RU2544428C1

RU2544428C1 - Traffic light control device (versions)

Info

Publication number: RU2544428C1
Application number: RU2013141855/11A
Authority: RU
Inventors: Мария Александровна Оськина; Борис Сергеевич Сергеев
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2015-03-20
Also published as: RU2013141855A

Abstract

FIELD: physics; control.

SUBSTANCE: invention relates to organising and controlling traffic on railroads. The device comprises a third signal relay contact placed on a control station, an auxiliary relay with first and second contacts placed near a traffic light, a third cable core, wherein the first terminal of the dc voltage source is connected through the third signal relay contact and the third cable core to the first lead of the winding of the auxiliary relay, the second lead of which is connected to the first lead of the primary winding of a transformer, and the second terminal of the dc voltage source is connected to the first terminal of an ac voltage source, wherein the first and second leads of the secondary winding of the transformer are connected through the first and second contacts of the auxiliary relay to the inputs of a radiator. According to claim 2, the device further includes third and fourth signal relay contacts, the second lead of the winding of the auxiliary relay is connected through the fourth cable core and the fourth signal relay contact to the second terminal of the dc voltage source, and the first and second leads of the secondary winding of the transformer are connected through the first and second contacts of the auxiliary relay to the inputs of the radiator. According to claim 3, the device further includes a light-out relay repeater, auxiliary and light-out relays placed near the traffic light, third, fourth and fifth cable cores, wherein the first terminal of the dc voltage source is connected through the third signal relay contact and the third cable core to the first lead of the winding of the auxiliary relay, the second lead of which is connected through the fourth cable core and the fourth signal relay contact to the second lead of the dc voltage source and through the light-out relay contact and the fourth cable core to the first lead of the winding of the light-out relay repeater, connected by the second lead to the first terminal of the dc voltage source, and the secondary winding of the transformer is connected through the first and second contacts of the auxiliary relay and through the winding of the light-out relay to inputs of the radiator.

EFFECT: safer train movement.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к организации и управлению движением на железных дорогах, а именно к оптическим (визуальным) световым сигнальным устройствам.The invention relates to the organization and management of traffic on railways, and in particular to optical (visual) light signaling devices.

Известны устройства управления светофором, у которых питание излучателя осуществляется от источника с невысоким уровнем напряжения, в частности 12 вольт (Казаков А.А., Бубнов В.Д., Казаков Е.А. Станционные устройства автоматики и телемеханики. - М.: Транспорт, 1990. - С.89, рис.2.11). Недостатком подобных устройств является невозможность централизованного электропитания светофоров на станциях, где расстояние от поста управления до светофора значительно и падение напряжения на жилах кабеля является недопустимо большим.Known traffic control devices in which the emitter is supplied from a source with a low voltage level, in particular 12 volts (Kazakov A.A., Bubnov V.D., Kazakov E.A. Station devices for automation and telemechanics. - M .: Transport , 1990. - P.89, Fig. 2.11). The disadvantage of such devices is the impossibility of a centralized power supply for traffic lights at stations where the distance from the control station to the traffic light is significant and the voltage drop across the cable cores is unacceptably large.

Известна схема управления светофорами (Патент РФ 2207745. Светодиодный светофор / Б.С. Сергеев, С.А. Щиголев, В.В. Наговицын. МПК Н05В 37/00, B61L 5/18. Опубл. 27.03.2003. Бюл. №18), включающая источник постоянного напряжения и трансформаторы. Недостатком данной схемы является ее сложность и необходимость применения транзисторов и микросхем, надежность функционирования которых при воздействии внешних электрических и электромагнитных воздействий невелика.Known traffic light control scheme (RF Patent 2207745. LED traffic light / BS Sergeev, SA Shchigolev, VV Nagovitsyn. IPC Н05В 37/00, B61L 5/18. Publish. 03/27/2003. Bull. No. 18), including a constant voltage source and transformers. The disadvantage of this circuit is its complexity and the need to use transistors and microcircuits, the reliability of which when exposed to external electrical and electromagnetic effects is small.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является схема управления светофором с централизованным питанием от источника переменного напряжения, расположенного на посту управления (Казаков А.А., Бубнов В.Д., Казаков Е.А. Станционные устройства автоматики и телемеханики. - М.: Транспорт, 1990. - С.210-211, рис.6.4), включающая источники постоянного и переменного напряжения, жилы кабеля, контакты сигнального реле, трансформатор и излучатель.The closest in technical essence to the proposed device is a traffic light control circuit with centralized power supply from an AC voltage source located at the control post (Kazakov A.A., Bubnov V.D., Kazakov E.A. Station devices of automation and telemechanics. - M .: Transport, 1990. - P.210-211, Fig. 6.4), including direct and alternating voltage sources, cable conductors, signal relay contacts, transformer and emitter.

