RU114017U1

RU114017U1 - DEVICE FOR INCLUSION OF EXECUTIVE DEVICES OF RAILWAY AUTOMATION SYSTEMS AND TELEMECHANICS

Info

Publication number: RU114017U1
Application number: RU2011140197/11U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Никитин; Алексей Николаевич Ковкин; Николай Николаевич Балуев; Олег Андреевич Наседкин; Юрий Александрович Алёшечкин
Priority date: 2011-10-03
Filing date: 2011-10-03
Publication date: 2012-03-10

Abstract

1. Устройство для включения исполнительных устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики, содержащее усилитель, к выходам которого подключена первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого через диод подключена к конденсатору, генератор импульсов, выход которого подключен к входу усилителя, отличающееся тем, что в него введены два преобразователя импульсных сигналов в постоянное напряжение, выходы которых подключены соответственно к входу генератора импульсов и к второму входу усилителя. ! 2. Устройство для включения исполнительных устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики по п.1, отличающееся тем, что преобразователи импульсных сигналов в постоянное напряжение содержат оптопару, состоящую из светодиода и фототранзистора, биполярный транзистор, два диода, два конденсатора, четыре резистора и два источника электропитания, вход преобразователя импульсных сигналов в постоянное напряжение подключен к катоду светодиода, анод которого через первый резистор подключен к положительному полюсу первого источника электропитания, база биполярного транзистора подключена к коллектору фототранзистора, база фототранзистора через второй резистор подключена к его эмиттеру, который через третий резистор подключен к общему полюсу первого и второго источников электропитания, который через четвертый резистор подключен к коллектору биполярного транзистора, коллектор фототранзистора через пятый резистор подключен к положительному полюсу второго источника электропитания, который подключен к эмиттеру биполярного транзистора, к аноду первого диода и через первый конде 1. A device for switching on actuators of railway automation and telemechanics systems, containing an amplifier, to the outputs of which the primary winding of the transformer is connected, the secondary winding of which is connected to a capacitor through a diode, a pulse generator, the output of which is connected to the input of the amplifier, characterized in that two converters of pulse signals to constant voltage, the outputs of which are connected to the input of the pulse generator and to the second input of the amplifier, respectively. ! 2. The device for switching on the actuators of the railway automation and telemechanics systems according to claim 1, characterized in that the pulse signal converters to DC voltage contain an optocoupler consisting of an LED and a phototransistor, a bipolar transistor, two diodes, two capacitors, four resistors and two sources power supply, the input of the pulse signal to DC voltage converter is connected to the LED cathode, the anode of which is connected through the first resistor to the positive pole of the first power supply, the base of the bipolar transistor is connected to the collector of the phototransistor, the base of the phototransistor is connected through the second resistor to its emitter, which is connected through the third resistor to the common pole of the first and second power supplies, which is connected to the collector of the bipolar transistor through the fourth resistor, the collector of the phototransistor through the fifth resistor is connected to the positive pole of the second power supply, which connected to the emitter of the bipolar transistor, to the anode of the first diode and through the first conde

Description

Полезная модель относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и предназначена для безопасного включения исполнительных устройств электронных и микропроцессорных систем железнодорожной автоматики и телемеханики: реле, ламп светофоров, электродвигателей стрелочных электроприводов железнодорожных стрелок и шлагбаумов, устройств кодирования электрических рельсовых цепей.The utility model relates to the field of railway automation and telemechanics and is intended for the safe activation of actuators for electronic and microprocessor systems of railway automation and telemechanics: relays, traffic lights, electric motors of railroad switches and barriers, coding devices for electric rail circuits.

Известно устройство для включения исполнительных устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики, содержащее ферриттранзисторный модуль, триггер, выход которого соединен с входом усилителя, к выходам которого подключена первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямительный диод подключена к конденсатору (Ефимов В.Ю., Прокофьев А.А., Денисов Б.П., Горбунов Б.Л. Компьютерная централизация стрелок и сигналов. - «Автоматика, телемеханика и связь», №1, 1979 г., с 6-9, рис.3).A device for turning on actuators of railway automation and telemechanics systems is known, comprising a ferrite transistor module, a trigger, the output of which is connected to the input of the amplifier, the outputs of which are connected to the primary winding of the transformer, the secondary winding of which is connected through the rectifier diode to the capacitor (Efimov V.Yu., Prokofiev AA, Denisov BP, Gorbunov BL Computer centralization of arrows and signals. - “Automation, telemechanics and communications”, No. 1, 1979, from 6-9, Fig. 3).

