JT1-CZ2000型一体化机车信号.ppt

JT1 CZ2000型一体化机车信号 车载设备系统 主讲人 徐敬东 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 1 2 3 4 概述 系统介绍 地面轨道电路简介 系统原理及技术特点 目录 5 机械接口及电气接口 6 常见设备异常分析及维护 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 概述 JT1 CZ2000型一体化机车信号车载系统设备 该设备是按照铁道部2000年立项的 主体化机车信号设备的研制 项目 从提高机车信号车载设备系统可靠性 安全性 满足机车信号主体化的要求研制的新一代机车信号设备 该设备由北京交通大学研制 铁路信号专业工厂生产 设备采用了 2 二取二 的冗余容错安全结构 满足铁路信号设备的 故障 安全 要求 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 概述 设备符合 科技运函2006 82 号 JT C系列机车信号车载系统设备技术规范 暂行 运基信号2006 243 号 JT C系列机车信号车载系统设备安装规范 暂行 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 概述 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统介绍 系统功能 系统构成 环境条件 设备供电 JT1 CZ2000型一体化机车信号 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统介绍 系统功能 适用轨道电路 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统介绍 系统功能 信号输出1 主机接收地面轨道电路信息 对应输出8个不同的灯位信息和3位速度等级信息 2 主机同时输出过绝缘节信息JY和制式信息ZS 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统介绍 系统构成JT1 CZ2000型一体化机车信号车载系统设备 以下简称 设备 由以下几部分构成 1 机车信号主机2 机车信号记录器3 机车信号机4 双路接收线圈5 机车信号远程监测数据传输模块 选配 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统介绍 系统构成 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统介绍 环境条件设备工作的环境条件遵循铁道部标 TB T3021 2001铁道机车车辆电子装置 满足以下指标 1 大气压力74 8kPa 106kPa 海拔高度不超过2500m 2 机车内部空气温度为 25 45 设备应考虑直接邻近电子元件处的空气温度可能在 25 70 之间变化 车外温度为 40 70 设备允许在不低于 40 的环境中存放 3 最湿月月平均最大相对湿度不大于90 该月月平均最低温度为25 4 设备应能承受使用时的振动和冲击而无损坏或故障 5 设备应安装在能防止风 沙 雨 雪直接侵入的车体内 6 周围无腐蚀性和引起爆炸危险的有害气体 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统介绍 设备供电1 设备从机车配电盘取得电源 标称电压为DC110V 功耗约为40W 设备可靠工作的电源波动范围为77 138V 设备通电时最大瞬间电流约为3A 2 当机车供电电源为非DC110V供电时 用户应在订货时向供货商提出要求 主机应明确标明适用的供电电压 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 地面轨道电路简介 概述 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 地面轨道电路简介 概述轨道电路是铁路信号自动控制的基础设备 是为了检查列车或车辆占用钢轨线路状态 以铁路线路的两根钢轨作为导体 两端加以电气绝缘或电气分割 并接上送电设备和受电设备构成的电路 轨道电路电码化是为了保持机车信号设备能连续不间断地接收到前方信号点传送的信息 保持机车信号设备不间断工作 在连续式轨道电路上 当列车接近或进入轨道电路区段时 向钢轨线路发送机车信号所需电码的方法 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 地面轨道电路简介 概述自动闭塞区段的轨道电路一般都直接带有连续的机车信号信息 而不带机车信号信息的自动闭塞区间或车站 为了使机车信号设备能连续不断地接收到信息 都设置了电码化设备 当前实现轨道电路电码化的方式有切换式 叠加式和预叠加式3种 国内常见的自动闭塞轨道电路制式有交流计数电码自动闭塞 国产移频自动闭塞 ZPW2000系列无绝缘轨道电路自动闭塞 另外还有少数区域应用极频自动闭塞 单轨条轨道电路 UM2000数字编码无绝缘轨道电路等轨道电路制式 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 地面轨道电路简介 轨道电路 交流计数交流计数电码轨道电路是以不同脉冲数目和脉冲宽度的交流电码作为信息电流向钢轨中传输的轨道电路 