Недостатком подобной схемы управления является возможность появления эффекта засветки ненадлежащего показания светофора за счет наличия в кабеле емкости между жилами, и при длинных линиях связи между постом управления и светофором затруднителен контроль излучения светофора.The disadvantage of such a control scheme is the possibility of the illumination effect of an improper traffic light indication due to the presence of a capacitance between the wires in the cable, and with long communication lines between the control station and the traffic light, it is difficult to control the traffic light emission.

Целью изобретения является исключение эффекта засветки ненадлежащего показания светофора и повышение достоверности контроля его излучения.The aim of the invention is to eliminate the effect of illumination of an improper indication of a traffic light and increase the reliability of control of its radiation.

Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены третья, четвертая и пятая жилы кабеля, вспомогательное реле, огневое реле и повторитель огневого реле.This goal is achieved by the fact that a third, fourth and fifth cable core, an auxiliary relay, a fire relay and a repeater of the fire relay are additionally introduced into the device.

Сущность изобретения по п.1 заключается в том, что в устройство дополнительно введены третий контакт сигнального реле, расположенный на посту управления, вспомогательное реле с первым и вторым контактами, размещенные вблизи светофора, третья жила кабеля, причем первый полюс источника постоянного напряжения через третий контакт сигнального реле и через третью жилу кабеля соединен с первым выводом обмотки вспомогательного реле, второй вывод которой подключен к первому выводу первичной обмотки трансформатора, а второй полюс источника постоянного напряжения соединен с первым полюсом источника переменного напряжения, причем первый и второй выводы вторичной обмотки трансформатора через первый и второй контакты вспомогательного реле подключены к входам излучателя.The invention according to claim 1 consists in the fact that a third signal contact relay located at the control station, an auxiliary relay with first and second contacts, located near the traffic light, a third cable core, the first pole of the DC voltage source through the third contact, are additionally introduced into the device signal relay and through the third core of the cable is connected to the first terminal of the auxiliary relay winding, the second terminal of which is connected to the first terminal of the transformer primary winding, and the second pole of the source a constant voltage is connected to the first pole of the AC voltage source, and the first and second terminals of the secondary winding of the transformer through the first and second contacts of the auxiliary relay are connected to the inputs of the emitter.

Сущность изобретения по п.2 заключается в том, что в устройство дополнительно введены третий и четвертый контакты сигнального реле, расположенные на посту управления, вспомогательное реле с первым и вторым контактами, размещенные вблизи светофора, третья и четвертая жилы кабеля, причем первый полюс источника постоянного напряжения через третий контакт сигнального реле и третью жилу кабеля соединен с первым выводом обмотки вспомогательного реле, второй вывод которой через четвертую жилу кабеля и четвертый контакт сигнального реле подключен к второму полюсу источника постоянного напряжения, а первый и второй выводы вторичной обмотки трансформатора через первый и второй контакты вспомогательного реле соединены с входами излучателя.The invention according to claim 2 consists in the fact that the third and fourth contacts of the signal relay located at the control station, an auxiliary relay with first and second contacts, located near the traffic light, the third and fourth wires of the cable, the first pole of the constant source, are additionally introduced into the device voltage through the third contact of the signal relay and the third core of the cable is connected to the first terminal of the winding of the auxiliary relay, the second terminal of which through the fourth core of the cable and the fourth contact of the signal relay is connected It is connected to the second pole of the DC voltage source, and the first and second terminals of the secondary winding of the transformer are connected to the inputs of the emitter through the first and second contacts of the auxiliary relay.