Недостатком известного устройства для включения исполнительных устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики является низкая надежность, так как оно имеет сложную схему.A disadvantage of the known device for enabling actuators of railway automation and telemechanics systems is low reliability, since it has a complex circuit.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является устройство для включения исполнительных устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики, содержащее блок совпадения команд, выход которого подключен к одному входу усилителя, к выходам которого подключена первичная обмотка первого трансформатора, вторичная обмотка которого через диод подключена к конденсатору, генератор импульсов, выход которого подключен к другому входу усилителя, второй трансформатор, вторичная обмотка которого через второй диод подключена к входу генератора импульсов, параллельно которому включен второй конденсатор, первичная обмотка второго трансформатора через контакт исполнительного реле и блок передачи команды на удержание исполнительного реле подключена к выходу блока совпадения команд (SU №887324, B61L 19/14, опубл. 07.12.81. Бюл. №45).The closest technical solution to the claimed utility model is a device for activating actuators of railway automation and telemechanics systems, containing a match block, the output of which is connected to one input of the amplifier, the outputs of which are connected to the primary winding of the first transformer, the secondary winding of which is connected via a diode to the capacitor , a pulse generator, the output of which is connected to another input of the amplifier, a second transformer, the secondary winding of which through the second the iodine is connected to the input of the pulse generator, in parallel with which the second capacitor is connected, the primary winding of the second transformer through the contact of the executive relay and the transmission unit of the command to hold the executive relay is connected to the output of the block matching commands (SU No. 887324, B61L 19/14, publ. 07.12.81 Bull. No. 45).

Недостатком данного устройства для включения исполнительных устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики является низкая надежность, так как оно также имеет сложную схему.The disadvantage of this device for enabling actuators of railway automation systems and telemechanics is low reliability, since it also has a complex circuit.

Задача полезной модели заключается в повышении надежности устройства для включения исполнительных устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики путем упрощения его схемы.The objective of the utility model is to increase the reliability of the device for enabling actuators of railway automation and telemechanics systems by simplifying its circuit.

Технический результат достигается тем, что в устройство для включения исполнительных устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики, содержащее усилитель, к выходам которого подключена первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого через диод подключена к конденсатору, генератор импульсов, выход которого подключен к входу усилителя, введены два преобразователя импульсных сигналов в постоянное напряжение, выходы которых подключены соответственно к входу генератора импульсов и к второму входу усилителя.The technical result is achieved by the fact that in the device for switching actuators of railway automation and telemechanics systems containing an amplifier, the outputs of which are connected to the primary winding of the transformer, the secondary winding of which is connected through the diode to the capacitor, the pulse generator, the output of which is connected to the input of the amplifier, is introduced a pulse-to-DC converter, the outputs of which are connected respectively to the input of the pulse generator and to the second input of the amplifier.

Схема заявляемого устройства для включения исполнительных устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики приведена на фиг.1. Пример схемной реализации преобразователей импульсных сигналов в постоянное напряжение представлен на фиг.2.A diagram of the inventive device for enabling actuators of railway automation systems and telemechanics is shown in figure 1. An example of a circuit implementation of converters of pulse signals to DC voltage is presented in figure 2.

Устройство для включения исполнительных устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики содержит первый 1 и второй преобразователи импульсных сигналов в постоянное напряжение, генератор импульсов 3, усилитель 4, трансформатор 5, диод 6 и конденсатор 7.A device for activating actuators of railway automation and telemechanics systems contains the first 1 and second converters of pulse signals to direct voltage, a pulse generator 3, an amplifier 4, a transformer 5, a diode 6, and a capacitor 7.

