交通电路处理 8

第十章电子模块道岔控制电路及其故障处理10.1

POM4道岔控制电子模块10.2

POM4四线制表示电路及故障处理10.3

POM4电机动作电路及故障处理

10.1

POM4道岔控制电子模块

10.1.1

POM4模块的作用

POM4道岔操作模块是西门子公司的信号联锁系统设备所采用的模块之一。POM4道岔操作模块即是点对点式控制模式(PointOperatingModule)的简称。10.1.2

POM4模块的技术数据

POM4模块的相关技术数据如表10-1所列。图10-1为POM4模块板的实物图。图10-1

POM4模块板的实物图

10.1.3模块灯位显示的含义

如图10-2所示为POM4模块面板示意图，表10-2是POM4模块灯位显示的含义及相关对象的用途列表。关于道岔控制模块面板上各表示灯及相关开关、按钮的具体作用可参看公司产品说明书。图10-2

POM4模块面板示意图

10.2

POM4四线制表示电路及故障处理

10.2.1表示电路原理

1.道岔在右位时的表示电路

POM4模块使道岔处于定位时称为右位，也称之为正位。此时的转辙机内部速动开关接点A组和B组为顶起状态，接通下层接点为A3-A4和B3-B4；速动开关接点C组和D组为落下状态，接通上层接点为C1-C2和D1-D2。其电路图如图10-3所示，模块的1、2、3、4端子所对应的连线称为1线、2线、3线、4线，其中1线、2线、3线分别与三相电机的三相定子绕组相连接。图10-3道岔在右位时的表示电路

在没有接收道岔转换命令时的常态下，模块处于采集位置信息的工作状态。POM4板的3、4端子作为发送端向3、4线送出检测电压(直流60 V)；1、2端子作为接收端从1、2线接收检测电压。在道岔位置正确且电路导通的情况下，1线与4线、2线与3线是接通的。

(1) 3-2线检测电源通路。

+60 V→POM4板3→终端架XA3-13→终端架XE-15→电缆盒3→机内插座3→遮断开关3-2→遮断开关3-1→电机U1-U2→速动开关B3-B4→速动开关A4-A3→电机V2-V1→遮断开关2-1→遮断开关2-2→机内插座15→电缆盒2→终端架XE-14→终端架XA3-12→

POM4板2

(2) 4-1线检测电源通路。

-60 V→POM4板4→终端架XA3-14→终端架XE-16→电缆盒4→机内插座5→遮断开关5-2→遮断开关5-1→速动开关C1-C2→速动开关D2-D1→电机W2-W1→遮断开关1-1→遮断开关1-2→机内插座1→电缆盒1→终端架XE-13→终端架XA3-11→POM4板1

就是说，当模块从3(+)、4(-)送出电压，于2(+)、1(-)能接收到电压时，表明道岔在右位(定位)，且室外定位表示电路正常。

2.道岔在左位时的表示电路

POM4模块使道岔处于反位时称之为左位，也称之为负位。此时在转辙机内部的速动开关接点A组和B组为落下状态，接通上层接点A1-A2和B1-B2；速动开关接点C组和D组为顶起状态，接通下层接点C3-C4和D3-D4。其电路图如图10-4所示。图10-4道岔在左位时的表示电路

道岔在左位时的位置监测通路与道岔在右位时不同，此时2线与4线、1线与3线是接通的。

(1) 3-1线检测电源通路。

+60 V→POM4板3→终端架XA3-13→终端架XE-15→电缆盒3→机内插座3→遮断开关3-2→遮断器3-1→电机U1-U2→速动开关D3-D4→速动开关C4-C3→电机W2-W1→遮断开关1-1→遮断器1-2→机内插座1→电缆盒1→终端架XE-13→终端架XA3-11→POM4板1

(2) 4-2线检测电源通路。

-60 V→POM4板4→终端架XA3-14→终端架XE-16→电缆盒4→机内插座5→遮断开关5-2→遮断器6-2→遮断器6-1→速动开关A1-A2-B2-B1→电机V2-V1→遮断开关2-1→遮断器2-2→机内插座15→电缆盒2→终端架XE-14→终端架XA3-12→POM4板2

就是说，当模块从3(+)、4(-)送出电压，于1(+)、2(-)能接收到电压时，表明道岔在左位(反位)，且反位表示正常。

10.2.2表示电路故障现象

1. LOW机界面上的现象

采用POM4模块的道岔控制设备，当道岔出现异常时，在LOW机上通常有三种表示现象：

(1)在联锁系统与道岔通信中断(即联锁系统得到不到道岔的任何信息)时，“道岔灰色”，即表明道岔无信息状态。

(2)因故未及时接通表示电路，或道岔接收到转换命令后，因没有动作电源，“道岔短闪”，即表明道岔在失表状态(同时POM4模块面板上的PD绿灯熄灭)。

(3)道岔在转换中挤岔，无法转换到位时，道岔光带的两条岔腿同时长闪，即表明道岔处于挤岔状态(同时POM4模块面板上的挤岔表示灯PT1亮红灯)。

2. POM4面板指示灯现象

在POM4模块面板上，对应道岔的两个位置右位(正位)和左位(负位)各设有两个指示灯R1、R2，L2、L1。正常情况下道岔在右位时R1、R2灯点亮，左位时L2、L1灯点亮。R1和L1用于监测1线的表示电源；R2和L2用于监测2线的表示电源，有电点亮，无电熄灭。