现在还在使用中的交流电流的频率有2种 25Hz 适用于电气化铁路区段 避开电气化区段牵引电流的干扰 50Hz 适用于非电气化区段 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 地面轨道电路简介 轨道电路 交流计数交流计数信息特征示意图 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 地面轨道电路简介 轨道电路 极频极频轨道电路是在钢轨线路上传输脉冲的极性和频率特征信息电流的轨道电路 是极性频率脉冲轨道电路的简称 通过钢轨作为传输通道 可传输不同极性和频率脉冲的信息极频信息特征示意图 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 地面轨道电路简介 轨道电路 移频移频轨道电路是通过向钢轨线路传送移频特征的信息电流的轨道电路 移频是频率调制方式中的一种制式 移频信息特征示意图移频信号的频率是随着调制信号脉冲和间隔的改变而变化的 当调制信号为脉冲时 移频信号频率为f1 调制信号为间隔时 移频信号频率为f2 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 地面轨道电路简介 轨道电路 移频国产移频的载频中心频率f0有550Hz 650Hz 750Hz 850Hz4种 其中上行线650Hz和850Hz 下行线为550Hz和750Hz f1和f2由频偏 f决定 国产移频的 f 55Hz 所以f1 f0 55Hz称为上边频 f2 f0 55Hz称为下边频 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 地面轨道电路简介 轨道电路 UM71UM71是谐振式电气隔离无绝缘轨道电路 该轨道电路是中国从法国CSEE公司引进的 UM71型无绝缘轨道电路是移频轨道电路的一种类型 它的载频中心频率f0分别为1700Hz 2000Hz 2300Hz 2600Hz4种 上行线为2000Hz和2600Hz交替使用 下行线为1700Hz和2300Hz交替使用 频偏 f 11Hz f0 f为上边频 f0 f为下边频 低频调制频率共18个 从10 3 29Hz按等差级数递增 每隔1 1Hz一个 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 地面轨道电路简介 轨道电路 ZPW2000ZPW2000无绝缘轨道电路是中国在UM71轨道电路基础上自行研制的一种无绝缘多信息移频轨道电路 ZPW2000下行线路的载频中心频率是 1700 1 1701 4Hz 1700 2 1698 7Hz 2300 1 2301 4Hz 和2300 2 2298 7Hz 上行线路的载频中心频率是 2000 1 2001 4Hz 2000 2 1998 7Hz 2600 1 2601 4Hz 和2600 2 2598 7Hz 频偏为 11Hz 低频调制频率共18个 从10 3 29Hz按等差级数递增 每隔1 1Hz一个 UM71只使用14个低频 ZPW200018个低频信息全部使用 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 地面轨道电路简介 轨道电路 UM2000UM2000型无绝缘轨道电路 是法国CSEE公司生产的TVM430 SEI列控联锁一体化系统 在区间和车站内均安装了UM2000型无绝缘数字轨道电路 实现了区间 站内轨道电路的一体化 UM2000轨道电路的调制方式采用了调频方式 FM 不同于UM71的FSK方式 信号的频带限制在载频的 40Hz范围之内 目前在我国秦沈客运专线上使用 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 统一的功能板面板完全按照欧标设计 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 系统构成 一体化机车信号 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 采集地面信号 A D转换 DPS处理 控制输出 灯位显示 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 信号采集 A D转换 DSP处理 输出控制 灯位显示 由信号机进行点灯显示 控制信号的输出 保证输出的安全性 符合 故障 安全 原则 主机CPU对数据进行数字化处理 主机板的模 数转换电路完成 由双路接收线圈感应地面轨道电路信号 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 JT1 CZ2000型一体化机车信号 主机板主机板是主机的核心部件 负责实现对接收到的地面轨道电路信息进行处理 并完成向后级设备的并口和串口输出控制 主机板采用 2 二取二 故障安全结构 主机板采用底板上插CPU板的形式 方便了软件升级 故障定位 信号输入部分采用隔离放大器 以减少传统分立元件的离散性 并提高可靠性 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 JT1 CZ2000型一体化机车信号 主机板 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 