Сущность изобретения по п.3 заключается в том, что в устройство дополнительно введены повторитель огневого реле и третий и четвертый контакты сигнального реле, расположенные на посту управления, вспомогательное и огневое реле, размещенные вблизи светофора, третья, четвертая и пятая жилы кабеля, причем первый полюс источника постоянного напряжения через третий контакт сигнального реле и третью жилу кабеля соединен с первым выводом обмотки вспомогательного реле, второй вывод которой через четвертую жилу кабеля и четвертый контакт сигнального реле подключен к второму выводу источника постоянного напряжения и через контакт огневого реле и пятую жилу кабеля соединен с первым выводом обмотки повторителя огневого реле, вторым выводом подключенной к первому полюсу источника постоянного напряжения, а вторичная обмотка трансформатора через первый и второй контакты вспомогательного реле и через обмотку огневого реле соединена с входами излучателя.The invention according to claim 3 consists in the fact that a repeater of the fire relay and a third and fourth contact of the signal relay located at the control station, an auxiliary and fire relay located near the traffic light, a third, fourth and fifth cable core are additionally introduced into the device, the first the pole of the DC voltage source through the third contact of the signal relay and the third cable core is connected to the first terminal of the auxiliary relay winding, the second terminal of which through the fourth cable core and the fourth signal pin the second relay is connected to the second terminal of the DC voltage source and through the contact of the fire relay and the fifth core of the cable is connected to the first terminal of the repeater coil of the fire relay, the second terminal is connected to the first pole of the DC voltage source, and the secondary winding of the transformer through the first and second contacts of the auxiliary relay and through the coil of the fire relay is connected to the inputs of the emitter.

На фиг.1 представлена схема устройства управления светофором по варианту 1, содержащая расположенные на посту управления 1 источник постоянного напряжения 2 и источник переменного напряжения 3, первый и второй полюсы которого через первый 4.1 и второй 4.2 контакты сигнального реле и через первую 5.1 и вторую 5.2 жилы кабеля 6 соединены с первым и вторым выводами первичной обмотки 7 трансформатора 8, расположенного вблизи светофора 9, то есть в релейном шкафу или в путевой коробке. Первый полюс источника постоянного напряжения 2 через третий контакт 4.3 сигнального реле и через третью жилу 5.3 кабеля 6 подключен к первому выводу обмотки вспомогательного реле 10, второй вывод которой соединен с первым выводом первичной обмотки 7 трансформатора 8, вторичная обмотка 11 которого через первый 12.1 и второй 12.2 контакты вспомогательного реле 10 подключены к входам излучателя 13, причем второй полюс источника постоянного напряжения 2 соединен с первым полюсом источника переменного напряжения.Figure 1 presents a diagram of a traffic light control device according to embodiment 1, comprising a DC voltage source 2 and an AC voltage source 3 located at the control station 1, the first and second poles of which through the first 4.1 and second 4.2 contacts of the signal relay and through the first 5.1 and second 5.2 the cores of the cable 6 are connected to the first and second terminals of the primary winding 7 of the transformer 8 located near the traffic light 9, that is, in a relay cabinet or in a travel box. The first pole of the DC voltage source 2 through the third contact 4.3 of the signal relay and through the third core 5.3 of the cable 6 is connected to the first terminal of the auxiliary relay winding 10, the second terminal of which is connected to the first terminal of the primary winding 7 of the transformer 8, the secondary winding of which 11 through the first 12.1 and second 12.2 the contacts of the auxiliary relay 10 are connected to the inputs of the emitter 13, and the second pole of the constant voltage source 2 is connected to the first pole of the alternating voltage source.

На фиг.2 представлена схема устройства управления светофором по варианту 2, дополнительно содержащая четвертую жилу 5.4 кабеля 6, соединяющую через четвертый контакт 4.4 сигнального реле второй полюс источника постоянного напряжения 2 с вторым выводом обмотки вспомогательного реле 10.Figure 2 presents a diagram of the traffic light control device according to option 2, additionally containing a fourth core 5.4 of cable 6 connecting through the fourth contact 4.4 of the signal relay the second pole of the DC voltage source 2 with the second terminal of the auxiliary relay winding 10.

