СХЕМА ДЛЯ УСТАНОВКИ И КОНТРОЛЯ СВЕТОВЫХ СИГНАЛОВ Российский патент 2002 года по МПК G01R31/02 G08B29/06 

Изобретение относится к схеме согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения. Подобная схема известна из патента DE-PS 2255200. Там раскрыта схема для релейно контролируемых электрических цепей для определения соприкосновения жил, которая обходится одним единственным реле контроля для контроля ламп разрешающего сигнала и стоп-сигнала светового сигнала. Для подключения лампы разрешающего сигнала предусмотрены два включаемые друг за другом исполнительных органа, из которых срабатывающий вначале при своем приведении в действие отключает включенное в цепь стоп-сигнала реле контроля и прикладывает однополюсно напряжение к подключаемой лампе разрешающего сигнала через обмотку еще отключенного реле контроля. За счет намеренного отключения реле контроля при смене положения "Стоп" на "Разрешено" это реле контроля подвергают проверке отпускания. Сразу после включения первого исполнительного органа включается также второй исполнительный орган. Он прерывает с одним контактом еще замкнутую до сих пор цепь для лампы стоп-сигнала и замыкает последовательно вторую жилу к лампе разрешающего сигнала. При правильном рабочем состоянии светового сигнала реле контроля снова срабатывает, причем направление тока в реле контроля по сравнению с направлением при подключенной лампе стоп-сигнала изменилось.

Таким образом при проверке отпускания контакты вначале включаемого исполнительного органа подготовительно для подключения лампы разрешающего сигнала реверсируют направление тока для контрольного устройства. Если цепь разрешающего сигнала при подключенной лампе разрешающего сигнала в любой момент времени имеет соприкосновение с жилой лампы стоп-сигнала, то реле контроля за счет короткого замыкания отпускается.

Эта известная схема для реализации вышеназванного коммутационного цикла зависит от того, что контакты соответствующих исполнительных органов переключают в один и тот же момент времени. Это означает, что исполнительные органы должны быть выполнены как сигнальные реле с принудительно замыкаемыми или размыкаемыми контактами.

Задачей настоящего изобретения является такое дальнейшее развитие известной схемы согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения, чтобы вместо сигнальных реле можно было применять обычные реле управления, которые должны выбираться исключительно по электрическим условиям эксплуатации, требуемой надежности и расходам.

Изобретение решает эту задачу за счет применения отличительных признаков п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные формы выполнения и развития соответствующей изобретению схемы указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Изобретение поясняется ниже более подробно с помощью чертежей, где
на фиг. 1 показано включение соответствующей изобретению схемы в цепь управления и контроля светового сигнала с лампой стоп-сигнала и с лампой разрешающего сигнала,
на фиг. 2 - 5 - схемы с соответственно одним приваренным переключающим контактом,
на фиг. 6 - схема с несколькими лампами стоп- и разрешающего сигнала, которые управляются и контролируются через стандартно выполненные сигнальные модули.

Схематически представленный на фиг.1 световой сигнал LS снабжен лампой разрешающего сигнала LG и лампой стоп-сигнала LR, которые являются попеременно подключаемыми централизационным постом. Для этого обе сигнальные лампы через схематически показанные также более длинные питающие линии L1, L2 соединены с внутренней установкой централизационного поста. Для переключения сигнальных ламп служат подключаемые известным образом один за другим с централизационного поста исполнительные органы S0 и S1. Централизационный пост представлен надежной вычислительной системой, один канал которой обслуживает один исполнительный орган, а другой канал - другой исполнительный орган. Разделение каналов представлено на фиг. 1 пунктирными линиями. Штриховые линии означают не теряемое разделение потенциалов между отдельными компонентами схемы.

Оба исполнительных органа S0 и S1 в отличие от уровня техники выполнены не в виде сигнальных реле с принудительным замыканием или размыканием замыкающих и размыкающих контактов, а в виде реле управления без принудительного замыкания или размыкания переключающих контактов S0/1 и S0/2 или соответственно S1/1. Они рассчитаны механически так, что отдельные переключающие контакты, если они привариваются в одном положении, при реверсировании соответствующего реле больше не могут переключаться; размыкающий контакт остается замкнутым и замыкающий контакт остается открытым; это означает, что в случае неисправности один из рассмотренных переключающих контактов механически фиксирован, в то время как другой переключающий контакт реле и дальше работает правильно.

