JZ1H型微机计轴设备技术规格说明书

1、JZ1-H型微机计轴设备技术规格说明书 成都铁路通信设备有限责任公司计轴事业部版本及信息说明变更说明首次发布系统名称JZ型微机计轴设备文件名称JZ1-H型微机计轴设备技术规格说明书文件编号版本号V1.0修订次数第 1 次修订发布日期实施日期修改祁岚审核丁华伟批准陈路平文档历史 修订次数变更说明版本编制日期编写审核批准0首次发布V1.00祁岚丁华伟陈路平目 录1.系统概述52.适用范围及参考标准53.系统功能64.环境条件74.1 室内设备74.2 室外设备75.系统结构85.1 系统组成85.1.1室外部分85.1.2室内部分85.1.3传输通道部分95.2 系统组件描述105.2.1室外设备

2、105.2.2室内设备116.系统安装156.1室内主机156.2室外设备：157.系统主要技术性能指标217.1 技术指标217.2 系统的隔离与保护227.3 系统工作过程228现场配套设施及操作238.1 系统复位238.2 对外接口及要求238.2.1系统与联锁设备接口238.2.2系统与监测系统接口238.2.3电源接口248.2.4线缆要求248.2.5接地要求249.系统仪器仪表及工具说明241.系统概述本文描述的JZ1-H微机计轴系统，主要用于实现铁路轨道区段的占用与空闲检查。该系统为通过采集室外车轮传感器的信息，计算比较得出轨道区段的占用/空闲状态，并通过安全型继电器将此状态

3、向相关的系统（如联锁系统）输出的安全设备。系统计算判断部分是由两个独立的处理板完成，其硬件和软件完全相同，采用2取2的安全结构。两块CPU板采集处理相同的信息（轴信息、复位信息等），通过独立计算输出判定结果，并通过交叉回读输出结果信息判别2块CPU板处理结果的一致性。当判定结果一致时，系统才能给出标识区段空闲的轨道继电器条件输出；否则，系统输出标识区段占用的轨道继电器条件。JZ1-H型计轴系统是国内最先通过铁道部相关认证的计轴产品，并于2014年8月通过了欧标SIL4认证（证书编号：A12002RE005)。2.适用范围及参考标准该文档对JZ1-H型计轴子系统的技术规格作了详细地说明，仅适用于

4、JZ1-H型微机计轴设备。参考标准见下表：序号文件号文件名版本1IEC61312-1:1995雷电电磁脉冲防护.第1部分:总则/2TB 2296-2011计轴设备通用技术要求/3TB/T 2668-2004铁路自动站间闭塞技术条件/4TB/T 3189-2007铁路信号计轴应用系统技术条件/5TB/T 1567-1990铁路自动闭塞技术条件/6TB/T 1447-1982信号产品的绝缘电阻/7TB/T 1448-1982通信信号产品的绝缘耐压/8EN50126:1999铁路设备 可靠性、可用性、可维修性和安全性(RAMS)的规范和说明/9EN 50128:2001铁路应用 通信、信号传输和处理

5、系统铁路控制和保护系统软件/10EN 50129:2003铁路信号设备安全性要求/11EN 50125-3:2003铁路应用设备环境条件/12EN 50121-4：2006铁路设备 电磁兼容 第4部分：信令及通信设备的发射和抗扰性/13TB/T 3073-2003铁道信号电气设备电磁兼容性试验及其限值/14TB/T 3074-2003铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件/15GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A：低温/16GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验B：高温/17GB/2423.4-2008电工电子产品环

6、境试验 第2部分：试验方法 试验Db：交变湿热/3.系统功能JZ1-H型计轴系统能区分列车运行方向，适用于列车正常运行，补机折返等正常作业。系统分为室内设备和室外设备两部分。室外车轮传感器设在轨道区段的始端和末端，用于采集轨道上列车通过传感器的所有轴数及方向；同样设置在室外的JCH配合车轮传感器用于轮对信息的采集处理；JCH将处理过的轮对信息传输至室内主机，经主机CPU板卡逻辑判断比较后，输出区段的占用/空闲条件。本系统设有防雷措施，具有较强的抗雷电冲击能力，并符合铁道部铁电务1987577号铁路信号设备雷电防护办法的规定。系统提供两种复位方式，预复位及条件复位，可在控制台设置相关复位按钮。系

