPU模块12相连，输入装置60，例如人机交互设备，可以通过其首界面选择所要控制道岔的类型名称，CPU模块12将自动筛选所需要执行的程序并实现对当前所选择类型道岔的状态进行全面监控，当生成故障时，能够第一时间将故障信息反馈给输入装置60，借助人机交互设备能够一目了然地提示，提高维修的效率。

参照图3所示，本发明实施例的道岔控制系统100还包括应急控制装置70和应急驱动装置80，应急控制装置70根据应急输入指令输出应急驱动信号，应急驱动装置80根据应急转辙驱动信号分别控制转辙电机和锁定电机动作。具体地，当主控制装置10控制失效时，可以通过应急控制装置70来进行点动操作，应急驱动装置80由另一套冗余元器件组成回路，包含转辙电机驱动冗余回路和锁定电机驱动冗余回路，但是仍然作用于与主控制回路同一个执行结构，包括转辙以及锁定机构，实现应急控制。

下面参照附图4描述本发明实施例的道岔控制系统100的道岔转辙控制过程。

如图4所示为根据本发明的一个实施例的道岔控制系统的控制示意图，本发明实施例的道岔控制系统100可以包含主控制回路和应急控制回路，工作形式也可以包括集中模式、现场模式和应急模式。主控制回路可以工作在集中模式和现场模式，当信号系统给出授权信号之后，且主控制装置10切换到现场操作时才达到现场模式，并将当前工作方式反馈给信号系统。

具体来说，主控制装置10的输入模块采集接口装置50中继电器的信号、限位开关触发的信号以及元器件反馈的动作信号。输出模块13控制转向器或者接触器以驱动锁定电机动作，还将当前正确的位置信号亦或将道岔的故障信号传递至接口装置50的继电器，反馈给信号系统。变频器与CPU模块12可以通过以太网通讯，CPU模块12接收到解锁到位信号之后向变频器发出指令，变频器根据指令驱动转辙电机完成既定动作，转辙到位后由CPU模块12统一将位置表示信号反馈给信号系统。如果主控回路故障，则可以通过应急控制装置70发出应急解锁指令或应急转辙指令或应急锁定指令，应急驱动装置80根据应急驱动指令控制转辙电机或锁定电机，实现强制的应急控制。

简言之，本发明实施例的道岔控制系统100，将各种道岔控制系统的特有方式进行结合，形成一个可以适用于控制各种类型道岔的操作平台，同时基于此平台可以验证新型道岔的机构是否满足设计要求。其中，本申请的道岔控制系统100旨在能够适于控制多种类型的道岔，而不局限于具体哪几种道岔，这也是本申请的道岔控制系统100的价值所在，避免因道岔结构发生改变而带来的重复开发新的控制系统的问题。

基于上述方面实施例的道岔控制系统，下面参照附图描述根据本发明另一方面实施例的轨道系统。

图5是根据本发明实施例的轨道系统的框图，如图5所示，本发明实施例的轨道系统1000包括道岔200、转辙电机300、锁定电机400、信号系统500和上面实施例的道岔控制系统100，其中，道岔200的类型不作限制，可以为单开道岔、对开道岔、三开道岔、五开道岔等，道岔控制系统100与信号系统500进行数据交互，道岔控制系统100的构成以及转辙控制的实现可以参照上面实施例描述，在此不再赘述。

本发明实施例的轨道系统1000，通过采用上面实施例的道岔控制系统100，不受道岔200类型的限制，无需针对不同类型道岔设计新的控制系统，道岔控制系统100通用性高，更加灵活，省时省力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种道岔控制系统，其特征在于，包括：

主控制装置，所述主控制装置用于根据转辙命令和道岔类型输出转辙驱动信号；

主驱动装置，所述主驱动装置包括多个转辙驱动模块，多个所述转辙驱动模块用于根据所述转辙驱动信号输出多个不同的电机驱动信号，驱动对应的转辙电机动作。

2.如权利要求1所述的道岔控制系统，其特征在于，

所述转辙电机上设置有位置反馈模块，所述位置反馈模块与所述转辙驱动模块相连；

所述转辙驱动模块还用于获取所述位置反馈模块的位置反馈信号，以根据所述位置反馈信号对所述转辙电机进行闭环控制。

3.如权利要求1所述的道岔控制系统，其特征在于，

所述主控制装置包括位置采集模块，所述位置采集模块与所述转辙电机的位置反馈模块相连，用于采集所述转辙电机的位置反馈信号；

所述主控制装置还用于将所述位置反馈信号发送至所述转辙驱动模块，所述转辙驱动模块根据所述位置反馈信号对所述转辙电机进行闭环控制。

4.如权利要求1-3任一项所述的道岔控制系统，其特征在于，所述主控制装置包括：

输入模块，用于接收所述转辙命令和道岔类型信息；

CPU模块，用于根据所述转辙命令和所述道岔类型信息输出转辙驱动信号；

输出模块，用于将所述转辙驱动信号发送至所述转辙驱动模块。

5.如权利要求1-3任一项所述的道岔控制系统，其特征在于，所述主驱动装置还包括：

转向驱动模块，用于根据所述转辙驱动信号驱动锁定电机解锁和锁定；

所述转辙驱动模块用于在检测到解锁到位后，驱动所述转辙电机动作。

6.如权利要求1所述的道岔控制系统，其特征在于，所述道岔控制系统还包括：

输入装置，用于检测输入指令并根据所述输入指令输出所述道岔类型。

7.如权利要求1所述的道岔控制系统，其特征在于，所述道岔控制系统还包括：

应急控制装置和应急驱动装置，所述应急控制装置根据应急输入指令输出应急驱动信号，所述应急驱动装置根据所述应急转辙驱动信号分别控制所述转辙电机和锁定电机动作。

8.如权利要求1所述的道岔控制系统，其特征在于，所述道岔控制系统还包括：

位置检测装置，用于检测所述转辙电机的第一位置状态，以及检测锁定电机的第二位置状态，所述主控制装置还用于根据所述第一位置状态和所述第二位置装置来进行故障判断。

9.如权利要求8所述的道岔控制系统，其特征在于，所述道岔控制系统还包括：

故障表示装置，用于根据故障判断结果表示故障信息。

10.如权利要求1所述的道岔控制系统，其特征在于，所述道岔控制系统还包括：

接口装置，所述接口装置分别与所述主控制装置和道岔的信号系统相连，用于所述主控制装置与所述信号系统的信息交互。

11.一种轨道系统，其特征在于，包括：

道岔、转辙电机、锁定电机和信号系统；

以及如权利要求1-10任一项所述的道岔控制系统。