(1)道岔在右位时(道岔未转换期间)，如果1线(或4线)断，则R1因不能监测到表示负电源(-60 V)而灭灯；如果2线(或3线)断，则R2因不能监测到表示正电源(+60 V)而灭灯。

(2)道岔在左位时(道岔未转换期间)，如果1线(或3线)断，则L1因不能监测到表示正电源(+60 V)而灭灯；如果2线(或4线)断，则L2因不能监测到表示负电源(-60 V)而灭灯。

10.2.3表示电路故障处理

1.右位(定位)表示故障

现假设道岔在右位时表示线1于电缆盒至转辙机插座端子之间的电缆断线，造成无表示现象。图10-5所示为道岔右位时的表示电路简略图。图10-5道岔在右位时表示电路简略图

故障处理方法或过程如下：

(1)在LOW机上确认故障对象。

在LOW机(人机对话显示屏)上观察故障现象，以确定道岔是右位无表示还是左位无表示。必要时可通过操纵道岔试验进行故障范围压缩分析。

(2)观察POM4面板指示灯。

在LOW机上确定道岔右位无表示后，观察POM4模块面板上的指示灯显示情况。本例的故障现象是其位置表示灯R1灯灭，R2灯亮。由此可知POM4模块工作正常，而且能向3、4线提供位置检测电压。

R2灯亮表明2、3线导通(即说明POM4模块从2线上已经能正常接收到3线送来的检测电压)；R1灯灭表明1线不能将4线的检测电压送入模块中。因此可判定开路点在1、4线的通路中。

(3)区分故障在室内还是室外。

首先在终端架3、4线的对应输出端子15、16上测量检测电压(要注意电源的极性：15为正，16为负)，观察有无直流120 V电压。若有表明故障在室外；反之，故障在室内。本例的测量结果是终端架端子15、16上有120 V电压，由此可判定故障在室外。

(4)查找故障点。

首先打开道岔电缆盒(在室外)，分别测量3、4，1、2端子间电压。结果为3、4有电压，而1、2无电压。

然后沿3、4线平行地步进测量各端子电压。即先后测量插座3、5→遮断开关3-2、5-2→遮断开关3-1、5-1→速动开关接点A3、C1，A4、C2……遮断开关2-2、1-2→插座15、1端子电压(对照图10-5观察分析)。若测量的所有端子间皆有120 V电压，则表明这些端子所在的电路无故障。

接着测量电缆盒1、2端子时电压变为0，由此可知开路点在遮断开关1与15至电缆盒1与2之间的两根电缆中一根开路。

由于其中有两根电缆，为进一步找到故障点，可将万用表红表笔放在电缆盒2端子上不动，用黑表笔分别测量插座1(有电)、电缆盒1(无电)端子电压，于是开路点就被找到。

最后，可用备用电缆芯线替换故障的电缆线，并进行试验，以确认故障恢复。

注：在室外的测量过程中，为快速找到故障点，可以采取“中点法”进行测量。如本例中，在测量完插座3、5端子有电压后，接着就可以测量插座15、1端子，发现也有电压后，就已经表明转辙机内部电路完好了，后面的测量过程就可省略。

2.左位(反位)表示故障

左位(反位)表示电路故障的处理方法与上例过程是一样的，只是要注意检测电源的极性变化，同时在单元面板上注意观察位置表示灯(L1、L2)亮灯情况。L1检测1线，对应正电位，若灯不亮，表明1线与3线不通；L2检测2线，对应负电位，若灯不亮，表明2线与4线不通。即通过观察POM4模块面板指示灯情况就可以知道是1线与3线不通，还是2线与4线不通，其他的故障点查找方法同右位表示电路故障时的处理方法一样。这里不介绍。

道岔在左位时表示电路简略图如图10-6所示。

图10-6道岔在左位时表示电路简略图

3.表示电路故障处理注意事项

(1)在出现故障的情况下，通常可以先对道岔进行操纵试验，根据故障现象综合分析可以对故障的范围做出快速的判断。

(2)在电子模块控制电路中，用于检查道岔位置的表示电源是稳定的直流±60 V，不同于继电器控制电路中的交流110 V。所以在测量过程中，要时刻分清所测试端子上的电源极性，以免损坏万用表。当然，也要注意万用表挡位的合理选择。