Заявляемая полезная модель имеет следующие соединения. Выход генератора импульсов 3 подключен к первому входу усилителя 4. Выходы первого и второго преобразователей импульсных сигналов в постоянное напряжение 1 и 2 подключены соответственно к входу генератора импульсов 3 и к второму входу усилителя 4. К выходам усилителя 4 подключена первичная обмотка трансформатора 5, вторичная обмотка которого через диод 5 подключена к конденсатору 7.The inventive utility model has the following connections. The output of the pulse generator 3 is connected to the first input of the amplifier 4. The outputs of the first and second converters of pulse signals to DC 1 and 2 are connected respectively to the input of the pulse generator 3 and to the second input of the amplifier 4. The primary winding of the transformer 5 is connected to the outputs of the amplifier 4, the secondary winding which through a diode 5 is connected to a capacitor 7.

Входами заявляемого устройства для включения исполнительных устройств железнодорожной автоматики и телемеханики являются входы преобразователей импульсных сигналов в постоянное напряжение 1 и 2, на которые поступают команды включения исполнительного устройства, а выходом - обкладки конденсатора 7, к которым подключается исполнительное устройство.The inputs of the inventive device for activating the actuators of railway automation and telemechanics are the inputs of the pulse signal converters to a constant voltage 1 and 2, to which the actuator is turned on, and the output is the capacitor plates 7 to which the actuator is connected.

Преобразователи импульсных сигналов в постоянное напряжение 1 и 2 могут иметь идентичные схемы, каждая из которых включают в себя оптопару 8, состоящую из светодиода 8.1 и фототранзистора 8.2, биполярный транзистор 9, диоды 10 и 11, конденсаторы 12 и 13, резисторы 14, 15, 16, 17 и 18, первый 19 и второй 20 источники электропитания. Позициями 21 и 22 на фиг.2 обозначены соответственно вход и выход преобразователя импульсных сигналов в постоянное напряжение, позицией 23 - общий полюс источников электропитания 21 и 22.Converters of pulse signals to DC voltage 1 and 2 can have identical circuits, each of which includes an optocoupler 8, consisting of an LED 8.1 and a phototransistor 8.2, a bipolar transistor 9, diodes 10 and 11, capacitors 12 and 13, resistors 14, 15, 16, 17 and 18, the first 19 and second 20 power sources. Positions 21 and 22 in figure 2 respectively indicate the input and output of the Converter of pulse signals to constant voltage, position 23 is the common pole of the power sources 21 and 22.

Преобразователь импульсных сигналов в постоянное напряжение 1 (2) имеет следующие соединения. Его вход 21 подключен к катоду светодиода 8.1, анод которого через первый резистор 14 подключен к положительному полюсу первого источника электропитания 19, база биполярного транзистора 9 подключена к коллектору фототранзистора 8.2, база фототранзистора 8.2 через второй резистор 15 подключена к его эмиттеру, который через третий резистор 16 подключен к общему полюсу первого 19 и второго 20 источников электропитания 23, который через четвертый резистор 17 подключен к коллектору биполярного транзистора 9, коллектор фототранзистора 8.2 через пятый резистор 18 подключен к положительному полюсу второго источника электропитания 20, который подключен к эмиттеру биполярного транзистора 9, к аноду первого диода 10 и через первый конденсатор 12 - к выходу преобразователя импульсных сигналов в постоянное напряжение 22, который подключен к катоду второго диода 11, анод которого подключен к катоду первого диода 10, а через второй конденсатор 13 - к коллектору биполярного транзистора 9.The pulse-to-DC converter 1 (2) has the following connections. Its input 21 is connected to the cathode of the LED 8.1, the anode of which through the first resistor 14 is connected to the positive pole of the first power supply 19, the base of the bipolar transistor 9 is connected to the collector of the phototransistor 8.2, the base of the phototransistor 8.2 is connected through its second resistor 15 to its emitter, which is through the third resistor 16 is connected to the common pole of the first 19 and second 20 power sources 23, which through the fourth resistor 17 is connected to the collector of the bipolar transistor 9, the collector of the phototransistor 8.2 through the fifth resis OR 18 is connected to the positive pole of the second power source 20, which is connected to the emitter of the bipolar transistor 9, to the anode of the first diode 10 and through the first capacitor 12 to the output of the pulse signal to DC converter 22, which is connected to the cathode of the second diode 11, the anode of which connected to the cathode of the first diode 10, and through the second capacitor 13 to the collector of the bipolar transistor 9.