7、统带有RS232标准接口，可将信息通过监测接口接至监测设备。图3-1：JZ1-H计轴系统功能示意图4.环境条件需注意和遵守各种许可环境条件和工作条件4.1 室内设备l 运行情况下：Ø 海拔高度：不大于3000mØ 温度范围：-5+40Ø 湿度范围：90（25）Ø 适用于电气化或非电气化区段l 储存情况下：Ø 设备应贮存在温度-25+40，相对湿度不大于80%，并无腐蚀性气体的库房内。产品在运输过程中不应有剧烈振动和冲击。Ø 产品存放期超过6个月以上，应打开包装箱，通风存放。l 设备标识及包装情况：Ø 产品标志包括公司名（成都

8、铁路通信设备有限责任公司）、设备型号（JZ1-H微机计轴设备）、编号、出厂日期。Ø 按TB1498铁路通信信号产品包装技术条件执行 设备具有可靠的防潮包装，箱内应有防振材料，箱外标明“向上”、“防雷”等标志，包装标志应符合GB191规定；箱内有产品质量合格证和装箱单。4.2 室外设备l 室外温度：Ø 车轮传感器：-40+80Ø JCH：-40+70l 湿度：Ø 车轮传感器95（25）l 冲击与振动：应能承受使用时的振动和冲击而无损坏或故障。振动及冲击要求按照EN50125-3 2003标准相应条款执行，以证明在使用条件下具有规定的使用寿命。Ø

9、振动（正弦）：² JCH：频率5Hz2000Hz。垂直方向、水平横向、水平纵向三个方向r.m.s=2.3m/ s2；² 车轮传感器：振动频率52000Hz，垂直方向r.m.s=280m/s2,水平横向r.m.s=140m/s2，水平纵向r.m.s=50m/s2；Ø 冲击：² 车轮传感器：峰值加速度2500 m/s2，1mS,3次。² 电子检测盒：峰值加速度20 m/s2，11mS,3次。l IP等级：Ø JCH：IP55，车轮传感器：IP67l 雷电防护及电磁兼容性：Ø JZ1-H计轴设备已通过电磁兼容性试验，符合EN501

10、21标准；且符合TB/T3074-2003铁路信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件。5.系统结构5.1 系统组成JZ1-H型微机计轴系统分为以下三个部分：l 室外部分l 室内部分l 传输通道部分5.1.1室外部分JZ1-H型计轴系统室外信号源部分由JCH和CC32K型车轮传感器组成，JCH配合传感器共同完成对轮对信息的感应和检测，并将处理后的信息转换为FSK信号发送。具体描述见§5.2章节。5.1.2室内部分信号机械室内装设有计轴主机柜，主机柜包含计轴主机单元、防雷单元组合、电源单元。具体描述示意见§5.2章节。图5-1：IZ1-H型计轴系统结构示意图5.1.3传输通道部分计轴

11、检测点至室内主机应采用专用通道，采用计轴专用电缆PJZL23型电缆，该电缆芯数包含：8芯、12芯、16芯、22芯、28芯、34芯、38芯、44芯等。每个室外检测点与机械室内有两对连接线，一对为信号线，另一对为电源线，其中电源线可以最多四个检测点共用一对电缆与室内连接。当室内至室外距离大于4公里时，电源线需要加芯处理，减小电源损耗；当室内至室外距离大于7公里时，请与制造商联系。5.2 系统组件描述5.2.1室外设备 室外设备包括CC32K型传感器和高频电子检测盒JCH。5.2.1.1传感器CC32K传感器采用高频调相方式，具有较高的可靠性和良好的抗干扰性能，对钢轨上的牵引电流不受影响。它由2对传

12、感器系统组成，每对相互独立。每对传感器系统包含一个发送传感器和一个接收传感器，接收传感器分为左接收和右接收，左接收位于钢轨内侧的左侧，右接收位于钢轨内侧的右侧，在铭牌上分别用“L”和“R”标识。车轮传感器采用打孔安装方式，安装在轨腰位置。发送传感器安装在钢轨外侧，接收传感器安装在钢轨内侧，每对传感器的发送和接收磁头对称于钢轨安装。每个传感器均配有一条用于和电子检测盒JCH连接的尾缆。尾缆一端固定灌封在传感器内，尾缆长度通常为4米左右。图5-2：CC32K型车轮传感器视图（以1个计轴点为例）5.2.1.2 电子检测盒JCH电子检测盒采用标准的3U，28T插箱结构，并外加金属防护罩，由金属支架固定