(3)在开始查找故障前，必须观察道岔电子控制模块的工作情况及面板上的表示灯状态，这样可以快速做出判断。如果怀疑模块板损坏，可更换模块进行检查。

(4)对电子模块控制电路进行开路或短路故障处理时，可以采用测量回路电阻的方法来处理，这样可以提高故障处理效率。但在用这种方法测量之前，务必要将室内电源断开。

10.3

POM4电机动作电路及故障处理

10.3.1电机定子绕组两种连接工作状态电子模块控制电路不同于继电器控制电路。在继电器控制电路中，于整个道岔转换过程当中，三相电机U、V、W三个定子绕组的连接方式始终是Y型连接形式，而电子模块控制电路，在道岔转换过程中的解锁阶段与转换阶段，电机U、V、W三个定子绕组的连接方式是不一样的。

电子模块控制电路只是在道岔转换阶段电机U、V、W三个定子绕组的连接方式才转为Y型连接，而在开始的解锁阶段三个绕组中的两个是串联，接入的是线电压380 V，另一个绕组与中线N连接，所接入的是三相交流电的相电压220 V。至于哪两个绕组串联与道岔欲要转换的位置相关。

另外，在采用电子模块控制道岔时，在道岔的转换过程中联锁系统一直在跟踪监测，一旦发现道岔在设定的时间内不能解锁或解锁后不能转换到底时，会立即停止动作电源的输出，有的电子模块还可以自动控制道岔回转。清楚这一点，对启动电路的故障处理也有帮助。

10.3.2从右位转向左位的转换电路

道岔从右位(定位)转向左位(反位)时，在电机电路的初始状态(即道岔解锁阶段)，接点组的接通状态为：A3-A4、B3-B4及C1-C2和D1-D2。因此，电机的U、V两绕组线圈相串联(即2、3线相通)，W绕组与中心线N相连(即1、4线相通)。电路接通情况如图10-7中粗实线和粗虚线所示，实粗线是2、3线的连通线，粗虚线代表1、4线的连通线。图10-7道岔由右位转向左位时解锁阶段的电机电路

电机电路接通后，电机转动带动传动装置实现道岔解锁，这个过程使速动开关C组和D组接点被顶起，将速动开关状态转为：A组和B组乃为顶起状态(A3-A4和B3-B4保持接通)，而速动开关接点C组和D组接通下层接点C3-C4和D3-D4，并使N线断开，于是将电机的三个绕组改为Y型连接，此时的电路接通情况如图10-8中粗线所示。电机继续转动，直到道岔转换到反位，之后速动开关接点A组和B组打落，从而切断绕组电路使电机停止转动，完成道岔转换。最后，室内POM4板中的切换电路动作，切断交流380 V动作电源，接通直流60 V表示检测电源，给出道岔左位表示，道岔转换完成。图10-8道岔由右位转向左位时转换阶段的电机电路

10.3.3电机电路故障分析及处理

下面我们从道岔转换的不同过程以及可能出现的情况着手分析其故障的可能性及其处理方法。

(1)若发现刚开始即道岔转换的解锁阶段电机就不能动作，那么，由于电机的工作通路与开始状态下的表示电路是完全相同的，如果出现电路故障，必然影响开始位置的表示。也就是说这种电路故障是以表示电路故障的处理方式加以处理的。

如果此时的故障情况没有影响到目前位置的表示，那么可能是室内的电气元件或电源故障，或联锁系统本身错误造成。比如，不能提供动作电源或电子模块本身故障等的故障的处理就属于电气单元的故障修复问题，不属于我们这里讨论的范围。

(2)如果是电机在解锁后出现断电而使电机停转。通常是因为中线N被切断后电机绕组不能将三相电源构成Y型连接所致，那么其故障的范围在速动开关组的接点部分。

假设道岔由右位向左位转换时，电机刚转动后就停止了。正常的情况下道岔解锁后，电机绕组将由原来的U、V串联，W、N串联状态转为Y型连接，电机会接着转动。转型后的绕组接通电路如图10-9所示。现在电机刚转动后就停止了，表明道岔解锁后，速动开关组刚断开C1-C2和D1-D2，接通C3-C4和D3-D4后，电机因缺相而停止了转动，即电机在道岔解锁后不能接通Y型连接。

依据电路图分析可知，这时电路在D1—C3—C4—D4—D3—B3之间存在开路点，如图10-9中粗线部分所示。

由于道岔原在右位时表示是正常的，且此电路的故障虽然会影响左位的表示，但道岔无法转到左位，故此种故障情况开始是不能被发现的。

对这一故障的处理方法及步骤是：当出现不能左转时，将道岔向右位回操，并保留在右位，然后对上面这一段的电路采用电阻法进行测量，再结合现场情况