Рельсовая цепь Советский патент 1993 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов.

Целью изобретения является повышение надежности работы (достоверности) рельЬовой цепи за счет контроля соответствия напряжений по концам рельсовой линии а также соответствия напряжения на конце рельсовой цепи после ухода с нее подвижного состава тому напряжению,ко- торое было на том же конце перед вступлением поезда.

На чертеже представлена схема предлагаемой рельсовой цепи.

Рельсовая цепь содержит источник | питания, ограничитель 2 тока, добавочные сопротивления 5 и 13, фильтры 3, 7, . 10 и 12, выпрямители 6 и 11, аналого-цифро- вые преобразователи 8 и 14, приборы релейного и питающего концов смежных рельсовых цепей соответственно 4 и 9, первый и второй трансформаторы, постоянные

запоминающие устройства 15 и 20, регистр 19, генератор тактовых импульсов 16, логические элементы И 17 и 18, рельсовую линию 22.

Элементы соединены следующим образом. К источнику питания через ограничитель 2.тока, первый фильтр 3 и первый трансформатор 21 подключен один из концов рельсовой линии 22. Ко второму концу рельсовой линии через второй трансформатор 23, второй фильтр 10, второй выпрямитель 11, четвертый фильтр 12 и добавочный резистор (13) подключен вход второго ана- лого-цифрового преобразователя 14. Генератор (1), кроме того, подключен к первому аналого-цифровому преобразователю 8 через третий фильтр 7, первый выпрямитель 6 и резисторы (2 и 5). Выходы обоих анало- гогцифровых преобразователей соединены с входами первого программируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ) 15, а выход второго аналого-цифро- вого преобразователя (АЦП) 14, кроме того, соединен с входами данных регистра 19 и

(/)

С

XJ ю

SQ

VI оо xj

одним входом второго ППЗУ 20, второй вход которого соединен с выходом регистра 19, а выход -с входом логического элемента 17, второй вход которого соединен с выходом ППЗУ 15, а выход - с входом логического элемента 18, второй вход которого соединен с выходом тактового генератора 16, а выход - с входом синхронизации регистра 19. Аппаратура релейного 4 и питающего конца 9 смежных рельсбйых цепей подсоединена соответственно к трансформаторам 21 и 23.

Устройство работает следующим образом.

Питание от источника питания 1 через ограничитель 2 тока, фильтр 3, трансформатор 21, рельсовую линию 22, трансформатор 23, фильтр 10, выпрямитель 11, фильтр 12 и добавочный резистор 13 поступает на вход второго АЦП 14. На вход первого АЦП 8 также поступает питание от источника 1 через резисторы 2 и 5, выпрямитель 6 и фильтр 7. Двоичные коды на выходах АЦП .8 и 14 характеризуют напряжение по концам рельсовой цепи. Для каждого значения сопротивления изоляции рельсовой линии напряжению на входе одного АЦП строго соответствует напряжение на входе другого АЦП. При отсутствии подходящего поезда (рельсовая цепь без изолирующих стыков) соответствие упомянутых напряжений друг другу будет наблюдаться непрерывно. Резисторами 5 и 13. можно осуществить коррекцию напряжения на входах АЦП с тем, чтобы изменения напряжений на входах АЦП попали в диапазон чувствительности этих АЦП.

Итак, каждому двоичному коду на входе АЦП 8 соответствует двоичный код на выходе АЦП 14. Например, при сухом балласте, когда напряжения ;по концам рельсовой линии достаточна большие. АЦП 14 (релейный конец) в двоичном коде формирует число 10, а АЦП 8 -число 15. При мокром балласте на выходе АЦП 14 - число 5, а выходе АЦП 8 - число 10. Следует иметь в виду, что из-за дискретности АЦП и появления продольной асимметрии рельсовой линии при появлении числа 15 на выходе АЦП 8 на выходе АЦП 14 могут появиться числа 11, 10 или 9. Следует также отметить, что между напряжениями по концам нет линейной зависимости. Примерные напряжения на АЦП 8 и 14 указаны приблизительно для пояснения действия устройства. Выходные шины обоих АЦП формируют адрес одной из ячеек памяти ППЗУ. 15. Если напряжение по концам рельсовой линии (при любом текущем значении сопротивления изоляции и отсутствии приближающегося поезда) соответствуют друг другу, то выбирается ячейка памяти, где хранится логическая единица. ППЗУ предварительно программируется. Причем программа; записанная в ППЗУ 15„ может

учесть любую зависимость напряжения релейного конца рельсовой линии от напряжения питающего.

Итак, если напряжения по концам рельсовой линии соответствуют друг другу, то на

0 выходе DO ППЗУ 15 появляется логическая единица. Если на аналогичном выходе ППЗУ 20 также присутствует логическая единица (о причине появления этой единицы будет указано ниже), то на выходе логического

5 элемента И 17 также появляется логическая единица, что делает логический элемент И 18 прозрачным для импульсов с тактового генератора 16. По срезу импульсов с, генератора 16 в регистре 19 происходит обновле0 ние информации в регистре 19. Тактовая частота генератора составляет несколько герц. ППЗУ 20 выполняет функции компаратора, сравнивая кодовую комбинацию на выходе регистра 19 с комбинацией на его

5 выходе. В случае совпадения адресов на

входах АО-АЗ и А4-А7 выбирается ячейка

памяти, куда записана логическая единица.