На фиг. 1 показано подключение лампы стоп-сигнала LR светового сигнала LS. Питание сигнальной лампы происходит из работающего без заземления источника переменного напряжения. Ток питания проходит через замкнутый в исходном положении исполнительного органа S1 контакт S1/1 исполнительного органа S1, линии L2 к лампе стоп-сигнала LR, лампу стоп-сигнала LR, включенное в цепь питания контрольное устройство U и замкнутые в исходном положении исполнительного органа S1 контакты S0/2 и S0/1 исполнительного органа S0. При этом в контрольном устройстве U на резисторе Rx получается соответствующее питающему току напряжение сигнализации, которое через оптоэлектронный элемент связи ОК3 подводят для разделения потенциала к двухпороговому дискриминатору FD для оценки. На этом двухпороговом дискриминаторе позднее остановимся более подробно.

В последующем предположено, что световой сигнал LS должен показывать разрешающее показание сигнала. Для этого управляющая вычислительная система через один канал вначале включает исполнительный орган S0 и затем через другой канал исполнительный орган S1. При подключении исполнительного органа S0 его переключающие контакты S0/1 и S0/2 перекидываются соответственно в другое коммутационное положение. При этом оба переключающих контакта прерывают идущую через контрольное устройство U цепь питания для подключенной до сих пор лампы стоп-сигнала LR, которая однако не гаснет, поскольку питание сохраняется, и дальше через шунтирующий переключающий контакт S0/2, контрольное устройство U, переключающий контакт S0/1. Напряжение сигнализации на короткозамкнутом теперь резисторе Rx сразу падает, так что контрольное устройство U переходит в бестоковое состояние (проверка отпускания). Через контакт S0/1, резистор Rx и контакт S0/2 сигнальная лампа LG включена теперь однополюсно. Если в этот момент времени на одной из ведущих к лампе разрешающего сигнала жил за счет соприкосновения жил, например с жилой, ведущей к лампе стоп-сигнала, или за счет введенного напряжения постороннего источника лежит противоположный потенциал, то на резисторе Rx появится напряжение сигнализации, которое детектируют двухпороговым дискриминатором. Двухпороговый дискриминатор выдает после этого соответствующее контрольное сообщение на оценивающую вычислительную систему, которая из несвоевременного контрольного сообщения делает заключение о неисправности и вызывает на это определенную реакцию, которая при известных обстоятельствах может заключаться в отключении исполнительного органа S0. При этом однополюсно замкнутая цепь питания к лампе разрешающего сигнала LG прерывается, а лампа стоп-сигнала LG снова подключается.

Если названная выше неисправность не появляется, то есть контрольное устройство U после подключения исполнительного органа S0 было подвергнуто проверке отпускания, то вычислительная система подключает с задержкой также исполнительный орган S1, причем его переключающий контакт S1/1 перекидывается. При этом существующая цепь тока стоп-сигнала прерывается и последовательно соединяется вторая жила к лампе разрешающего сигнала LG. Цепь питания и контроля для этой сигнальной лампы проходит через замкнутый в рабочем положении второго исполнительного органа контакт S1/1 исполнительного органа S1, линии L1 и сигнальную лампу LG, замкнутый в рабочем положении первого исполнительного органа контакт S0/2 исполнительного органа S0, резистор Rx и контакт S0/1 первого исполнительного органа.

За счет применения реле управления без принудительного замыкания или размыкания переключающих контактов может возникнуть случай, что управляемые от реле S0 контакты работают далее не синхронно. Это имеет место тогда, когда один из контактов S0/1, S0/2 приварился. Этот контакт тогда является механически фиксированным, в то время как другой контакт реле и дальше работает правильно. С помощью фиг. 2-5 ниже представлено, что происходит, когда один из контактов является фиксированным в одном или другом положении; соответствующий контакт и его положения особенно выделены на чертежах более толстыми линиями. Контрольное устройство U символически представлено обмоткой реле.