13、在轨边的水泥基座上。盒内内插三种4块欧洲标准尺寸（100×160mm）的印制板单元板，分别为：CG1，CG2发送/接收板，TD通道板，DY电源板。（见图5-3）图5-3：JCH机笼内板卡面板示意图（以1个计轴点为例）电子检测盒主要功能：DY电源板将室内提供的电源转化为各单板所需电压；传感器板（CG板）向发送磁头提供30KHz和29KHz的信号电压，并将接收磁头中感应的信号电压送回盒内，进行解调，经TD板转换成便于远距离传输的数字信号（FSK），送往车站信号机械室内的计轴主机进行计轴。JCH内各板卡介绍：l CG板：传感器接收板。板卡由发送模块、接收模块、和检测模块组成。CG板通过对轮

14、对经过时传感器所感应信号的相位和幅度变化的检测判别，输出传感器有无受阻状态以及参数的漂移监测结果电平信息。每个JCH中配置2块CG板，2块板卡互相独立，分别对应1对传感器。l TD板：通道板。TD板内设独立3组振荡源，分别受控于传感器系统1、传感器系统2的受阻及无受阻电平信息，以及对应传感器系统1和2电气参数漂移监测的电平信息。经过电平-频率转换后的频率信息通过母板与室内运算处理单元连接。每个JCH中配置1块TD板。l DY板：电源板。DY板用于将室内远供AC110V电源转换为DC24V电源，为JCH中的CG板、TD板供电。每个JCH中配置1块DY板。l 母板：电子检测盒JCH各单板，通过母板

15、进行板卡间的电气连接。每个电子检测盒配备1块母板。5.2.2室内设备参见图5-4，计轴系统室内设备分为计轴主机单元，防雷单元以及电源单元。通常情况下，计轴主机与防雷单元可放置在一个主机柜中；若站场较大，防雷单元与主机柜需分设在不同机柜中。5.2.2.1室内主机在本项目中，计轴主机采用机柜结构。机柜尺寸推荐为600mm×800mm×2200mm(长×深×高)Ø 计轴主机板卡置于标准3U，19机笼内（见图5-4），主机单元对应有开关、保险、RS232串口；Ø 室外供电单元由隔离变压器（220V/110V）及防雷模块组成，隔离变压器置于机柜

16、内托盘上，并设有相应的断路器；Ø 机箱背部导轨处设有机柜零层端子（如：D0、D1、D2），对应对外及对内接线；Ø 每组接入的室外信号及远供电源都通过隔离变压器、对应的防雷模块进行防护，防雷模块置于机柜背部导轨处；Ø 机箱背面设有地线端子；图5-4：机柜示意图室内主机主要完成如下功能：给室外电子检测盒（JCH）供电，并接收来自JCH传回的轴信息，轴信息经电缆传到主机，经CJB板的整流滤波，将其转换为数字信号送给CPU板，CPU板对经过传感器的轮轴予以准确计数，进行软、硬件逻辑运算和判别处理后，给出区段空闲/占用信息，并控制安全继电器吸起/落下；TCJ板采集到外部复零

17、继电器条件后，控制主机的复位。当列车完全驶离区段时，经计轴主机2块CPU板的判断比较，确认数据信息无误及区段无车则给出区段空闲指示，吸合相应区段轨道继电器；若列车进入区段或未驶离区段时，则给出区间占用指示，相应区段轨道继电器落下。TXS板卡提供轴数显示及故障信息，为非安全相关板卡。ACDC板将AC220V转换为DC24V，为计轴主机提供电源。各板卡面板示意图见图6.图5-5：计轴主机运算单元板卡面板示意图（以1个3点主机单元为例）主机单元各板卡介绍：l TCJ板：采集板。为运算单元与联锁复零继电器的接口处理板。用于采集外部复零继电器的接点条件并通过光电隔离转换成高低电平送与CPU板。预复零的采

18、集处理与条件复零的采集处理由2套独立的电路处理完成，其原理完全相同。每套主机设置1块TCJ板。l CJB板：传感器采集板。每个CJB板设置2套独立的滤波、整流、比较电路分别处理对应室外检测点的2对传感器轴信息，用于解调信号源设备传回的FSK信号，并转换成CPU能够识别的高低电平。每套主机的1个信号源对应1块CJB板。l CPU板：微处理板。2块CPU板采用相同的硬件结构及软件结构。CPU板采集处理CJB板的轴信息并进行计算、判别处理后，给出区段空闲/占用条件，并将此状态通过母板传输至外部安全性继电器。每套主机设置2块CPU板。l TXS板：显示板。用于显示区段轴数和故障信息。为非安全相关部件。