Итак, если на выходе DO ППЗУ 15 и

аналогичном выходе ППЗУ 20 присутствуют

0 логические единицы, то информация в регистре 19 систематически обновляется. Отличие новой информации от старой не может быть больше чем на одну единицу, так как $ скорость изменения сопротивления изоля5 ции небольшая, а периодичность опроса составляет несколько раз в секунду. Для того, чтобы исключить появление логического нуля на выходе ППЗУ 20, логическая единица записана в ячейки памяти не только те, ад0 реса которых формируются из одинаковых комбинаций на шинах АО-АЗ и А4-А7, но и в тех, полуадреса которых (АО-АЗ и А4-А7) в двоичном коде отличаются на единицу. Например, если на шине АО-АЗ появилось

5 число 1010, на шине А4-А7 одно из чисел 1011, 1010, 1001, то на выходе DQ АЦП 20 присутствует логическая единица. Указанное неполное соответствие между шинами АО-АЗ и А4-А7 позволяет привести схему в

0 исходное состояние после прохода поезда, если за время следования по рельсовой линии несколько изменилось состояние балласта. При необходимости может быть учтено несоответствие и в 2-4 единицы. В связи с

5 тем, что ППЗУ 20 контролирует не только полное соответствие, но и примерное соответствие, предусмотреть вместо ППЗУ обычный компаратор нельзя.

Необходимо отметить, что нормальная работа предложенного будет происходить

только при условии следования поезда от релейного конца к питающему. В этом случае подходящий к релейному концу поезд существенно снизит напряжение релейного конца (на входе АЦП 14) и незначительно (при сигнальной частоте 425 Гц и длине рельсовой линии 1 км и более) напряжение питающего (на входе АЦП 8).

Действие схемы при движении поезда происходит следующим образом. Подходя- щий к релейному концу (справа) поезд снижает напряжение, представленное в двоичном коде на выходе второго АЦП 14. В то время как на выходе первого АЦП 8 значение напряжения, представленного в дво- ичном коде, почти не уменьшалось. Из-за несоответствия кода на входах АО-АЗ и А4- А7 первого ППЗУ 15 выбирается ячейка памяти, где хранится логический нуль. При атом на выходах DO ППЗУ 15 логического элемента И 17 появляются логические нули (логический ноль на выходе элемента соответствует занятому состоянию путевого участка, о чем по линии КП передается информация в устройство интервального регу- лировэния). При этом затормаживается работа регистра 19 (хранит информацию о напряжении, которое было в момент приближения поезда на релейном конце).

Последующее приближение поезда к концу рельсовой линии (где включены трансформатор Т2) приводит к дальнейшему снижению напряжения на этом конце. Так как обновление информации в регистре 19 прекратилось, то наступит момент, когда второе ППЗУ 20 зафиксирует значительную разницу (более чем в одну единицу) в коде, который поступает на входы АО-АЗ и в коде - А4-А7. При этом логический элемент И 17 закроется и по второму входу.

После ухода поезда с рельсовой линии (хвост поезда должен быть левее места подключения трансформатора Т1 на 50-200 м) возникает соответствие между напряжением левого и правого концов рельсовой цепи (зафиксирует ППЗУ 15), а также между напряжением правого конца рельсовой линии до вступления поезда (хранится в регистре 19) и напряжением того же конца после ухода поезда (фиксируется ППЗУ 20). После то- го как наступили оба упомянутых соответствия, на обоих входах логического элемента И 17.появились логические единицы. На выходе этого элемента также появляется логическая единица, что указывает на свободность путевого участка и позволяет за счет логического элемента 18 и такто- в ого генератора вновь обновлять информацию в регистре 19.

Движение поезда в обратном направлении не будет зафиксировано рельсовой цепью, т.к. подходящий к трансформатору (слева) поезд снижает почти синхронно напряжения по обоим концам рельсовой линии.

Анализ заявляемой рельсовой цепи показал, что по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототип) заявляемая рельсовая цепь обеспечивает более надежный контроль состояния путевого участка даже при снижении сопротивления изоляции существенно ниже нормативного без снижения длины рельсовой линии.

Формула изобретения Рельсовая цепь, содержащая источник питания, выход которого через один из фильтров, ограничитель тока и один из трансформаторов подсоединен к одному концу рельсовой линии, к второму концу которой через второй трансформатор подключен другой фильтр, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена дополнительными фильтрами, резисторами, аналого-цифровыми преобразователями, блоками памяти, регистром, тактовым генератором, элементами И, выпрямителями, вход одного из которых через резистор соединен с источником питания, а выход - с входом третьего фильтра, выход которого соединен с входом одного из ана- лого-ц.ифрововых преобразователей, выход которого соединен с первым входом одного из блоков памяти,второй вход которого соединен с выходом второго аналого-цифро- вого преобразователя, подключенным к входу данных регистра памяти и второму входу второго блока памяти, первый вход которого соединен с выходом регистра памяти, а выход - с одним из входов одного из элементов И, второй вход которого соединен с выходом первого блока памяти, а выход - с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом тактового генератора, а выход - с входом синхронизации регистра, к выходу второго фильтра подключен вход второго выпрямителя, к выходу которого подключен четвертый фильтр, к выходу которого через второй резистор подключен вход второго аналого- цифрового преобразователя.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов. Сущность изобретения: рельсовая цепь содержит источник питания, фильтр, ограничитель тока. Новым в рельсовой цепи является использование двух АЦП, регистра памяти и двух программируемых постоянных запоминающих устройств, за счет которых сравниваются напряжения по концам. 1 ил.