В представленном на фиг. 2 сигнальном модуле SM показано, что контакт S0/1 исполнительного органа S0 приварен в положении, в которое он попал при подключении лампы стоп-сигнала LR. Если теперь подключается исполнительный орган S0 для подключения разрешающего показания сигнала, то перекидывается только еще контакт S0/2. При этом цепь питания для подключенной до сих пор лампы стоп-сигнала LR прерывается и контрольное устройство U (как и ожидается) отпускается. Подключением исполнительного органа S1 перекидывается его переключающий контакт S1/1. При этом разъединяется вторая жила к лампе стоп-сигнала и одновременно последовательно соединяется соответствующая жила к лампе разрешающего сигнала LG. Лампа разрешающего сигнала однако не может зажечься, поскольку цепь питания через механически фиксированный контакт S0/1 первого исполнительного органа прервана. Контрольное устройство U сигнализирует детектированное им рабочее состояние на централизующий пост, который тем самым информирован о наличии неисправности сигнала.

На фиг. 3 показано, что тот же самый переключающий контакт фиксирован в другом положении. В этом положении контрольное сообщение контрольного устройства U отсутствует, так что централизующий пост может сделать заключение о наступившей неисправности и не дает команды разрешения на этот сигнал.

На фиг.4 переключающий контакт S0/2 первого исполнительного органа фиксирован в механическом положении, в которое он попадает при однополюсном подключении лампы разрешающего сигнала LG. Как следствие этого с более поздним отключением лампы разрешающего сигнала LG и подключением лампы стоп-сигнала LG соответствующее контрольное сообщение контрольного устройства U отсутствует; централизующий пост информирован о появлении неисправности отсутствием контрольного сообщения.

На фиг. 5 показано, что тот же самый переключающий контакт длительно находится в другом положении. В это положение он попадает при отключении лампы разрешающего сигнала LG.

Как следствие механической фиксации контакта S0/2 лампа разрешающего сигнала не подключается. Соответствующее контрольное сообщение отсутствует; таким образом неисправность может быть распознана.

Если контакт S1/1 приваривается в одном или другом положении, то он препятствует подключению лампы стоп-сигнала LR или соответственно лампы разрешающего сигнала LG. Относящееся к этому контрольное сообщение контрольного устройства информирует централизационный пост о появившейся неисправности.

Из вышеизложенного следует, что заявленная схема контроля с ее переключающими контактами без принудительного замыкания или размыкания является настолько же надежной, как и схема, уже известная из DE-PS 2255200, в которой использованы сигнальные реле с принудительно замыкаемыми или размыкаемыми размыкающими и замыкающими контактами. Дефект контакта проявляется самое позднее при следующей за возникновением дефекта нагрузке сигнальной лампы, при введении в действие которой возник дефект.

Как уже пояснялось, текущий через соответственно подключенную нить накала лампы ток лампы создает в резисторе Rx напряжение сигнализации, которое через оптоэлектронный элемент связи ОК3 прикладывается к двухпороговому дискриминатору FD для оценки. Принцип действия этого двухпорогового дискриминатора подробно поясняется в немецкой полезной модели 9411807. Токоснабжение двухпорогового дискриминатора производится от источника постоянного напряжения постоянного тока. Контрольное сообщение, то есть информация, находится ли соответственно детектированный ток лампы внутри заданных допусков или нет, дается через следующий оптоэлектронный элемент связи ОК1 к оценивающей вычислительной системе и там обрабатывается в обоих каналах вычислительной машины независимо друг от друга. Для контроля различных окон тока для дневной и ночной работы двухпороговый дискриминатор может устанавливаться на различные пороги переключения. Это происходит через оптоэлектронный элемент связи ОК2, к которому от централизационного поста могут подводиться соответствующие управляющие потенциалы. Двухпороговый дискриминатор может быть подвергнут проверке работоспособности таким образом, что временно изменяют контролируемые им пороги переключения, причем проверяют, лежит ли текущий ток лампы в окне тока для ночной работы или соответственно в окне тока для дневной работы и не выходит ли за определенные пределы порогов переключения. Оптоэлектронные элементы связи для нетеряемого разделения потенциала схемы от каналов вычислительной машины выполнены в виде надежной конструкции. За счет не представленного контроля состояния изоляции относительно земли могут обнаруживаться замыкания на землю работающих изолированно от земли электрических цепей светового сигнала.