双击热备工作原理保留既有成熟双机热备切换电路 在主机故障时自动切换到备机 新增利用双套间动态信息交换 通过外部切换控制 来自面板或测试仪 可以强行设置A B机为工作机或是备机 为系统自动测试提供了基础 A B按钮不允许被同时按下 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 双机热备工作原理框图 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 二取二工作原理两路独立接收译码通道 1 同一接收线圈绕组2 独立隔离放大器 独立A D转换3 独立接收译码处理与输出两个CPU独立输出控制 1 译码结果比较2 并口输出控制3 串行口输出控制 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 二取二原理框图 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 主机板工作原理CPU1控制电路控制点灯输出 光电开关进行反馈检查CPU2新增安全控制电路控制大电流继电器 可关断点灯电源 控制动态控制安全点灯电源进行反馈检查 任何环节出问题 进入复位自检重起 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 主机板工作原理主机板输出采用继电器控制灯位信号输出 用光电耦合器件控制其它信号的输出 输入采用光电耦合器件隔离输入 主机板输出点灯电源为受主机板输出动态控制的48V电源 主机板内使用了高安全性的3路相互独立的动态监督电路 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 JT1 CZ2000型一体化机车信号 连接板连接板上利用两个继电器实现双套主机的主备切换控制 该继电器加有缓放保持电容 防止信号闪灯输出时 主备机由于闪灯断电引起的错误切机 连接板实现原来接线盒中I II端接收线圈选择切换控制功能 使用了2个双极保持型继电器 防止使用单个多组接点继电器故障引起无法切换问题 连接板使用1个双极保持型继电器实现I II端开关 上下行开关 模式开关 工作电源控制选择 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 JT1 CZ2000型一体化机车信号 连接板 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 JT1 CZ2000型一体化机车信号 连接板接收线圈匹配负载电阻设计在连接板上 方便主机配合单线圈使用时更改设置 连接板前面板上设置6个指示灯用于指示A B主机板工作状态 另外增加了2个指示灯用来指示上下行信号输入 连接板前面板上A B按钮用于实现强制A B主机板成为工作主机 主机板A B的电源输入保险管座设置在连接板上 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 JT1 CZ2000型一体化机车信号 电源板主机中有2块电源板 构成热备冗余 每块电源板上有一个DC110V变48V电源模块 输出一路常有的DC48V电源供主机板和记录器板工作 另外输出一路受主机板输出的动态信号控制的DC48V动态点灯电源 动态信号消失时点灯电源关闭 动态电源满足故障安全 两块电源板常有的DC48V经过二极管并联到一起 共同向主机板 记录板和其它辅助电路供电 而动态电源只供给各自受到控制的主机板 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 JT1 CZ2000型一体化机车信号 电源板 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 JT1 CZ2000型一体化机车信号 电源板 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 JT1 CZ2000型一体化机车信号 技术指标 灵敏度使机车信号设备工作 稳定译码 的最小的钢轨短路电流值电化区段25Hz交流计数的灵敏度为1 05 0 1A 非电化区段50Hz交流计数的机车信号灵敏度的钢轨短路电流值为0 75A 0 15A 设备的整机返还系数应不小于75 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 系统原理及技术特点 JT1 CZ2000型一体化机车信号 技术指标 机车信号灵敏度 移频 以及对地面钢轨最小短路电流值的要求应符合下表规定 机车信号灵敏度 ZPW2000 以及对地面钢轨最小短路电流值的要求应符合下表规定 系统原理及技术特点 JT1 CZ2000型一体化机车信号 技术指标设备接收移频信息时 其应变时间为 转换为L LU时的应变时间应不大于2s 其他不大于1 5s 从有信息到无信息的应变时间应不大于4s 接收交流计数信息时 应变时间不大于7s 从L U UU信息到无信息的应变时间不大于9s 从HU信息到无信息的应变时间不大于7s 接收信息从其他制式转为移频或ZPW 2000系列时 信号显示的应变时间不大于2s 接收信息从其他制式转为交流计数时 信号显示的应变时间符合上条 系统原理及技术特点 JT1 CZ2000型一体化机车信号 技术指标主机直流输出信息的指标1 直流电压 35V 60V为高电平 1 低于10V为低电平 