На фиг.3 представлена схема устройства управления светофором по варианту 3, дополнительно содержащая пятую жилу 5.5 кабеля 6, огневое реле 14 и его контакт 15, повторитель огневого реле 16, причем обмотка огневого реле 14 через контакты 12.1 и 12.2 вспомогательного реле 10 подключена последовательно с излучателем 13 светофора 9 к вторичной обмотке 11 трансформатора 8, а второй контакт вспомогательного реле 10 через контакт 15 огневого реле 14 через пятую жилу кабеля 5.5 и обмотку повторителя огневого реле 16 соединен с вторым полюсом источника постоянного напряжения 2. Контакт 17 повторителя огневого реле 16 является выходным контрольным индикатором излучения светофора.Figure 3 presents a diagram of the traffic light control device according to option 3, additionally containing a fifth core 5.5 of cable 6, a fire relay 14 and its contact 15, a repeater of the fire relay 16, and the coil of the fire relay 14 through the contacts 12.1 and 12.2 of the auxiliary relay 10 is connected in series with the emitter 13 of the traffic light 9 to the secondary winding 11 of the transformer 8, and the second contact of the auxiliary relay 10 through the contact 15 of the fire relay 14 through the fifth core of the cable 5.5 and the coil of the repeater of the fire relay 16 is connected to the second pole of the constant voltage source voltage 2. Contact 17 of the repeater of the fire relay 16 is an output control indicator of traffic light emission.

Предлагаемое устройство управления светофором по варианту 1 (фиг.1) работает следующим образом. Если сигнальное реле поста управления 1 находится во включенном состоянии, то его контакты 4.1 и 4.2 замкнуты. В соответствии с этим через жилы 5.1 и 5.2 кабеля 6 на первичную обмотку 7 трансформатора 8 поступает переменное напряжение от источника переменного напряжения 3. При этом от источника постоянного напряжения 2 через замкнутый контакт 4.3 и жилу 5.3 кабеля 6 поступает постоянное напряжение на обмотку вспомогательного реле 10. Так как контакты 12.1 и 12.2 замыкаются, то на излучатель 13 поступает напряжение от вторичной обмотки 11, что соответствует появлению соответствующего разрешающего или запрещающего показания светофора. В качестве излучателя может использоваться или лампа накаливания, или светодиодная матрица с соответствующим выпрямителем.The proposed traffic light control device according to option 1 (figure 1) works as follows. If the signaling relay of control station 1 is in the on state, then its contacts 4.1 and 4.2 are closed. In accordance with this, through the cores 5.1 and 5.2 of the cable 6, the primary voltage 7 of the transformer 8 receives alternating voltage from the AC voltage source 3. At the same time, from the DC voltage source 2, through a closed contact 4.3 and the core 5.3 of cable 6, a constant voltage is supplied to the winding of the auxiliary relay 10 . Since the contacts 12.1 and 12.2 are closed, then the emitter 13 receives voltage from the secondary winding 11, which corresponds to the appearance of the corresponding allowing or prohibiting indication of the traffic light. Either an incandescent lamp or an LED matrix with an appropriate rectifier can be used as a radiator.

Выключенное состояние сигнального реле приводит к размыканию его контактов 4.1, 4.2 и 4.3. Этот этап работы схемы должен соответствовать отсутствию напряжения на излучателе. Так как контакты 4.1 и 4.2 разомкнуты, то напряжение на первичную обмотку 7 трансформатора 8 не поступает, а разомкнутое состояние контакта 4.3 приводит к выключению вспомогательного реле 10. В соответствии с этим цепь подачи напряжения на излучатель 13 размыкается в двух местах: на посту правления 1 и непосредственно у излучателя 13. Следовательно, наличие электромагнитных наводок на жилы 5.1 и 5.2 не приведет к появлению излучения светофора.The off state of the signal relay leads to the opening of its contacts 4.1, 4.2 and 4.3. This stage of the circuit should correspond to the absence of voltage on the emitter. Since the contacts 4.1 and 4.2 are open, the voltage to the primary winding 7 of the transformer 8 is not supplied, and the open state of the contact 4.3 leads to the shutdown of the auxiliary relay 10. In accordance with this, the voltage supply circuit to the emitter 13 opens in two places: at the control post 1 and directly at the emitter 13. Therefore, the presence of electromagnetic interference on the conductors 5.1 and 5.2 will not lead to the appearance of traffic light radiation.