В зависимости от мощности ламп соответственно примененных сигнальных ламп текут различные токи лампы, причем на измерительном сопротивлении Rx возникают также различные напряжения сигнализации. Для выравнивания этих напряжений сигнализации до определенного, одинакового для всех мощностей ламп значения, измерительный резистор Rx выполнен с возможностью регулировки; его величина уменьшается с увеличением мощности лампы.

В более подробно описанном выше примере выполнения схемы согласно изобретению было показано, что подлежащий управлению и контролю световой сигнал должен иметь попеременно подключаемую лампу стоп-сигнала и лампу разрешающего сигнала и что для контроля одного или другого тока лампы этому световому сигналу придан в соответствие двухпороговый дискриминатор. На самом деле однако световые сигналы могут иметь больше чем две попеременно подключаемые сигнальные лампы, в частности если эти световые сигналы содержат как основной, так и предупредительный сигналы. Чтобы поддерживать малыми расходы на контроль соответственно текущих токов лампы, форма дальнейшего развития соответствующей изобретению схемы предусматривает, что напряжения сигнализации от множества сигнальных ламп подводят циклически к общему двухпороговому дискриминатору и определенные измерительные значения запоминают в оценивающей вычислительной системе так долго, пока они не будут актуализированы новыми результатами измерений. За счет особых схемных мер при этом должно обеспечиваться, чтобы действительно имело место циклическое подключение напряжений сигнализации, отведенных из различных токов лампы.

Согласно предпочтительной форме выполнения изобретения дискриминатор должен служить для циклического контроля в целом четырех сигнальных частичных модулей с соответственно одной или двумя попеременно подключаемыми сигнальными лампами. Схемное решение подобных сигнальных частичных модулей представлено на фиг. 6. Каждый сигнальный частичный модуль SM1 до SM4 имеет уже поясненные переключающие контакты S01/1, S01/2, S011/1; S02/2, S02/2, S012/1; S03/1, S03/2, S013/1; S04/1, S04/2, S014/1 от двух реле управления и соответствующее контрольное устройство U1 до U4, которое представлено измерительными резисторами, на которых могут сниматься отведенные из токов ламп напряжения сигнализации для двухпорогового дискриминатора. Контакты реле управления обозначены таким же образом, как и на фиг.1, и лишь дополнены текущими номерами после обозначения соответствующего реле управления, к которому они относятся. Как можно видеть, к частичному исполнительному модулю SM1 подключены лампа стоп-сигнала LR1 и лампа разрешающего сигнала LG1, как это имеет место также на фиг.1. За счет попеременного подключения одной или другой сигнальной лампы подлежащее оценке напряжение сигнализации должно однозначно ставиться в соответствие одной или другой сигнальной лампе. В остальных частичных исполнительных модулях предусмотрена только одна единственная сигнальная лампа LG2, LR2 или соответственно LG3 Каждый раз в зависимости от того, идет ли речь о лампе разрешающего сигнала или лампе стоп-сигнала, подводящие линии к сигнальным лампам подключены к одной или другой паре выходных зажимов соответствующего частичного сигнального модуля, а именно точно таким же образом, как и сигнальные лампы согласно фиг.1. Таким образом достигается, что для управления и контроля световых сигналов любого выполнения всегда можно прибегать к одинаковым сигнальным частичным модулям. Каждый сигнальный частичный модуль в состоянии управлять и контролировать соответствующую сигнальную лампу или соответственно соответствующие сигнальные лампы, причем в качестве средств переключения использованы обычные реле управления с переключающими контактами. Возможные приваривания контактов становятся заметными самое позднее тогда, когда запускается процесс установки, при котором перед этим произошло приваривание контактов. Приваривания контактов относительно контрольных сообщений оказывают то же действие, что и соприкосновения жил между расположенными на противоположном потенциале жилами электрических цепей стоп-сигнала и разрешающего сигнала одинакового светового сигнала или различных световых сигналов.

Вместо управляющего и контролирующего централизационного поста может быть предусмотрено также другое управляющее и контролирующее устройство, например отдельная от централизационного поста вычислительная система.

