车站信号自动控制（第二版） 课件 -2-室外设备接口电路

车站信号自动控制系统

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CONTENTS信号集中监测系统概述

车站信号理论技术基础01.

车站室外设备接口电路02.

6502电气集中联锁系统概述03.

计算机联锁系统04.

北京交通大学电子信息工程学院室外设备继电接口电路

02PART02轨道采集接口电路道岔控制接口电路信号机点灯接口电路计算机联锁的驱采原理继电器安全电路的设计方法内容提要室外设备继电接口电路3思考一下？有哪些信号设备会用到继电器接口电路？4信号机和信号表示器1、信号机和信号表示器构成信号显示，用来指示列车运行和调车作业的命令。5转辙机2、转辙机用于完成道岔的转换和锁闭，是关系行车安全的最关键设备。内锁闭方式的ZD6系列，外锁闭方式的S700K。6轨道电路3、轨道电路用来监督列车对轨道的占用和传递行车信息。站内采用25Hz反映列车占用情况。移频轨道电路是移频自动闭塞的基础，通过它发送各种行车信息。7计轴设备4、在每个闭塞区段的计轴设备是用来检查区间是否有列车或车辆的检查监督设备。由室内设备和室外设备组成：室外：计轴点——轮轴传感器（磁头）、电子连接箱；室内：计算部分——运算器、继电器等。室外设备室内设备区间闭塞设备发送器接收器衰耗器防雷模拟盘ZPW2000A自动闭塞系统9信号继电器信号继电器是铁路信号中所用各类继电器的统称。其不仅是构成各种继电式控制系统的关键，而且是电子式或计算机式控制系统的的接口部件。

10第一节安全型继电器11铁路信号安全型继电器故障—安全措施：前接点采用了熔点高材料;增加衔铁重量，利用“重力恒定”原理;采用残磁极小的铁磁材料;衔铁不致因机械故障而卡在吸起状态分类：无极继电器极性继电器：偏极，极性保持所谓安全型继电器是指它的结构必须符合故障—安全原则，是一种不对称器件，在故障情况下使前接点闭合的概率远小于后接点闭合的概率。第一节安全型继电器12继电器的基本构成前接点后接点中接点

拉杆线圈铁芯衔铁轭铁第一节安全型继电器13铁路信号安全型继电器分类无极继电器电流无极性要求，失磁落下。（JWXC-1700）偏极继电器激磁电流有极性要求，抗干扰能力强（JPXC-1000）整流式继电器安装了二极管组成的半波或全波整流电路。特点：供电电源为交流电。（JZXC-480、JZXC-H18）有极继电器电流切断后保持原来极性状态（JYJXC-135/220）1415第一节安全型继电器16J继电器W无极X小型C插入式Z整流式Y有极P偏极字头后J表示加强节点阻值前H表示缓放型JWJXC-H125/0.44铁路信号安全型继电器的命名规则第一节安全型继电器17铁路信号安全型继电器的特性吸起值：最小电压或电流工作值：动作并满足规定的接点压力或电流值额定值：工作值与安全系数之积释放值：接点刚断开时的电压或电流值过负载值：不损坏的最大允许接入电压或电流值

(一般为工作值4倍）安全系数：额定值/工作值返还系数：释放值/工作值18继电器的图形符号19第一节安全型继电器1、电路中的继电器名称符号在电路中根据用途和功能来命名，用汉语拼音首字母来表示；

如，AJ，XJ，DBJ，FBJ，GJ等。同一个继电器的线圈和接点必须用该继电器的名称符号来标记；同一继电器的各接点组需用其编号注明。继电器一般都有多组接点，每组接点包含前接点、中接点和后接点，编号分别为2、1和3。

XJ11

，XJ12

，XJ13组号11-第1组中接点，12-第1组前接点，13-第1组后接点继电器的定位20第一节安全型继电器电路中继电器通常呈现的状态，称为定位或常态。确定定位的原则：继电器的定位状态应与该继电器对应的信号设备的定位状态一致；继电器的释放状态必须与该继电器对应的信号设备的安全侧一致。

