Устройство контроля состояния рельсовых цепей Советский патент 1987 года по МПК B61L23/16 

выходе переменное напряжение сигнальной частоты. Коммутаторы 2 и 4, управляемые мультиплексором 6, поочередно подключают передатчик 1 и приемник 5 к каждой из рельсовых цепей. В каждом цикле опроса во время последнего такта с помощью блока iO синхронизации осуществляется проверка неисправности приемника 5. При его неисправности блок 10 и ключевой элемент 11 запрещают передачу информации о состоянии рельсовых цепей

1

Изобретение относится к области управления железнодорожными стрелками и сигналами и может быть использовано в различных системах электрической централизации, выполненных на бесконтактных элементах и микропроцессорах.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема блока синхронизации; на фиг. 3 - принципиальная схема ключевого элемента; на фиг. 4 - принципиальная схема второго коммутатора; на фиг. 5 - временные диаграммы работы устройства в течение трех циклов опроса рельсовых цепей

Устройство контроля состояния рельсовых цепей содержит передатчик 1, выход которого соединен с одним и входов первого коммутатора 2, информационные выходы которого соединены с одними концами рельсовых цепей 3, другие концы которых соединены с первыми входами второго коммутатора 4, выход которого соединен с приемником 5, вторые входы коммутаторов 2 и 4 соединены с первым выходом блока управления коммутаторами, выполненного на базе мультиплексора 6, состоящего из тактового генератора 7, соединенного первым выходом с распределителем 8 и вторым выходом с блоком 9 передачи извещений и сигналов синхронизации, выход которого подключен к каналу связи, к управляющему входу ком-

357293

в мультиплексор. 6. В четные циклы работы устройства проверяется исправность изолирующих стыков рельсовых цепей, а в- нечетные циклы опроса проверяется исправность ключей коммутатора 4. В зависимости от свободности и исправности рельсовых цепей мультиплексор 6 формирует и передает циклически через канал связи и второй мультиплексор 12 сообщение в блок 17 сигнализации о состоянии рельсовых цепей. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

5

мутатора 4 подключен синхронизирующий выход блока 10 синхронизации, выход приемника 5 соединен с первым , входом ключевого элемента 11 и блока

10 синхронизации, второй выход которого соединен с вторым входом ключевого элемента 11, выход которого соединен с входом-блока управления коммутаторами, другой выход которого соединен с первым входом блока 10 синхронизации, а выход блока 6 управления коммутаторами через канал связи соединен с входом блока анализа, выполненного н а базе мультиплексора 12, состоящего из блока 13 приема извещений и сигналов синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом блока 14 контроля синфазности, выход которого соединен с вторым вхо0 дом блока 13, второй вькод которого соединен с входом распределителя 15, первйй выход которого соединен с вторым входом блока 14, третий выход блока 13 соединен с первым входом бло- блока 16 регистрации, первые входы которого соединены с вторыми выходами распределителя 15, выходы блока - 16 регистрации являются выходами блока анализа и соединены с входами бло-

0 ка 17.сигнализации.

Блок 10 синхронизации состоит из последовательно соединенных счетного триггера 18, инвертора 19, делителя на {Резисторах 20 и 21, а также по35 следовательно соединенных D-триггера 22, инвертора 23 и преобразователя напряжения в виде вьтрямителя с уд-

воением напряжения на диодах 24 и 25 и конденсаторах 26 и 27, выход которого является,вторым выходом блока, а первым выходом является средняя точка резисторов 20 и 21. Входы с, d, е триггеров 18 и 22 являются входами блока.

Ключевой элемент 11 состоит из вы- сокоомного резистора 28, включенного последовательно с переходом затвор - исток полевого транзистора 29,в депь стока которого включен резистор 30.

Второй коммутатор 4 состоит из счетного триггера 31, к прямому и инверсному выходам которого подключены ключи 36, состоящие из оптрона 32, двух элементов И 33 и 34, элемента ИЛИ 35, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И 34, первые входы первого и второго элементов И 33 и 34 соедине1ты соответственно с инверсным и прямым выходами счетного триггера 31, выходы элементов 33 и 34 соединены друг с другом и и со светодиодом оптрона 32, фототиристор которого является входом второго коммутатора 4, катоды фототири- сторов оптронов 32 соединены друг с другом и являются выходом второго коммутатора 4, входы f, g, h соответственно счетного триггера 31, элементов ИЛИ 35 и вторые входы вторых элементов И 33 соединены с выходами блока управления коммутаторами 6,

Устройство работает следующим образом.