Изобретение относится к области эксплуатации железнодорожной техники и предназначено для управления световыми сигналами и их контроля. Технический результат заключается в повышении надежности. Вместо сигнальных реле для включения сигнальных ламп надежного светового сигнала применяют реле управления без принудительного замыкания или размыкания переключающих контактов. Реле управления механически рассчитаны так, что отдельные переключающие контакты, если они приварятся в одном положении, при реверсировании соответствующих реле больше не перекидываются. Контакты расположены в подводящих линиях к сигнальным лампам так, что механическое фиксирование одного из контактов индуцируется самое позднее при нагрузке, следующей за наступлением этого дефекта за счет следующего процесса установки. Это происходит за счет того, что соответствующая сигнальная лампа больше не может быть подключена и что определенные контрольные сообщения отсутствуют. 9 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Схема для контроля световых сигналов (LS) с одним контрольным устройством (U) для сигнальных ламп стоп-сигнала и/или разрешающего сигнала (LR и/или LG), которое подключено через контакты двух включаемых с задержкой один за другим исполнительных органов в линии питания (L1, L2) упомянутых сигнальных ламп, в цепь стоп-сигнала или разрешающего сигнала, причем контрольное устройство (U) при отключении лампы стоп-сигнала (LR) или при однополюсном подключении лампы (LG) разрешающего сигнала через контакты двух включаемых с задержкой один за другим исполнительных органов подвергается проверке отпускания, при которой контакты вначале включаемого исполнительного органа подготовительно для подключения лампы (LG) разрешающего сигнала реверсируют направление тока для контрольного устройства (U), отличающаяся тем, что по меньшей мере вначале включаемый исполнительный орган выполнен в виде реле управления (S0) с двумя переключающими контактами (S0/1, S0/2), из которых первый переключающий контакт (S0/1) служит для реверсирования направления тока для контрольного устройства (U), а второй переключающий контакт (S0/2), включенный между первым переключающим контактом (S0/1) и контрольным устройством (U), при отключении лампы стоп-сигнала (LR) или соответственно при однополюсном подключении лампы разрешающего сигнала (LG) дополнительно к первому переключающему контакту (S0/1) размыкает соответствующую цепь прохождения тока через лампу стоп-сигнала и путем подключения к контрольному устройству однополюсно замыкает соответствующую цепь прохождения тока через лампу разрешающего сигнала. 2. Схема по п. 1, отличающаяся тем, что второй исполнительный орган выполнен в виде реле управления (S1) с переключающим контактом (S1/1). 3. Схема по п. 2, отличающаяся тем, что каждое реле управления (S0, S1) механически рассчитано так, что переключающий контакт, если он приварен в одном положении, при реверсировании соответствующего реле больше не перекидывается - размыкающий контакт остается закрытым, а замыкающий контакт открытым. 4. Схема по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно соответствующее количество однотипно выполненных сигнальных частичных модулей (SМ), каждый из которых выполнен на переключающих контактах реле управления и соответствующем контрольном устройстве и к каждому из которых через соответствующие подводящие линии подключены или по меньшей мере одна лампа разрешающего сигнала и одна лампа стоп-сигнала (LG1, LR1), или только по меньшей мере одна лампа стоп-сигнала или разрешающего сигнала (LG2, LR2, LR3). 5. Схема по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что попарно взаимодействующие реле управления (S0, S1) выполнены с возможностью управления одной надежной системой ЭВМ. 6. Схема по п. 1, отличающаяся тем, что контрольное устройство (U) при необходимости является устанавливаемым на различные пороги переключения. 7. Схема по п. 6, отличающаяся тем, что контрольное устройство (U) содержит регулируемый резистор (Rх), включенный в цепь питания контролируемой сигнальной лампы (LR, LG), напряжение сигнализации которого подведено для оценки к двухпороговому дискриминатору (FD). 8. Схема по п. 7, отличающаяся тем, что двухпороговый дискриминатор (FD) выполнен с возможностью контроля сигнальных ламп (LR1, LG1, LG2, LR2, LR3) от множества сигнальных частичных модулей путем циклического подключения детектированных в различных сигнальных частичных модулях (SM) напряжений сигнализации. 9. Схема по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что вывод напряжений сигнализации к двухпороговому дискриминатору (FD) и передача от него соответствующего результата оценки к оценивающей вычислительной системе происходит соответственно через оптоэлектронный элемент связи (ОК3, ОK1). 10. Схема по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что сигнальные лампы (LR, LS) работают изолированно от земли.