19、每套主机设置1块TXS板。l ACDC板：电源板。用于将AC220V电源转换为DC24V电源，为主机各板卡提供工作电源。每套主机设置1块ACDC板。l 母板：用于主机单元各板卡的电气连接并提供对外部接口端子。每套主机单元设置1块母板。5.2.2.2 防雷单元计轴室内机柜设有防雷设备，保护室内计轴主机不被室外设备与电缆终端架之间的线路中产生的感生电压（如闪电或牵电流）损坏。防雷单元：采用隔离变压器与防雷模块（防雷保安器）组合完成。一个室外的JCH设置1组信号防雷单元，对室外信号进行防护。同时一组远供电源需设置一组防雷单元进行雷电防护。5.2.2.3电源单元室内主机总电源由信号电源屏提供，输入电压

20、范围AC220V±10%。UPS电源（可选）：可为机柜提供不间断电源。主机工作电源：通过ACDC板将AC220V转换为DC24V，为计轴主机提供电源。远供电源：机柜内设置隔离变压器，将AC220V电源转换为AC110V后提供给室外信号源设备。备注：主机柜尺寸和结构可按照业主要求进行调整。主机供电采用隔离电源模块进行防护，远供电源采用隔离变压器进行隔离防护。6.系统安装6.1室内主机室内主机置于机械室内。室内主机防雷接地引线（至少6mm2）必须以最短的距离接至汇流排，应注意接触电阻要小（采用共用防雷接地线时，接地电阻值1；采用专用防雷地线时，接地电阻值4），在铺设连接至轨道继电器的信号

21、线、连接至复位继电器接点的信号线时，需防止线芯相互之间或者线芯与屏蔽体或者其他电路之间发生短路。注意：按规定敷设电缆；注意通风散热，以保证组件散热。6.2室外设备：CC32K传感器采用打孔安装方式，且必须安装在两个枕木之间，并且发送磁头应在钢轨的外部。所有金属的部分都必须与钢轨隔离。必备工具：计轴专用工具包一个l 车轮传感器一套l 安装支架一套l 打孔模板a) 选择打孔位置l 依据设计图纸确定传感器安装位置，如无特殊说明时，应在防护区段内侧。l 传感器安装在两轨枕中间，离绝缘节应2-3m左右的位置（站内安装时，根据轨道区段划分选择检测点的安装位置，安装时离绝缘节1-2米左右安装）。l 金属物或

22、钢轨（护轮轨）离传感器的最近距离350mm。l 两个检测点的传感器间的安装距离500mm。b） 确定钻孔位置钻孔前准备工作：l 在安装磁头的轨空位置，用钢丝刷除去钢轨底部与轨腰间的杂物。l 根据钢轨的型号，依据打孔模板选择打孔孔位。打孔模版有43KG、50KG、60KG三组孔位，根据钢轨型号选择相应的孔位。l 引孔确定模板应紧贴钢轨底面，使用冲头确定引孔位置（图6-1），确定好三个孔位后，再用冲头冲洗三个定位点（图6-2）：图6-1：引孔确定图6-2：冲孔c）打孔打孔方向应从外侧打向内侧，根据上面确定的三个定位点打孔（图6-3）。图6-3：钻孔注意事项：孔位的精度为±1mm，打孔完毕

23、，清理孔内铁屑等杂物，并用打孔模板再次核实打孔精度。d）传感器的安装l 接收磁头安装绝缘垫片、安装螺栓（13）、垫片按图6-4所示套入接收磁头底端，装入钢轨内侧，注意接收磁头方向（中间孔位）图6-4：接收磁头安装l 发送磁头安装发送磁头安装于钢轨外侧，安装顺序依次为：绝缘垫片安装 发送底座安装 发送底座螺栓固定 发送磁头安装 发送磁头调整 发送磁头固定过程，如图6-5，6-6。图6-5：发送底座安装图6-6：发送磁头安装顺序注意：l 安装时，注意绝缘垫片、锥形垫片、螺母等顺序。各部件在发货中已配齐。l 磁头电缆线应理顺，走线应合理，磁头电缆引线、热封部位及引线端子均不允许损坏。l 磁头与JCH

24、之间的连线应加装防护管(在出厂前已经穿有防护管)。l 紧固传感器底座上的三个大螺杆，紧固时注意左右底座的缝隙应该尽量小，固定大螺杆时使用45N.m。l 发送传感器的螺母拧至不脱落即可，为后面的调试做准备。扎线带及卡箍用于固定传感器防护管的固定。安装完成后见图6-7：图6-7：传感器安装完成示意图e)JCH安装A、在JCH安装时，应事先在轨旁预制一个安装基础（工程施工）。其尺寸如下：图6-8：基础预埋位置示意图应注意安装基础与传感器的距离不应超过传感器尾缆长度，且考虑一定的富裕量，（传感器尾缆标准长度约为4.2米），同时注意限界，距离钢轨位置不小于1.5m。B、安装JCH固定支架C、将JCH固定