Предлагаемое устройство управления светофором по варианту 2 (фиг.2) работает следующим образом. Здесь выполнена электрическая изоляция цепи управления работой вспомогательного реле 13 от источника переменного напряжения. Изоляция может потребоваться по условиям диагностики сложных электрических и электронных схем поста управления 1. Одновременно подобная реализация устройства повышает безопасность функционирования светофора.The proposed traffic light control device according to option 2 (figure 2) works as follows. Here, electrical isolation of the operation control circuit of the auxiliary relay 13 from the AC voltage source is made. Isolation may be required under the diagnostic conditions for complex electrical and electronic circuits of control station 1. At the same time, such an implementation of the device increases the safety of traffic lights.

Предлагаемое устройство управления светофором по варианту 3 (фиг.3) работает следующим образом. При наличии излучения светофора через обмотку огневого реле 14 протекает ток излучателя 13, что обусловливает замыкание его контакта 15. Это приводит к включению повторителя огневого реле 16 и замыкающийся при этом контакт 17 передаст соответствующий сигнал на устройства контроля и индикации.The proposed traffic light control device according to option 3 (figure 3) works as follows. In the presence of traffic light radiation, a current of the emitter 13 flows through the winding of the fire relay 14, which causes the closure of its contact 15. This leads to the inclusion of the repeater of the fire relay 16 and the closing contact 17 will transmit the corresponding signal to the monitoring and indication devices.

Введение огневого реле 14 в цепь вторичной обмотки 11 трансформатора 8 позволяет увеличить разницу токов включенного и выключенного состояния излучателя 13 и исключить негативное влияние шунтирующего действия емкости между жилами 5.1. и 5.2 кабеля 6. В наиболее значительной степени это обстоятельство относится к современным светофорам со светодиодными излучателями, которые потребляют от источника переменного напряжения 3 существенно меньшую мощность и влияние емкости между жилами 5.1 и 5.2 кабеля 6 становится недопустимо большим. Это позволяет значительно, например, до нескольких десятков километров, увеличить длину кабеля 6 от поста управления до светофора 9.The introduction of the fire relay 14 in the secondary circuit 11 of the transformer 8 allows you to increase the difference between the currents on and off of the emitter 13 and to eliminate the negative impact of the shunt action of the capacitance between the conductors 5.1. and 5.2 cables 6. To a large extent, this circumstance relates to modern traffic lights with LED emitters, which consume significantly less power from the AC voltage source 3 and the influence of the capacitance between the conductors 5.1 and 5.2 of cable 6 becomes unacceptably large. This allows you to significantly, for example, up to several tens of kilometers, to increase the length of the cable 6 from the control station to the traffic light 9.

В качестве излучателя 13 может выступать как лампа накаливания, так и светодиодная матрица. Во втором случае огневое реле 14 может включаться в цепь или переменного тока, или постоянного после выпрямителя.As the emitter 13 can act as an incandescent lamp, and LED matrix. In the second case, the fire relay 14 can be included in the circuit or alternating current, or constant after the rectifier.

Приведенный принцип реализации устройства может быть применен не только для управления светофорами. Его применение позволяет осуществлять передачу энергии на другие управляемые объекты, например, в системах централизованной автоблокировки.The principle of implementation of the device can be applied not only to control traffic lights. Its application allows the transfer of energy to other controlled objects, for example, in centralized self-locking systems.