Передатчик 1 формирует на своём выходе переменное напряжение сигнальной частоты. Коммутатор 2, управляе- мьй распределителем В блока 6, подключает передатчик 1 поочередно к каждой из рельсовых цепей 3 на время, равное двум тактам работы мультиплексоров. .Одновременно коммутатор 4 подключает к рельсовым цепям 3 приемника 5. Причем в нечетные циклы работы устройства приемник 5 подключается к каждой из рельсовых цепей например, к трем, на время одного такта работы мультиплексоров фиг. 5, такты 1, III, V первого и третьего циклов , а в четные циклы работы приемник 5 подключается к каждой из рельсовых цепей 3 на время двух тактов работы мультиплексоров 6 и 12 (фиг. 5, такты II и III, IV и V, VI и VII второго цикла). На последнем

7293

такте работы (фиг, 5, такт VIII) коммутатор 4 подключает к приемнику 5 блок 10 синхронизации, которьй в g одни (например, нечетные) циклы работы устройства формирует на своем синхронизирующем выходе напряжение, превышающее порог срабатывания приемника 5, а в другие (четные) циклы

0 формирует на своем синхронизирующем выходе напряжение несколько ниже порога срабатывания приемника 5, Таким образом, на последнем такте работы устройства приемник на своем-вы5 ходе формирует сигнал логической 1 в нечетные циклы, а в четные циклы работы устройства - сигнал логического О. Чередование в последнем временном канале сигналов О и 1 сиг-

0 нализирует об исправности приемника 5 (т.е. о неизменности его порога срабатывания). Контролируется это с помощью элементов блока 10. К его входу d подключен выход приемника 5,

5 а на вход е поступает сигнал с последней позиции распределителя 8 блока 6. Таким образом, в триггер 22 записывается состояние выхода приемника 5 на последнем такте цикла работы

0 мультиплексора 6. При исправности

блока 10 и приемника 5 триггер 22 изменяет свое состояние в каждом цикле и импульсные сигналы положительной полярности с его выхода через инвер-

35 тор 23 поступают на вход преобразователя напряжения, выполненного в виде выпрямителя с удвоением напряжения на элементах. При этом на выходе а блока 10 появляется постоянное отрицатель-

0 ное напряжение которое является питающим для ключевого элемента 1I на полевом транзисторе. При наличии пи- такнцего напряжения на выходе а блока

10-сигналы с выхода приемника 5 по- 45 ступают на выход ключевого элемента

11и далее на первый вход мультиплексора 6. При неисправности приемника 5 (например, изменении его порога срабатывания ) на выходе ключевого эле-

0 мента на последнем такте работы мультиплексора 6 постоянно появляется либо сигнал 1 либо О, т.е. триггер 22 блока 10 находится все время в одном состоянии и на выходе а от-

5 сутствует напряжение питания ключевого элемента 11, при этом входное сопротивление полевого транзистора резко снижается и напряжение, поступающее на вход ключевого элемента, га-

10

15

20

51357293

сится на высокоомном резисторе 28, т.е. на выходе i напряжение отсутствует и в мультиплексор 6 не поступа ет информация о состоянии рельсовых цепей. Устройство переходит в защитное состояние.

При исправности всех элементов первый мультиплексор 6 передает через канал связи на вход блока 3 второго мультиплексора 12 в нечетные циклы работы во время нечетных тактов (l, III, V ...) сигналы, сигнализирующие о свободности рельсовых цепей, если какая-либо из них занята, то на соответствующем ей нечетном такте импульс отсутствует. Заканчивается не- четньй цикл передачи на последнем такте (фиг, 5, такт VIII) сигналом исправности приемника 5. При неисправности одного из ключей 36 коммутатора 4 в нечетных циклах работы во время тактов работы, соответствующих этому ключу и рельсовой цепи, появятся подряд два импульса (например, в тактах III и IV), при периодическом поступлении этой информации в нечетные циклы работы через мультиплексор 12 в блок 17 анализа состояния рельсовой цепи последний фикси-- рует повреждение одного из ключей коммутатора 4,

В четные циклы работы первый мультиплексор 6 при исправности всех эле ментов устройства передает через канал связи на вход блока 13 второго мультиплексора 12 во время четных тактов (II, IV, VI ,..) сигналы, сигнализирующие о свободности рельсовых цепей, если какая-либо из них заня- та, то на соответствующем ей четном такте импульс отсутствует. На последнем такте (фиг, 5, такт VIII) в четные циклы работы импульс отсутствует, то сигнализирует об исправности при- g емника 5,

25

до ре ни ли а ст му че но си пе фа ра бо ге ли де ни му сч k де об со в

30 мо О вх на ли кл ве по ть ци ес ни ве ра но св те ва ст си от 1 вы че то

35

40

При пробое изолирующих стыков между соседними рельсовыми цепями воз- можна подпитка одной рельсовой цепи от другой, например первой от второй. При этом, так как ключ коммутатора 4 в четные циклы работы для опроса состояния первой рельсовой цепи открыт в течение тактов II и III,то в обоих этих тактах периодически в четные 1ЩКЛЫ работы будут появляться ш-шуль сы, В этом случае блок 17 зафиксирует повреждение изолирующих стыков.