常态吸起（定位）：↑常态落下（定位）：↓继电器图形符号和电路画法箭头的含义：节点的画法：辨别清楚哪个节点接在电路中（前/后）；常态释放落下常态吸起闭合点闭合点工程图的画法继电器节点在电路中的用法判断21继电器接点编号与辨别22闭合点闭合点

继电器一般都有多组接点，每组接点包含前接点、中接点和后接点，编号分别为2、1和3。1231231BA1BAA=3,B=2A=3,B=223电路中选择继电器的一般原则24第一节安全型继电器继电器的类型、线圈电阻，应满足各种电路的基本要求。电路中串联使用继电器时，串联继电器的数量满足电压的要求。接点通过的电流不应小于电路的工作电流，必要时采用并联。接点数量不够时，设置复示继电器反映主继电器工作状态。电路中串联继电器接点时，接点的接触电阻满足电路要求。继电器电路—串并联电路25第二节继电电路

串并联电路

并联电路23

串联电路1继电器电路—串并联电路26第二节继电电路

继电器自闭电路4继电器电路分析方法27第二节继电电路1、接点代数等式继电器电路分析方法28第二节继电电路2、时序逻辑表达式（动作程序法）|——逻辑“与”表示符；

——逻辑“或”表示符；→——促使继电器吸起或释放的符号；↑——继电器吸起状态符，↓——继电器释放状态符，

——继电器自闭状态举例：时序逻辑与电路设计29继电器电路分析方法30第二节继电电路描述继电器励磁电流的径路，即由电源正极经由接点、线圈以及其它器件而流向电源负极的回路，它是分析继电器电路的常用方法。3、接通公式（接通径路法）

KZ-DGJ11-12-DBJ21-22-AJ11-13-D1-2-CJ1-4-KF继电器安全电路第三节安全继电电路设计方法31使电路开路的故障断线故障使电路短路的故障混线故障继电器安全电路---断线防护电路故障—安全设计闭合电路法OK旁路法ERROR第三节安全继电电路设计方法3233ERROROK第三节安全继电电路设计方法34继电器安全电路---混线防护电路远端供电法：故障—安全设计位置法第三节安全继电电路设计方法35继电器安全电路---混线防护电路偏极继电器+熔断器保护：故障—安全设计极性法第三节安全继电电路设计方法36继电器安全电路---混线防护电路去线与回线双断：故障—安全设计双断法ERROROK继电器安全电路---减少危险侧故障率的混线防护电路变压器：交流电路中利用较多独立电源法利用后接点接通分路防混电+熔断器保护分路法第三节安全继电电路设计方法37人机交互设备联锁逻辑运算单元

（计算机或电路）信号机点灯电路道岔控制电路轨道电路人机会话层联锁层室外设备执行接口层车站联锁系统结构信号机道岔转辙机轨道区段数字（开关）量级供电强电供电中间级转换车站室外设备继电接口电路作用

完成把室内联锁逻辑形成的设备控制命令，转换为对室外设备的安全强电输出，并且把室外信号设备的状态，转换为对应的继电器组合状态再传递给联锁逻辑部分进行运算。主要的接口电路包括：信号机继电接口电路道岔转辙机继电接口电路轨道区段继电电路39信号机的一些特性参数室内交流220V供电，一般灯泡为25W/个，信号变压器220V->12V列车信号机灯泡采用双灯丝40道岔转辙机的一些特性参数ZD6型（A-K)：额定DC160V供电，动作电流≤2A，A型转换时间：≤3.8秒S700K：三相交流380V，动作电流≤2A,转换时间：≤6.6秒41站内轨道电路设备的一些特性参数供电：室内220V->送电轨旁变压器->钢轨轨面,轨面电压0.7v-0.9v受电：钢轨轨面->受电轨道变压器->室内轨道继电器工频50Hz(480):吸起10-16V，释放<2.7V,