25、于安装支架上方。注意方向，标号1-15与进线电缆的位置对齐（底座只有一个电缆进线孔），标号16-30与传感器进线位置对齐（底座有四个电缆进线孔）。固定JCH下方的四个螺钉。f）配线计轴参考方向（一般规定以下行方向定为计轴参考方向），磁头1在前, 磁头2在后，不能接反。车轮电子检测器JCH两侧面配有端子，端子上标有序号。其中115用于与室内主机的连接，1630用于与传感器的连接，配线如下图图6-9：JCH配线图备注:接收1-1,2 表示第一对传感器的接收（分别为红、白色）发送-1,2 表示第一对传感器的发送（分别为红、白色）地指接收磁头上的屏蔽地线（为黑色）7.系统主要技术性能指标7.1 技术指

26、标l 能区分列车运行方向，适用于列车正常运行、补机折返及越站调车等正常作业。l 适用于43kg/m、50kg/m、60kg/m等规格的钢轨l 计轴容量：4095（可扩展）。l 主机给出区间剩余轴数的显示l 本设备有RS232C标准接口，可便于信息检测与查询l 适应速度车轮轮径470mm，列车运行速度0200km/h;车轮轮径350mm，列车运行速度0100km/h;l 响应时间：列车空闲到占用检测的应变响应时间小于1s；列车占用到空闲检测的应变响应时间小于2s。l 设备可靠性平均无差错计轴数5×107 轴平均无故障工作时间：1.75×105hl 具有故障自检功能，当设备发生

27、故障时能检测并通过面板指示灯准确给出故障显示。7.2 系统的隔离与保护l 轨道条件的输出隔离：通过内部继电器接点给出轨道的励磁或失磁条件，通过继电电路的轨道继电器进行隔离；l 复零条件的输入隔离：通过采集继电电路的复零继电器接点再经过采集回路的光电隔离输入；l 计轴设备的供电与外部电网的隔离：外部输入电源通过系统的电源模块进行隔离。l 抗抗扰能力：系统室外传感器与钢轨隔离；室外与室内设备的传输采用FSK信号进行传输，室外设备对电磁干扰的防护能力满足TB/T 3073中脉冲磁场300A/mm及工频磁场100A/m的电磁干扰环境要求。l 防雷能力：室外信号线电源线与室内的连接都通过一组由

28、隔离变压器和防雷模块组成的防雷单元进行雷电防护。7.3 系统工作过程在开始使用计轴设备前，首先确认区段空闲，再进行复位操作（预复位或条件复位）后，设备即进入正常工作模式。计轴设备开始使用后，当列车经过磁头时（进入区段），车轮传感器感应的信息送与JCH内部传感器板（CG），进行相位及幅度检测，并将经过电平转换后的轴信息由TD转换成FSK信号，经电缆传到室内主机，室内主机对接收的FSK信息进行处理，同时对轮轴予以准确计数，逻辑运算和判别处理，给出区段占用信息，并控制安全继电器落下。当列车完全驶离所检测区段时，经计轴主机判断比较，确认数据信息无误及区段无车则给出区间空闲指示，同时吸合安全继电器，实现

29、检测及锁闭功能。8现场配套设施及操作8.1 系统复位JZ1-H型计轴系统提供2种复位方式：预复位及条件复位。预复位方式：设备初始上电或故障修复后，由人工确认所检测区段空闲，进行预复位操作后，仍需要在该区段通过一列车，才能给出相应区段轨道继电器励磁条件。备注说明：由于尽头线区段只设置一个计轴点，列车只能通过该计轴点进入和离开该区段，不能满足预复位要求的区段需完整通过一列车，才能给出相应区段轨道继电器励磁条件。因此本区段需条件复位才能使轨道继电器励磁。条件复位方式：设备初始上电或故障修复后，由人工确认所检测区段空闲，进行相应区段预复位操作后，并在30s内操作条件复位，该区段立即显示空闲状态，相应区段轨道继电器励磁吸合。具体相关复位操作必须经前期设计沟通联络后确定。8.2 对外接口及要求8.2.1系统与联锁设备接口系统将轨道区段状态信息（空闲 DC21.6V，占用DC 2V）传输给轨道继电器（该轨道继电器为联锁系统的一部分）。同时系统采集联锁设备给的复零继电器接点条件，进行复位操作后，复零继电器吸起，系统相应采集到复零信息。输出轨道继电器要求：Ø 工作电压：DC24V±10%Ø 继电器线包电阻不小于12Ø 无极继电器Ø 安全型继电器复