0

5

0

g

5

Таким образом, устройство в каж дом цикле контролирует занятость рельсовых цепей и исправность приемника, в нечетные циклы работы контролируется исправность коммутатора 4, а в четные - исправность изолирующих стыков, В конце каждого цикла работы мультиплексоров 6 и I2 передается через линию связи сигнал отрицательной полярности и сигнал- цикловой синхронизации, необходимый для обеспечения и контроля синхронной и синфазной работы распределителей 8 и 14, Причем тактовый генератор 7 и распределитель 8 мультиплексора 6 работают непрерывно, а распределитель 14 и входящий в его состав тактовый генератор затормаживаются и устанавливаются в исходное состояние под действием сигнала хщкловой синхронизации. Управление ключами 36 коммутатора 4 осуществляется с помощью счетного триггера 31, вход которого k подключен к первой позиции распределителя 8 мультиплексора 6, Таким образом, триггер 31 изменяет свое состояние один раз в цикл (например, в нечетные циклы работы на его пря-

0 мом выходе сигнал 1, на инверсном О, а в четные циклы наоборот). На входы f, g, h блока 4 поступают сигналы с трех подряд выходов распределителя 8. Например, на входы первого ключа f, g, h поступают сигналы соответственно с первой, второй и третьей позиций, на входы второго ключа третьей, четвертой и пятой и т,д, позиций распределителя 8, Таким образом, если триггер 31 находится в состоянии 1, то при поступлении на соот- ветствуюищй вход f сигнала 1 от распределителя 8 открывается выходной транзистор элемента И 33 и через светодиод оптрона 32 протекает ток в течение одного такта работы устройст- ва. Если триггер 31 находится в состоянии О, то на инверсном выходе сигнал 1, и при поступлении на со-. ответствующие входы g, h сигналов 1 от распределителя 8 открьшается выходной транзистор элемента И.34 и через светодиод оптрона 32 фототиристор последнего открывается и подклю5 чает к входу И приемника 5 соответствующую рельсовую цепь 3, Если в рельсовой цепи есть напряжение, пре- вьшающее порог приемника 5, то он срабатывает и формирует на своем вы-

5

0

0

ходе сигнал 1. Блок 17, воспринимая мутаторами, вторым входом - с первым

от соответствующих разрядов блока 16 регистрации второго мультиплексора 12 информацию о состоянии рельсовых цепей, переданную приемником 5, определяют свободна или занята соответствующая рельсовая цепь 3 и исправны ли элементы устройства.

Таким образом, при введении в уст- ройство второго мультиплексора, ключевого элемента и-блока синхронизации выполнении первого и второго мультиплексоров в виде циклической системы телемеханики, выполнении второго ком- мутатора в виде счетного триггера, к прямому и инверсному выходам которого подключены управляемые ключи, повьша- ется надежность устройства.

Формула изобретения

1. Устройство контроля состояния рельсовых цепей, содержащее передатчик, выход которого соединен с одним из входов первого управляемого коммутатора, информационные выходы которого соединены с одними концами рельсовых линий, другие концы которых соединены с информационными входами вто- зо коммутатор имеет счетный триггер.

g 5

0

5

выходом приемника, ключевым элементом, первый вход которого соединен с вторым выходом блока синхронизации, второй вход - с вторым выходом .приемника, а выход - с входом блока управления коммутаторами, подключенного входом к другому выходу последнего, блоком анализа сигналов, представляющим собой мультиплексор, выход которого соединен с входом блока сигнали- 3 ации,I

2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок синхронизации имеет последовательно соединенные счетный триггер, первый инвертор, резисторный делитель и последовательно соединенные D-триггер, второй инвертор, преобразователь наг-; пряжения, причем входами счетного и D-триггеров образованы первый и второй входы блока, выходом преобразователя напряжения - второй выход, а средней точкой резисторного делителя - синхронизирующий выход.

3.. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй

рого коммутатора, один из выходов которого соединен с входом приемника, и блок управления коммутаторами, выполненными на базе мультиплексора, соединенный одними выходами с управляющими входами первого и второго коммутаторов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено блоком синхронизации, соединенным первым выходом с синхронизирующим входом второго коммутатора, первым входом - с . другим выходом блока управления ком-

5

0

подключенные к прямому и инверсному выходу триггера элементы И, элемент ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, опт- рон, со светодиодом которого соединены выходы обоих элементов И и фототиристором которого образован выход коммутатора, вторым входом перво- го элемента И, входом счетного триггера и входами элемента ИЛИ - управляющий вход коммутатора, а входом светодиода - синхронизирующий вход коммутатора.

Г7Г

Фиг2

Фаг.З

Фиг4

Изобретение относится к управлению железнодорожньми стрелками и сигналами и может быть использовано в различных системах электричесдсой централизации, выполненных на бесконтактных элементах и микропроцессорах. Цель изобретения - повьшение надежности. Передатчик 1 формирует на своем со СП 1 ьо г оо

Сигнал бпинии сбязи

Фиг.5

Составитель В. Скориков Редактор С. Пекарь Техред Л.Сердюкова Корректор Г. Решетник

Заказ 5934/16Тираж 456Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская на.6., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4