25Hz相敏:二元二位继电器，相位检测a.工频50Hz(480)轨道电路b.25Hz相敏轨道电路42第一节信号机继电接口电路

（一）信号机的显示与功能继电器设计（二）显示的技术要求及安全防护设计（三）进站信号机的点灯电路分析（四）出站信号机的点灯电路分析43（一）信号机的显示与功能继电器设计进站信号机的灯光设计：红灯：停车，禁止越过信号机黄灯：正线停车双黄：侧线停车绿黄：正线通过，出站信号机点黄灯绿灯：正线通过红白：

引导接车电路如何设计区分上面的显示？进站信号机的功能继电器设计：LXJ：区分禁止信号与允许信号ZXJ：区分正与侧线停车TXJ：正线通过LUJ：点绿黄灯YXJ：引导接车DJ：第1灯光监督2DJ：第2灯光监督44进站信号机接口电路中用到的继电器45继电器继电器名称作用常态接口功能LXJ列车信号继电器开放允许信号落下输入外部控制。电气集中联锁由继电器电路控制，计算机联锁由驱动板控制。ZXJ正线信号继电器开通正线吸起TXJ通过信号继电器通过进路落下LUXJ绿黄信号继电器开放绿黄灯落下YXJ引导信号继电器开放引导信号落下LXJF列车信号继电器复示继电器复示LXJ（计算机联锁系统不设置此继电器）落下DJ1灯丝继电器监督H、L、U灯丝状态吸起输出灯丝状态。电气集中联锁输出至继电器电路，计算机联锁输出至采集板。2DJ2灯丝继电器监督2U、YB灯丝状态落下DZJ灯丝转换继电器主副灯丝转换吸起输出主灯丝状态继电器组合与灯光的关系46

