第四章ZPW2000A移频自动闭塞课件.ppt

ZWP-2000A移频自动闭塞 四班小组：CRH 2016年3月27日 小组成员介绍 汤迪（2014121792） 李德彬（2014121795） 黄静（2014121796） 赵原霄（2014121803） 一 、 ZPW2000A移 频 自 动 闭 塞 概 述1.移 频 自 动 闭 塞 原 理 移 频 自 动 闭 塞 是 以 移 频 轨 道 电 路 为 基 础 的 自动 闭 塞 。 它 选 用 频 率 参 数 作 为 控 制 信 息 ， 采用 频 率 调 制 的 方 法 ， 把 低 频 信 号 (Fc)搬 移 到较 高 频 率 工 程 (载 频 f0)上 ， 以 形 成 振 幅 不 变 、频 率 随 低 频 信 号 的 幅 度 作 周 期 性 变 化 的 调 频信 号 。 将 此 信 号 用 钢 轨 作 为 传 输 通 道 来 控 制通 过 信 号 机 的 显 示 ， 达 到 自 动 指 挥 列 车 运 行的 目 的 。 （a）低频信号（b）整形后的低频信号（c）载频信号（d）调频信号 调 制 信 号 波 形 图 2.载 频 、 频 偏 的 选 择 我 国 于 20世 纪 90年 代 初 引 进 法 国 高 速 铁 路的 UM71移 频 自 动 闭 塞 设 备 ， 并 在 此 基 础 上 结 合 我国 国 情 研 制 了 更 加 适 应 我 国 铁 路 的 区 间 移 频 自 动闭 塞 设 备 ， 该 设 备 即 为 目 前 铁 道 部 推 广 使 用 的ZPW-2000无 绝 缘 轨 道 电 路 移 频 自 动 闭 塞 设 备 。 n低 频 频 率 ： 10.3+n 1.1Hz ， n=0 17即 ： 10.3 Hz、 11.4 Hz、 12.5 Hz、 13.6 Hz、 14.7 Hz、 15.8 Hz、16.9 Hz、 18 Hz、 19.1 Hz、 20.2 Hz、 21.3 Hz、 22.4 Hz、 23.5 Hz、24.6 Hz、 25.7 Hz、 26.8 Hz、 27.9 Hz、 29 Hz。 n载 频 频 率n下 行 ： 1700-1 1701.4 Hz 上 行 ： 2000 1 2001.4 Hz 1700-2 1698.7Hz 2000 2 1998.7Hz 2300-1 2301.4Hz 2600 1 2601.4Hz 2300-2 2298.7 Hz 2600 2 2598.7 Hz n频 偏 ： 11 Hzn输 出 功 率 ： 不 小 于 70W 3.基 本 工 作 原 理 在 移 频 自 动 闭 塞 区 段 ， 移 频 信 息 的 传 输 ， 是 按照 运 行 列 车 占 用 闭 塞 分 区 的 状 态 ， 迎 着 列 车 的 运 行方 向 ， 自 动 地 向 各 闭 塞 分 区 传 递 信 息 的 。 列 车 运 行 方 向 甲 站 乙 站 6G 5G 4G 3G 2G 1G 移 频 轨 道 电 路 信 息 发 送 信 息 接 收 4.ZPW2000A型 自 动 闭 塞 系 统 特 点（ 1） 充 分 肯 定 、 保 持 UM71无 绝 缘 轨 道 电 路 技 术 特 点 及优 势 。（ 2） 解 决 了 调 谐 区 断 轨 检 查 ， 实 现 轨 道 电 路 全 程 断 轨检 查 。（ 3） 减 少 调 谐 区 分 路 死 区 。（ 4） 实 现 对 调 谐 单 元 断 线 故 障 的 检 查 。（ 5） 实 现 对 拍 频 干 扰 的 防 护 。（ 6） 通 过 系 统 参 数 优 化 ， 提 高 了 轨 道 电 路 传 输 长 度 。（ 7） 提 高 机 械 绝 缘 节 轨 道 电 路 传 输 长 度 ， 实 现 与 电 气绝 缘 节 轨 道 电 路 等 长 传 输 。 （ 8） 轨 道 电 路 调 整 按 固 定 轨 道 电 路 长 度 与 允 许 最 小 道 碴 电 阻 方式 进 行 。 既 满 足 了 1 km标 准 道 碴 电 阻 、 低 道 碴 电 阻 传 输 长 度要 求 ， 又 提 高 了 一 般 长 度 轨 道 电 路 工 作 稳 定 性 。（ 9） 用 SPT国 产 铁 路 信 号 数 字 电 缆 取 代 法 国 ZCO3电 缆 ， 减 小 铜芯 线 径 ， 减 少 备 用 芯 组 ， 加 大 传 输 距 离 ， 提 高 系 统 技 术 性 能 价格 比 ， 降 低 工 程 造 价 。（ 10） 采 用 长 钢 包 铜 引 接 线 取 代 75mm2铜 引 接 线 ， 利 于 维 修 。（ 11） 发 送 、 接 收 设 备 四 种 载 频 频 率 通 用 ， 由 于 载 频 通 用 ， 使器 材 种 类 减 少 ， 可 降 低 总 的 工 程 造 价 ；（ 12） 发 送 器 和 接 收 器 均 有 较 完 善 的 检 测 功 能 ， 发 送 器 可 实 现“ N+1”冗 余 ， 接 收 器 可 实 现 双 机 互 为 冗 余 。 主 轨 道 电 路 调 谐 区 （ 小 轨 道 电 路 ） 补 偿 电 容 XGJ XGJH XG XGH GJ1 GJ2 机械 绝缘 节 空心 线圈 调谐 单元 调谐 单元 调谐 单元 空心 线圈 匹 配 变 压 器 匹 配 变 压 器 匹 配 变 压 器 电 缆 模 拟 网 络 盘 电 缆 模 拟 网 络 盘 电 缆 模 拟 网 络 盘 衰 耗 盘 衰 耗 盘 接 收 器 接 收 器 发 送 器 5.系 统 构 成 设 备 构 成 ：n发 送 器 ZPWFn接 收 器 ZPWJn衰 耗 盘 ZPWPS1n电 缆 模 拟 网 络 盘 ZPWPML1n匹 配 变 压 器 ZPWBP1n调 谐 单 元 ZWT1 n空 心 线 圈 ZWXK1n机 械 绝 缘 空 心 线 圈 ZPWXKJn网 络 接 口 柜 ZPWGL-2000An电 缆 模 拟 网 络 组 匣 ZPWXMLn补 偿 电 容 CBG1/CBG2n无 绝 缘 移 频 自 动 闭 塞 机 柜 ZPWG-2000An空 芯 线 圈 防 雷 单 元 ZPWULG/ ZPWULG1 n钢 轨 引 接 线 ZPW-2000A 型 无 绝 缘 移 频 自 动 闭 塞 系 统 系 统 框 图 （ 1） 调 谐 区 (电 气 绝 缘 节 ) 调 谐 区 既 电 气 绝 缘 节 ， 除 车 站 进 出 站 口 交界 点 外 ， 各 闭 塞 分 区 分 界 点 均 设 电 气 绝 缘 节 。 调谐 区 按 29m长 设 计 ， 它 由 调 谐 单 元 （ 称 BA） 及 空心 线 圈 （ 称 SVA） 组 成 。 其 参 数 保 持 原 “ UM71”参 数 ， 功 能 是 实 现 两 相 邻 轨 道 电 路 电 气 隔 离 。 F1 F2 29m 电 气 绝 缘 节 原 理 图 空 芯 线 圈 调谐单元调谐单元 SVA设 在 调 谐 区 ， 归 纳 起 来 有 以 下 作 用 ： 平 衡 牵 引 电 流 回 流 SVA设 置 在 29米 长 调 谐 区 两 个 调 谐 单 元 的 中 间 ，由 于 它 对 于 50Hz牵 引 电 流 呈 现 甚 小 的 交 流 阻 抗 (约lOm )， 故 能 起 到 对 不 平 衡 牵 引 电 流 电 动 势 的 短 路作 用 。 对 于 上 、 下 行 线 路 间 的 两 个 SVA中 心 线 可 做 等 电 位 连 接 。