0 2 输出信息驱动能力 12mA 20mA 内阻不大于200 杂音电压小于5 机械接口及电气接口 机械结构主机尺寸为 单位 mm 长 宽 高 335 1 283 1 221 1 重量约为10kg 机箱内部件各个厂家之间互相兼容 安装兼容 大小尺寸统一 使用维护方式统一 主机箱内插槽板可做到不同厂家设备可互换 采用XC系列高可靠小圆型线簧孔卡口电连接器提高系统可靠性 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 设备安装1 主机箱安装需要留有一定的空间 以保证较好的通风对流以便散热 改善系统的可靠性 2 主机安装位置最好能够便于日常维护 机车信号主机日常维护需要操作人员方便接触主机 按压主机面板按钮 转储机车信号记录数据等 3 主机采用固定架安装 机箱底座固定架上有两个安装孔 9mm 孔心距140mm 安装时直接将机箱底座滑入固定架 然后用专用螺母将机箱固定 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 主机安装 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 机车信号机双面八显示机车信号机 mm 长 446 1宽 100 1高 119 1信号机使用LED显示 降低功耗 提高可靠性 各个厂家信号机安装兼容 大小尺寸统一 使用维护方式统一 信号机增加 ZS 指示灯 上下行 开关及 模式转换 开关等新功能 简化系统构成 采用XC系列高可靠小圆型线簧孔卡口电连接器提高系统可靠性 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 机车信号机 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 信号机安装1 信号机重量约2kg 2 信号机被安装在司机室前挡风玻璃中间或两侧 保证司机方便观察 信号机下方的开关和指示灯不能被遮挡 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 接收线圈一体化机车信号接收线圈采用双线双出 隐蔽出线 钢包软管线缆防护设计方式 避免车外线缆易损坏的薄弱环节 提高可靠性 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 接收线圈的安装1 单个接收线圈重量约为12Kg 2 接收线圈安装位置在机车排障器后与第一轮对之间 距第一轮对轴心水平距离大于1 5m处机车提供的安装架上 必须要保证接收线圈底部与轨面距离为155 5mm 接收线圈中心与轨面中心偏移小于 5mm 安装时必须使线圈外壳上方箭头指向一致 以免同名端接反 3 接收线圈周围300mm空间内不应有大体积的金属物体 4 安装布线时 将电缆与机车底部固定点捆绑牢固 防止机车在高速运行中 产生剧烈振动对线缆造成疲劳性损坏 以确保线缆的正常使用寿命 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 接收线圈的连接方式 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 接收线圈的安装方式 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 接口连接器 一体化机车信号的主机和信号机的连接器 航空插头 采用高可靠连接器 GJB2889 XC系列高可靠小圆型线簧孔卡口电连接器 配线工艺采用WAGO端子 系统使用的线缆采用符合TB T1484 1 2001的铁路专用电缆 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 接口连接器 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 接口连接器 插头 插座 连接器 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 接口连接器 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 电气连接图 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 电气接口定义表 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 主机背面布局图 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 接收线圈电气连接图 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 接收线圈电气指标单个接收线圈的参数指标 电感量 60mH品质因数 5 5直流电阻 8 线圈绝缘电阻 30M 哈密电务段车载设备车间设备检修工区 机械接口及电气接口 接地连接接地的好坏直接影响整个系统的电磁兼容性能 针对国内目前运行机车的现状 当前的接地采用的是单点接地 主机箱后面板设有专用接地端子 通过接地编织线就近连到机车接地端子 主机箱接地端子使用主机自带的M4螺栓和垫圈4 接地编织线截面积不低于6mm2 螺栓 螺母和垫圈应为涂锌钢 双面钝化处理 机车信号机安装底板要求采用电镀工艺 通过安装螺栓与机车车体连接 螺栓 螺