Таким образом, введение вспомогательного реле 10, которое осуществляет подключение вторичной обмотки трансформатора 8 к излучателю 13 только при появлении соответствующего сигнала от поста управления, исключается влияние емкости между жилами кабеля. Подключение обмотки вспомогательного реле 10 к источнику постоянного напряжения 2 через два контакта 4.3 и 4.4 сигнального реле обеспечивает повышение надежности работы устройства управления светофором. Введение огневого реле 14 во вторичную цепь обмотки трансформатора 8 и передача информации на повторитель огневого реле 16 дает возможность получить достоверный контроль излучения светофора. Эти факторы обеспечивают повышение безопасности движения поездов.Thus, the introduction of an auxiliary relay 10, which connects the secondary winding of the transformer 8 to the emitter 13 only when the corresponding signal from the control station appears, the influence of the capacitance between the cores of the cable is excluded. Connecting the winding of the auxiliary relay 10 to a constant voltage source 2 through two contacts 4.3 and 4.4 of the signal relay provides increased reliability of the traffic light control device. The introduction of the fire relay 14 into the secondary winding of the transformer 8 and the transmission of information to the repeater of the fire relay 16 makes it possible to obtain reliable control of the traffic light radiation. These factors provide improved train safety.

Claims

1. A traffic light control device containing DC and AC voltage sources, first and second signal relay contacts located at the control station, a transformer with primary and secondary windings and an emitter located near the traffic light, the first and second cable strands, the first and second source poles AC voltage through the first and second contacts of the signal relay and the first and second conductors of the cable are connected to the first and second terminals of the primary winding of the transformer, characterized in that in devices additionally introduced a third contact of the signal relay located at the control station, an auxiliary relay with first and second contacts located near the traffic light, a third cable conductor, and the first pole of the DC voltage source through the third contact of the signal relay and through the third cable conductor connected to the first terminal of the auxiliary winding a relay, the second terminal of which is connected to the first terminal of the primary winding of the transformer, and the second pole of the DC voltage source is connected to the first pole of the transformer source voltage, and the first and second terminals of the secondary winding of the transformer through the first and second contacts of the auxiliary relay are connected to the inputs of the emitter.

2. A traffic light control device containing DC and AC voltage sources, the first and second contacts of the signal relay located at the control station, a transformer with primary and secondary windings and an emitter located near the traffic light, the first and second wires of the cable, the first and second poles of the source AC voltage through the first and second contacts of the signal relay and the first and second conductors of the cable are connected to the first and second terminals of the primary winding of the transformer, characterized in that in devices additionally introduced the third and fourth contacts of the signal relay located at the control station, an auxiliary relay with the first and second contacts located near the traffic light, the third and fourth wires of the cable, and the first pole of the DC voltage source through the third contact of the signal relay and the third cable core is connected to the first the output of the auxiliary relay winding, the second output of which is connected to the second pole of the DC voltage source through the fourth core of the cable and the fourth contact of the signal relay, and the second and second conclusions of the secondary winding of the transformer through the first and second contacts of the auxiliary relay are connected to the inputs of the emitter.

3. A traffic light control device containing DC and AC voltage sources, first and second signal relay contacts located at the control station, a transformer with primary and secondary windings and an emitter located near the traffic light, the first and second cable conductors, the first and second source poles AC voltage through the first and second contacts of the signal relay and the first and second conductors of the cable are connected to the first and second terminals of the primary winding of the transformer, characterized in that in devices in addition, a repeater of the fire relay and the third and fourth contacts of the signal relay located at the control station, auxiliary and fire relays located near the traffic light, the third, fourth and fifth wires of the cable are introduced, the first pole of the DC voltage source through the third contact of the signal relay and the third cable core connected to the first terminal of the auxiliary relay winding, the second terminal of which is connected through the fourth core of the cable and the fourth terminal of the signal relay to the second terminal of the DC source voltage and through the contact of the fire relay and the fifth core of the cable is connected to the first terminal of the coil of the repeater of the fire relay, the second terminal is connected to the first pole of the DC voltage source, and the secondary winding of the transformer through the first and second contacts of the auxiliary relay and through the coil of the fire relay is connected to the inputs of the emitter.