继电器灯光LXJZXJTXJLUXJYXJ红灯（H）↓***↓黄灯（U）↑↑↓↓*双黄（UU）↑↓***绿黄（LU）↑↑↓↑*绿（L）↑↑↑↓*红白（HB）↓***↑（一）信号机的显示与功能继电器设计1、进站信号机点灯电路（1）平时：LXJ↓→点红灯（2）正线通过：LXJ↑、ZXJ↑、TXJ↑→点绿灯（3）正线接车：LXJ↑、ZXJ↑、TXJ↓、LUXJ↓→点黄灯（4）侧线接车：LXJF↑、ZXJ↓、TXJ↓→点双黄灯（5）转场进路：LXJF↑、ZXJ↑、TXJ↓、LUXJ↑→点绿黄灯（6）引导信号：LXJ↓、LXJF↓、YXJ↑→点红白灯2、出站兼调车信号机点灯电路(自动闭塞区间三显示)（1）平时：LXJ↓、DXJ↓→点红灯（2）向主要方向发车：a.LXJ↑、ZXJ↑、2LQJ↑→点绿灯b.LXJ↑、ZXJ↑、2LQJ↓→点黄灯（3）向次要方向发车：a.LXJ↑、ZXJ↓→点双绿灯b.LXJ↑、ZXJ↑、2LQJ↓→点黄灯（4）开放调车信号：LXJ↓、DXJ↑→点白灯47应符合“故障－安全”原则，当发生故障时，信号机应能自动给出最大限制的信号显示；信号显示应具有较高的抗干扰能力。12（二）显示的技术要求及安全防护设计1、基本要求：48（二）显示的技术要求及安全防护设计2、技术要求（1）允许灯光故障，要自动转点红灯（2）点亮双灯时，第2灯不能点亮则第1灯光不允许点亮（3）防混电混线设计3、防护措施（1）设置灯丝监督继电器DJ，串接到电路中判断灯光点亮（2）供电双断法，以防止混入电源形成回路使信号错误点灯，防止信号出现乱显实（3）位置法，防止混线（4）采用双丝灯泡，设置DZJ，监督主灯丝断丝(每个咽喉设一套)49（三）进站信号机的点灯电路设计ⅠⅡ～↓178ⅠⅡ～↓178ⅠⅡ～↑178ⅠⅡ～↓178ⅠⅡ～↓178XJZ220XJZ220XJF220RD10.5ARD30.5A0.5ARD2DJ2DJ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↑↑↑↑2DJ2DJLXJLXJFZXJLUXJTXJZXJLUXJTXJYXJYXJUDZJLDZJHDZJ2UDZJYBDZJUBLBHB2UBYBB45682232567714766LXZLXZYXULH2UYB进站信号机点灯电路LXJ信号变压器灯泡灯丝转换室内继电组合50进站信号机点灯电路51XJZ220—RD₁—DJ5-6—LXJ41-43—HB11-12—LXJ63-61—RD₂—XJF220。XJZ220—RD1—DJ5-6—LXJ41-42—ZXJ81-82—TXJ21-22—LB11-12—LXJ62-61—RD2—XJF220。XJZ220—RD1—DJ5-6—LXJ41-42—ZXJ81-82—TXJ21-23—LUXJ21-23—UB11-12—LXJ62-61—RD₂—XJF220XJZ220—RD3—2DJ5-6—LXJF71-72—ZXJ71-73—TXJ11-13—2UB11-12—LXJ62-61—RD2—XJF220XJZ220—RD1—DJ5-6—LXJ41-42—ZXJ81-83—2DJ21-22—LUXJ21-23—UB11-12—LXJ62-61—RD2—XJF220点红灯电路：点绿灯电路：点黄灯电路：点两个黄灯电路：2黄灯：1黄灯：点绿黄灯电路：XJZ220—RD3—2DJ5-6—LXJF71-72—ZXJ71-72—LUXJ11-12-TXJ11-13—2UB11-12—LXJ62-61—RD2—XJF220XJZ220—RD1—DJ5-6—LXJ41-42—XJ81-82—TXJ21-23—LUXJ21-22—2DJ31-32—LB11-12—LXJ62-61——RD2—XJF2202黄灯：1绿灯：点引导白灯电路：XJZ220—RD3—2DJ5-6—LXJF71-73—YXJ71-72—YBB11-12—YXJ62-61—LXJ63-61—RD2—XJF220（三）进站信号机开放信号的安全设计LXJ励磁吸起，点亮允许灯光；LXJ失磁落下，点亮红色禁止灯光；允许灯灭灯或LXJ的控制输出断线时，自动转点红灯。52

在同时点两个允许显示信号时，在第1个点灯电路里接有2DJ的前接点。如点绿黄灯时，当第2黄灯电路故障或灯丝断丝时，2DJ落下切断点绿灯电路，使绿灯无法点灯或点亮后熄灭，信号机改点红灯，不会造成显示升级。（三）进站信号机开放信号的安全设计53混电防护双断法防护：允许信号(U、L、2U)引导信号YB（三）进站信号机点灯电路的防护措施混线防护位置法防护：LU2U与UL2UHH与HHYB与YBH54（四）出站信号机的点灯电路设计ⅠⅡ～↓178ⅠⅡ～↓178ⅠⅡ～↑178ⅠⅡ～↓178ⅠⅡ～↓178XJZ220XJF220RD10.5A0.5ARD2DJ2DJ↓↓↓↓↓↓↑2DJLXJLXJFZXJ2LQJZXJUDZJLDZJHDZJ2LDZJYBDZJUBLBHB2LBBB456256776LXZL↓DXJ68↓ULH2LBLXJ12LXF↓两方向出站兼调车信号机点灯电路信号变压器灯泡灯丝转换室内继电组合55出站信号机接口电路用到的继电器56