一 方 面 平 衡 电 路 间 牵 引 电 流 ， 一 方 面 可 保 证 维 修 人 员 及设 备 安 全 （ 起 纵 向 防 雷 作 用 ） 。 等 电 位 连 接 图 如 下 ： SVA作 抗 流 变 压 器 用SVA作 抗 流 变 压 器 时 ， 其 总 电 流 200安 (长 时 间 ）如 在 道 岔 斜 股 绝 缘 两 侧 各 装 一 台 SVA， 二 中 心 线 连 接 。 可 为 谐 振 槽 路 提 供 一 个 较 为 合 适 的 Q值 SVA对 1700Hz感 抗 值 有 0.35 ， 对 2600Hz也 有0.54 。 在 调 谐 区 中 ， 不 能 把 它 单 作 为 一 个 低 阻 值 分路 电 抗 进 行 分 析 ， 应 将 其 作 为 并 联 谐 振 槽 路 的 组 成 部分 。 SVA参 数 的 适 当 选 择 ， 能 保 证 调 谐 区 工 作 的 稳 定 性 。 （2）匹配变压器 一 般 条 件 下 ， 按 0.31.0 km道 碴 电 阻 设 计 ， 用 于 实 现轨 道 电 路 （ 钢 轨 ） 与 SPT铁 路 数 字 信 号 电 缆 的 匹 配 连 接 。 电路 见 下 图 ： 图 3-1-3 匹 配 变 压 器 原 理 （3）补 偿 电 容采 取 分 段 加 补 偿 电 容 的 方 法 ， 减 弱 电 感 的 影 响 。 其 补 偿 原 理 可 理 解 为 将 每 补 偿 段 钢 轨L与 电 容 C视 为 串 联 谐 振 ， 见 下 图 补 偿 电 容 的 没 置 方 式 宜 采 用 “ 等 间 距 法 ” ， 即 将 无 绝 缘 轨 道 电 路 两 端 BA间 的 距 离 L按补 偿 电 容 总 量 N等 分 ， 其 步 长 =L/N。 轨 道 电 路 两 端 按 半 步 长 /2,中 间 按 全 步 长 设置 电 容 ， 以 获 得 最 佳 传 输 效 果 补 偿 电 容 原 理 图 （ 4） 传 输 电 缆 采 用 SPT型 铁 路 信 号 数 字 电 缆 ， 线 径 为 1.0mm， 总 长 10km。 SPT数 字 电 缆 能 实 现 1MHz(模 拟 信 号 )、 2Mbit/s(数 字 信 号 )以 及 额 定 电 压 交 流 750V或 直 流 1100V及 以 下 铁 路 信 号 系 统 中 有关 设 备 和 控 制 装 置 之 间 的 联 接 ， 传 输 系 统 控 制 信 息 及 电 能 。 可在 铁 路 电 气 化 和 非 电 气 化 区 段 使 用 。 6、 调 谐 区 设 备 与 钢 轨 间 的 引 接 线 调 谐 区 设 备 与 钢 轨 间 连 接 由 3700mm、 2000mm钢 包 铜 引 接 线 各两 根 构 成 。 分 别 用 于 调 谐 单 元 、 空 心 线 圈 、 机 械 绝 缘 节 空 心 线 圈 等设 备 与 钢 轨 间 的 连 接 。 五、室内设备1、发送器 用 于 产 生 、 高 精 度 高 稳 定 移 频 信 号 。 系 统 采 用 发 送 “ N+1”冗 余 方 式 。 故 障 时 ， 通 过 FBJ接 点 转 至 “ +l”FS设 备 。2、接收器 图 3-1-5 本 轨 道 区 段 JS与 邻 轨 道 区 段 JS间 关 系 3、 衰 耗 盘 用 于 实 现 主 轨 道 电 路 、 小 轨 道 电 路 的 调 整 。 给 出 发 送和 接 收 器 故 障 、 轨 道 占 用 表 示 及 其 它 有 关 发 送 、 接 收 用+24V电 源 电 压 、 发 送 功 出 电 压 、 接 收 GJ、 XGJ测 试 条 件 等4、 电 缆 模 拟 网 络 电 缆 模 拟 网 络 设 在 室 内 ， 按 0.5km、 0.5km、 1km、 2km、2km、 2 x2km六 节 设 计 ， 用 于 对 SPT电 缆 长 度 的 补 偿 ， 电缆 与 电 缆 模 拟 网 络 补 偿 长 度 之 和 为 10 km。 