全电子计算机联锁系统因其可维护性好,是我国铁路信号控制系统的发展方向[1]。随着铁路运输“高速、重载”的需求,大量采用三相交流转辙设备,对于该设备的控制电路无论是电气集中联锁还是计算机联锁,均采用继电器构成的逻辑控制电路来实现。随着微电子技术、计算机技术和信息技术的发展,以及可靠性和容错技术的提高,用具有智能化的全电子执行单元来实现计算机联锁执行层中安全型继电器的功能和性能指标已经成为可能。本文论述用五线制道岔电子驱动采集一体化模块实现对三相交流转辙机控制的方法与原理。第4期计算机联锁全电子三相交流转辙机控制模块模块架构用于控制三相交流转辙机的电子模块,满足三相交流道岔的运营技术条件。按照模块化的设计思想一个模块可控制一组单动道岔或一组双动道岔,其硬件架构如图1所示。模块通过冗余联锁总线与联锁计算机进行连接,完成与联锁计算机的信息交换;通过监测总线与微机监测连接,完成对动作电流等模拟量的检测。模块的输入为从电源屏提供的三相动作电源和两相表示电源,输出直接与三相交流转辙机的相连。
　　五线制道岔模块硬件原理框图模块内部核心电路采用“二取二”硬件结构,主要包括通信电路、微控制器电路、锁闭防护电路、三相交流动作电源鉴别电路、反馈及过流检测电路、转辙机动作驱动电路、表示信号采集电路等。通信电路五线制模块采用两路热备的CAN网络现场总线与联锁计算机进行通信。通信电路主要完成道岔转动操作命令的接收、道岔表示状态的传送。
　　电源鉴别电路电源鉴别电路完成对三相交流输入电源电压、断相和相序的检测,其硬件原理图如图2所示。电源鉴别电路将道岔动作电源A、B、C相通过电压传感器和运算放大器,将三相电源电压实时采集转换为适合于微处理器处理的信号,然后微控制器计算出相电压并根据数/模转换值判断相序是否正确。锁闭防护电路锁闭防护电路用于当微控制器接收到锁闭命令或自检故障时切断转辙机动作电源,该电路是模块的安全防护电路,采用动态脉冲驱动,平时处于锁闭状态,只有当道岔进行操作时,该电路进行工作。
　　动作驱动电路动作驱动电路用于控制三相交流转辙机的正转或反转,如图3所示,主要包括隔离驱动电路、电源开关和换相开关。当三相交流转辙机向定位转动时,电源开关全部闭合,同时换相开关中的K4、K6闭合;向反位转动时,电源开关全部闭合,同时换相开关中的K5、K7闭合;无论是向反位转动还是向定位转动,都是首先闭合电源开关,从反馈及过流检测电路检测是否开关故障如果没有故障,则断开电源开关,闭合换相开关,完成道岔的转动,同时实现电源开关和换相开关的检查。
　　五线制道岔模块是全电子执行单元的关键模块,可驱动S700K系列电动转辙机、ZDJ9系列电动转辙机和系列电液转辙机等,具有广阔的应用前景。该模块已通过铁道部科技成果鉴定,并投入正式运营,同时成功应用于铁路信号应急联锁系统中,运用效果良好。

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