名称作用常态接口功能LXJ列车信号继电器开放允许信号落下输入外部控制。电气集中联锁由继电器电路控制，计算机联锁由驱动板控制。ZXJ主方向信号继电器主要发车方向落下DXJ调车信号继电器开放调车允许信号落下2LQJ二离去区段继电器二离去区段是否空闲吸起3LQJ三离去区段继电器三离去区段是否空闲吸起DJ灯丝继电器监督H/L/U/B灯丝状态吸起输出灯丝状态。电气集中联锁输出至继电器电路，计算机联锁输出至采集板。2DJ2灯丝继电器监督2L灯丝状态落下/3DJ3灯丝继电器监督发车表示器灯丝状态落下/DZJ灯丝转换继电器主副灯丝转换吸起输出主灯丝状态57

继电器灯光LXJZXJDXJ2LQJ3LQJ红灯H↓*↓**黄灯U↑↑*↓*绿黄灯LU↑↑*↑↓绿灯L↑↑*↑↑绿灯L、表示器白灯B↑↓***白灯B↓*↑**（四）两方向出站兼调车信号机（区间三显示）出站兼调车信号机的点灯电路显示：

H、U、L和2L，B(调)继电器种类:LXJ，ZXJ，2LQJ，DXJ，DJ，2DJ逻辑关系：①点一个红灯（条件LXJ↓）②点一个黄灯（条件LXJ↑+ZXJ↑+2LQJ↓）③点两个绿灯（条件LXJ↑+ZXJ↓）④点一个绿灯（条件LXJ↑+ZXJ↑+2LQJ↑）5859四显示两方向出站兼调车信号机调车信号机:A蓝灯和B白灯DXJ、DJ灯泡单灯丝蓝灯断丝允许点白灯共回线（四）调车信号机点灯电路60第二节道岔转辙机的继电接口电路（一）转辙机的作用与技术条件（二）道岔控制电路设计方法（三）四线制直流道岔接口电路分析（四）直流道岔启动电路技术条件实现（五）直流道岔表示电路技术条件实现（六）五线制交流道岔接口电路61转辙机是道岔控制系统的执行机构(一)转辙机作用与技术条件

62道岔转至所需位置而且密贴后，实现锁闭，防止外力转换道岔转换道岔的位置，根据需要转换至定位或反位转换锁闭表示报警道岔被挤或因故处于“四开”位置时，及时断开表示，给出报警正确地反映道岔的实际位置，道岔的尖轨密贴于基本轨后，给出相应的表示1、转辙机作用

63转辙机基本要求234作为转换装置，应具有足够大的拉力，以带动尖轨作直线往返运动；当尖轨受阻不能运动到底时，应随时通过操纵使尖轨回复原位。作为锁闭装置，当尖轨和基本轨不密贴时，不应进行锁闭；一旦锁闭，应保证不致因车辆通过道岔时的震动而错误解锁。作为监督装置，应能正确的反映道岔的状态。道岔被挤后，在未修复前不应再使道岔转换。1基本要求2、道岔转辙机的基本要求6423对道岔实行区段锁闭，道岔区段有车占用，或道岔区段轨道电路发生故障时，不准道岔转换；对道岔实行进路锁闭，进路在锁闭状态时，不准进路上的道岔再转换；道岔启动后，保证道岔能继续转到底；1启动技术条件道岔启动电路技术条件3、道岔控制电路技术条件6556道岔启动电路接通后，如果电路故障使各部分没有启动造成道岔未转动，则启动电路应自动被切断；应保证道岔在不能转换到底时，能在车站值班员操纵下，随时都可以使其返回原位；道岔转换完毕到位密贴后，应自动切断启动电路使电机停转。4启动技术条件道岔启动电路技术条件3、道岔控制电路技术条件66（1）当外线发生混线或混入其他电源时，必须保证不使DBJ和FBJ错误励磁；（2）为实现断线保护，只能用继电器的吸起状态来反映道岔的工作状态(定位或反位)，继电器的落下状态，只能反映道岔在非工作状态；（3）在道岔转换过程中，或发生挤岔、停电、断线等故障时，应保证DBJ和FBJ落下。表示技术条件3、道岔控制电路技术条件道岔表示电路技术条件67（二）道岔控制电路设计道岔启动电路