Заявляемое устройство для включения исполнительных устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики работает следующим образом.The inventive device for switching actuators of railway automation and telemechanics works as follows.

Для включения исполнительного устройства на входы преобразователей импульсных сигналов в постоянное напряжение 1 и 2 от электронной или микропроцессорной системы железнодорожной автоматики и телемеханики должны одновременно подаваться команды управления, которые представляют собой импульсные меандры постоянного тока частотой 10 кГц. Преобразователи импульсных сигналов в постоянное напряжение 1 и 2 преобразуют эти команды в постоянные напряжения определенной полярности, которые являются источниками электропитания для генератора импульсов 3 и для усилителя 4 соответственно.In order to turn on the actuator, the control commands, which are pulsed direct current waveforms with a frequency of 10 kHz, must be simultaneously sent to the inputs of the pulse signal converters into constant voltage 1 and 2 from an electronic or microprocessor system of railway automation and telemechanics. Converters of pulse signals to direct voltage 1 and 2 convert these commands into constant voltage of a certain polarity, which are the power sources for pulse generator 3 and for amplifier 4, respectively.

Формирование постоянного напряжения на выходе преобразователя импульсных сигналов в постоянное напряжение 1 (2) происходит следующим образом. Синхронно с импульсами постоянного тока, поступающими на вход 21 преобразователя импульсных сигналов в постоянное напряжение 1 (2), светодиод 8.1 оптопары 8 включается и выключается. В момент включения световой поток, вырабатываемый светодиодом 8.1, открывает фототранзистор 8.2, который в свою очередь открывает биполярный транзистор 9. Заряженный к этому моменту через диод 10 и резистор 17 до напряжения +24 В конденсатор 13 через диод 11 и открытый транзистор 9 разряжается на конденсатор 12. Постоянное напряжение, формируемое на обкладках конденсатора 12, является напряжением электропитания для генератора импульсов 3 (для усилителя 4). Резисторы 15-18 задают рабочие токи элементов преобразователя.The formation of a constant voltage at the output of the pulse signal to DC converter 1 (2) is as follows. Synchronously with the pulses of direct current supplied to the input 21 of the Converter of pulse signals to direct voltage 1 (2), the LED 8.1 of the optocoupler 8 turns on and off. At the moment of switching on, the light flux generated by LED 8.1 opens the phototransistor 8.2, which in turn opens the bipolar transistor 9. The capacitor 13 charged to this moment through the diode 10 and the resistor 17 to a voltage of +24 V through the diode 11 and the open transistor 9 are discharged to the capacitor 12. The constant voltage generated on the plates of the capacitor 12 is the power supply voltage for the pulse generator 3 (for the amplifier 4). Resistors 15-18 set the operating currents of the elements of the Converter.

Генератор импульсов 3, получив электропитание от первого преобразователя импульсных сигналов в постоянное напряжение 1, вырабатывает последовательность импульсов постоянного тока частотой 100 кГц, которая поступает на один из входов усилителя 4. Так как на другой вход усилителя 4 подается напряжения электропитания с выхода второго преобразователя импульсных сигналов в постоянное напряжение 2, то усилитель 4 увеличивает мощность импульсов генератора импульсов 3 до величины, необходимой для включения исполнительного устройства. Импульсы постоянного тока, формируемые на выходах усилителя 4, проходя по первичной обмотке трансформатора 5, наводят в его вторичной обмотке ЭДС переменного тока, которая диодом 6 преобразуется в постоянное напряжение. Конденсатор 7 сглаживает переменную составляющую выходного напряжения заявляемого устройства, которое включает исполнительное устройство системы железнодорожной автоматики и телемеханики.Pulse generator 3, having received power from the first converter of pulse signals to DC voltage 1, generates a sequence of DC pulses with a frequency of 100 kHz, which is fed to one of the inputs of amplifier 4. Since the voltage of the second pulse converter is supplied to the other input of amplifier 4 in constant voltage 2, the amplifier 4 increases the power of the pulses of the pulse generator 3 to the value necessary to turn on the actuator. The DC pulses generated at the outputs of amplifier 4 passing through the primary winding of transformer 5 are induced in its secondary winding by an EMF of alternating current, which is converted by a diode 6 into a constant voltage. The capacitor 7 smooths the variable component of the output voltage of the inventive device, which includes an actuator system of railway automation and telemechanics.

