论文_ZPW-2000A.doc

ZPW-2000A自动闭塞报警电路的改进设计黄成浩 马衍明 ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞设备上道应用后，以其运用中较高的稳定性、可靠性和维护中的方便性受到了现场的一致好评。但在移频设备报警电路的设计中却存在不足，对于大站即移频盒使用较多的车站无法实现正常报警。下面以京九线聊城北站为例对这个问题产生的原因进行分析，并对该问题的解决办法进行论述。一、存在问题 聊城北站于2005年6月份ZPW-2000A移频自动闭塞设备开通使用后，移频盒故障后一直无法实现控制台报警，这给设备可靠运行带来隐患：假如设备运行过程中一个移频盒故障，故障盒自动导至+1 盒（接收盒转为并机工作），但由于报警电路故障，无法实现报警，车站值班人员和电务人员不能及时发现并更换故障移频盒，而此时又恰巧发生另一个移频盒故障，则第二个故障盒没有备用盒替代工作，造成故障盒所在区段红光带，干扰正常行车。二、原因分析1、报警电路工作原理：根据报警电路原理图，移频报警继电器（YBJ）与第一个移频柜的第一个发送检测盒（FJ）（本图以FJ为例，也可以是衰耗隔离盒(SG)）内的三极管相连，三极管的工作电压通过盒内光耦的三极管导通提供；当光耦的发光二极管工作电流满足要求，发光二极管使三极管导通，三极管1获得工作电压，YBJ就会励磁吸起，表明设备正常，否则表明有设备故障。报警电路对移频盒检测的设计思路是对应区间的每个区段发送盒(FS)、接收盒（JS）共设置一个衰耗隔离盒(SG)，对应每个站内发送盒（ZFS）设置一个发送检测盒（FJ），SG、FJ报警部分光欧1、三极管1设置相同，区别只是FJ内置一个光耦2、SG内置二个光藕即光耦2、光耦3（对应FS、JS）。当FS、JS、ZFS正常时，相应光耦的三极管导通，否则截止；光耦1的发光二极管接Z24V电源，与全站每个FJ、SG光耦的三极管依次相连接，最后一个光耦的三极管接F24V；这样当所有移频盒正常时，相应光耦的三极管全部导通，光耦1的发光二极管电流正常，三极管导通，三极管1获得工作电压，YBJ就会励磁吸起；当任何一个移频盒故障，相应光耦的三极管截止，导致YBJ失磁落下，通过YBJ后接点接通控制台报警电路，利用控制台进行声光报警，值班员发现后通知信号值班人员及时更换故障盒，避免影响行车的故障发生。 YBJ 03-16 (YBJ) +24 Z24 Z24 03-15(YB+) 光藕1三极管1 E 光耦2 光耦2 03-13 03-14 03-13 03-14 光耦2 光耦3SG FJ F24 移频报警原理图 2、不报警原因分析：根据原设计报警电路分析，聊城北站共有移频自动闭塞分区20个，站内3条正线、14股道，区间移频盒40个（每个区段FS、JS各一个），站内发送盒共36个（正线9个、股道22个、+1盒3个、接近盒2个），共用移频盒76个（40+36=76）。用于报警电路的光电耦合器，型号为PLP521-4，经查阅技术资料和实际测量，在光耦导通的情况下，发光二极管阻值约为42欧姆，三极管阻值约为19欧姆。第一个FJ的光耦1的发光二极管串接电阻的阻值为510欧姆，所有报警光耦的三极管电阻和约为1444欧姆（19761444），则光耦1的发光二极管导通回路阻值一共为1996欧姆（510+42+14441996），经计算可得：光耦1的发光二极管导通回路电流约为12 mA（2419960.012A）。该光耦要求发光二极管典型导通电流为16mA，而实际电流明显低于典型导通电流16mA，则光耦1的三极管无法导通，与YBJ相连的三极管1则不能得到工作电压，致使YBJ励磁电路不能导通，报警电路无法工作。三、解决办法以前对该问题的解决办法，都是分段设置继电器，再通过串接各继电器接点后设总报警继电器来实现报警，该方法需要增加继电器和配线且施工复杂。通过对该报警电路进一步分析：24V16mA=1500欧姆,1500510-42=948欧姆，9481949个（光耦的三极管阻值约为19欧姆），说明该报警电路最多能保证不超过49个移频盒的车站使用。要使这种站场大、区间长使用移频盒多（超过49个）的车站的移频设备能正常报警，就必须改造该报警电路。我们通过深入分析报警电路工作原理，认真研究，反复试验，最后决定利用SG、FJ内部电路，以移频柜为单位，通过改变机柜的外部配线，解决该问题，1、具体方法：l 第一个移频柜最后一个FJ(或SG)外配 03-14原接第二个移频柜的第一个FJ(或SG)外配 03-13现改为接03-16。以后各柜依次按此修改。l 每个移频柜第一个FJ(或SG)增配03-13 至03-15连线。2、原理： 配线修改后，第一个移频柜的光耦1的发光二极管串接的就为本柜的所有FJ(或SG)报警光耦三极管和第二个移频柜的FJ(或SG)的三极管1；第二个移频柜的光耦1的发光二极管串接的就为本柜的所有FJ(或SG)报警光耦三极管和第三个移频柜的FJ(或SG)的三极管1，以后各个移频柜都这样顺序连接，最后一个移频柜的最后一个FJ(或SG)报警光耦三极管（即03-14）接-24V。因为区间移频柜的移频盒比站内发送柜多，以区间移频柜为例说明本电路：在每个发送、接收盒工作正常（相应光耦2、光耦3导通）时最大为380欧姆（1920380，移频柜最多安装20个移频盒）；三级管1导通后集电极和发射极间电阻可忽略不计，现按上限计算，定为10欧姆；移频柜第一个SG光耦1发光二极管侧导通回路电阻最大为942欧姆，（1920+10+42+510=942）,电流为25 mA（24942=0.0255A），远大于导通电流16 mA。所以，当所有移频盒工作正常时，每个移频柜第一个SG(或FJ)光耦1和三级管1都导通，使得接在第一个移频柜第一个FJ(或SG)三级管1（即03-16）上的YBJ励磁吸起。如果任一个移频盒故障，相应报警光耦截止，使本柜第一个SG(或FJ)光耦1二极管回路断开，导致三级管1截止，使得前一个移频柜第一个SG(或FJ)光耦1二极管回路断开、三级管1截止，顺序前传， 最终使第一个移频柜第一个衰耗盒三级管1截止，YBJ失磁落下，控制