1、技术条件：（1）有车不能转（区段锁闭）；（2）锁闭不能转（进路锁闭）；（3）转就转到底；（4）不转就断电（故障不转断电源）；（5）转不到底往回转；（6）转完断电源。2、工作原理：

启动电路采用分级控制（三级）：第一级电路（1DQJ电路）、第二级电路（2DQJ电路）、第三级电路（电动机电路）。由1DQJ检查联锁条件，若条件满足则1DQJ↑→由2DQJ控制电机的转动方向（决定道岔定位转或反位转）→由直流电机转换道岔。

1DQJ↑→2DQJ转极→电机转动68动作：定位转动：控制电机带动道岔由反位向定位动作反位转动：控制电机带动道岔由定位向反位动作表示：定位表示：检测道岔位置处于定位，给出表示反位表示：检测道岔位置处于反位，给出表示四开表示：检测道岔失去位置，给出表示电路如何设计？继电器设计：DCJ/FCJ:发出定位操作或反位操作命令1DQJ：第1启动继电器，区分动作电与表示电2DQJ：第2启动继电器，区分供电方向，动作时接通定位或反位电机控制电路；表示时，接通定位或反位表示电路DBJ/FBJ:定位/反位表示继电器，组合给出位置表示。SFJ:道岔锁闭时落下，不允许启动转极电路（二）道岔控制电路设计6970

名称作用常态对外接口功能DCJ定位操作继电器定位操作落下输入外部控制。电气集中联锁由继电器电路控制，计算机联锁由驱动板控制。FCJ反位操作继电器反位操作落下SJ道岔锁闭继电器道岔锁闭吸起DBJ定位表示继电器定位表示吸起道岔位置检测输出。电气集中联锁将其状态输出至继电器电路，计算机联锁输出至采集板。FBJ反位表示继电器反位表示落下1DQJ一启动继电器启动道岔转动落下/2DQJ二启动继电器内部控制定位/（三）四线制直流道岔接口电路分析道岔位置：定位13271道岔转辙机-自动开闭器7211121314212223243132333441424344由定位向反位运行时自动开闭器动作示意图4546252635361516定位动作接点定位表示接点反位表示接点反位动作接点BA1DQJ的励磁电路(一级控制)接通公式：（三）四线制直流道岔接口电路分析73接通公式：2DQJ的转极电路(二级控制)（三）四线制直流道岔接口电路分析74（三）四线制直流道岔接口电路分析切断1DQJ的3-4线圈励磁电路75（三）四线制直流道岔接口电路分析电机供电电路(三级控制)76接通公式：（三）四线制直流道岔接口电路分析电机供电电路(三级控制)77由于表示杆的作用，道岔刚转换时，自动开闭器接通反转回路。（三）四线制直流道岔接口电路分析电机反转回路78③自闭电路-转到底⑥自动开闭器动作切断电源-转完断电④无法转动，1DQJ自闭电路断开-不能转断开（四）直流道岔启动电路技术条件与实现①区段锁闭-不能转②进路锁闭-不能转SJ的前接点，证明道岔未被区段锁且未被进路锁闭。分别设置定、反位熔丝，一旦电机空转烧断一处熔丝后，仍然保证电机能回转79当外线混线时，整流二极体失去作用，偏极继电器中流过交流电不会吸起，可防止DBJ或FBJ的错误励磁。（五）直流道岔表示电路技术实现——定位80当外线上混入外界电源时，由于采用变压器隔离，混入的电源不能构成闭合回路，可防止道岔表示继电器误动。（五）直流道岔表示电路技术实现——定位81当电容器C击穿时，道岔表示继电器被C短路，从而不会励磁；当电容器引线断线时，由于失去滤波作用，DBJ或FBJ将