Заявляемое устройство для включения исполнительных устройств систем железнодорожной автоматики и телемеханики не допускает несанкционированного включения исполнительного устройства, то есть опасного отказа, который мог бы произойти либо вследствие искажений входных сигналов, либо вследствие неисправностей узлов устройства. Так, если на одном из входов заявляемого устройства произойдет искажение входного сигнала или он исчезнет, то соответствующий ему преобразователь импульсных сигналов в постоянное напряжение 1 или 2 прекратит формирование напряжение электропитания для соответствующего ему потребителя: генератора 3 или усилителя 4. При этом генератор импульсов 3 или усилитель 4 в свою очередь прекратит формирование сигналов, необходимых для включения исполнительного устройства. В случае возникновения неисправности генератора он также прекратит формирование импульсов, необходимых для работы усилителя 4. Если неисправность произойдет в преобразователе импульсных сигналов в постоянное напряжение, то на его выходе не будет формироваться напряжение электропитания соответственно для генератора 3 или усилителя 4.The inventive device for switching on actuators of railway automation and telemechanics systems does not allow unauthorized activation of the actuator, that is, a dangerous failure that could occur either due to distortion of the input signals or due to malfunctions of the device nodes. So, if at one of the inputs of the claimed device a distortion of the input signal occurs or it disappears, the corresponding converter of pulsed signals to a constant voltage of 1 or 2 will stop the formation of the supply voltage for the corresponding consumer: generator 3 or amplifier 4. In this case, the pulse generator 3 or amplifier 4, in turn, will stop the formation of signals necessary to turn on the actuator. In the event of a malfunction of the generator, it will also stop the formation of pulses necessary for the operation of amplifier 4. If a malfunction occurs in the converter of pulse signals to a constant voltage, then the output voltage will not generate power supply for generator 3 or amplifier 4, respectively.

Все описанные события является защитным отказом, допустимым в системах железнодорожной автоматики и телемеханики.All of the events described is a protective failure acceptable in railway automation and telemechanics systems.

Таким образом, введение в устройство для включения исполнительных устройств железнодорожной автоматики и телемеханики двух преобразователей импульсных сигналов в постоянное напряжение повысило его надежность, так как схема заявляемого устройства имеет меньшую сложность, чем схема прототипа.Thus, the introduction of a device for switching actuators of railway automation and telemechanics of two converters of pulse signals into a constant voltage increased its reliability, since the circuit of the claimed device has less complexity than the circuit of the prototype.

Claims

1. A device for activating actuators of railway automation and telemechanics systems, comprising an amplifier, the outputs of which are connected to the primary winding of the transformer, the secondary winding of which is connected via a diode to the capacitor, a pulse generator, the output of which is connected to the input of the amplifier, characterized in that two converters of pulse signals to direct voltage, the outputs of which are connected respectively to the input of the pulse generator and to the second input of the amplifier.

2. The device for switching actuators of railway automation and telemechanics systems according to claim 1, characterized in that the pulse-to-DC converters comprise an optocoupler consisting of an LED and a phototransistor, a bipolar transistor, two diodes, two capacitors, four resistors and two sources power supply, the input of the pulse signal to DC converter is connected to the cathode of the LED, the anode of which is connected through the first resistor to the positive pole of the first source power supply, the base of the bipolar transistor is connected to the collector of the phototransistor, the base of the phototransistor through the second resistor is connected to its emitter, which is connected through the third resistor to the common pole of the first and second power supplies, which through the fourth resistor is connected to the collector of the bipolar transistor, the collector of the phototransistor is connected through the fifth resistor to the positive pole of the second power source, which is connected to the emitter of the bipolar transistor, to the anode of the first diode and ithout first capacitor - to the inverter output pulse signal to a DC voltage, which is connected to the cathode of the second diode, the anode of which is connected to the cathode of the first diode and via the second capacitor - to the collector of the bipolar transistor.