图 防 雷 和 电 缆 模 拟 网 络 原 理 框 图 5 系 统 防 雷系 统 防 雷 由 两 部 分 构 成 ：n室 内 防 雷 ： 该 防 雷 设 在 室 内 发 送 端 和 接 收 端 ， 实 现 对 从 电 缆引 入 雷 电 冲 击 的 横 向 、 纵 向 防 护 。n室 外 防 雷 ： 对 钢 轨 引 入 雷 电 冲 击 进 行 保 护 。 横 向 防 护 防 雷 单元 设 在 匹 配 变 压 器 轨 道 输 入 端 。 纵 向 防 护 防 雷 单 元 设 在 空芯 线 圈 中 心 线 与 地 之 间 。 完 全 横 向 连 接 处 不 设 防 雷 单 元 。 6、 无 绝 缘 移 频 自 动 闭 塞 机 柜 室 内 的 发 送 器 、 接 收 器 、 衰 耗 盘 均 放 置 在 机 柜 上 。为 便 于 维 修 ， 移 频 柜 上 的 设 备 布 置 需 按 区 间 闭 塞 分 区编 号 顺 序 进 行 。 设 备 位 置 排 列 应 考 虑 与 线 路 状 态 相 对应 ， 便 于 根 据 设 备 表 示 及 测 试 数 据 ， 分 析 设 备 运 用 及故 障 状 态 。 每 台 机 柜 可 放 置 10套 轨 道 电 路 设 备 ， 纵 向 5路 组合 ， 每 路 组 合 可 装 两 个 轨 道 电 路 的 设 备 ， 包 括 发 送 器 、接 收 器 、 衰 耗 盘 各 两 台 及 发 送 、 接 收 断 路 器 、 3 x18柱 端 子 各 两 个 。 发 送 断 路 器 保 险 为 10A， 接 收 断 路 器保 险 为 5A。 具 体 布 置 时 ， 将 移 频 柜 设 备 按 区 间 闭 塞 分 区 顺 序布 置 。 按 闭 塞 分 区 示 意 图 应 将 上 行 端 A1G-A5G、 B1G-B5G， 共 计 10套 设 备 放 在 第 一 个 移 频 架 上 ， 其 顺 序 为 ： 1-A5G、 3-A4G、 5-A3G、 7-A2G、 9-A1G 2-B5G、 4-B4G、 6-B3G、 8-B2G、 10-B1G闭 塞 分 区 编 号 示 图 六 、 ZPW-2000A总 技 术 条 件1.环 境 条 件ZPW-2000A 无 绝 缘 移 频 轨 道 电 路 在 下 列 环 境 条 件 下 应 可靠 工 作 ： （ 1） 周 围 空 气 温 度 ： 室 外 ： -40 +70 室 内 ： -5 +40 （ 2） 周 围 空 气 相 对 湿 度 ： 不 大 于 95%（ 温 度 30 时 ） 大 气 压 力 ： 70kPa 106kPa （ 3） 周 围 无 腐 蚀 和 引 起 爆 炸 危 险 的 有 害 气 体 。 2.接 收 器 轨 道 电 路 调 整 状 态 下 ： 主 轨 道 接 收 电 压 不 小 于 240mV； 主 轨 道 继 电 器 电 压 不 小 于 20V（ 1700 负 载 ， 无并 机 接 入 状 态 下 ） ； 小 轨 道 接 收 电 压 不 小 于 33.3mV（ 考 虑 到 上 下 边 频幅 度 差 ， 运 用 中 ， 33 38mV） ； 小 轨 道 继 电 器 或 执 行 条 件 电 压 不 小 于 20V（ 1700 负 载 ， 无 并 机 接 入 状 态 下 ） 。 3. 直 流 电 源电 压 范 围 ： 23.5V 24.5V与 原 有 UM71 系 统 设 备 配 套 ， 其 直 流 电 压 范 围 为22.5 28.8V。4.轨 道 电 路（ 1） 主 轨 道 电 路 工 作 值 240mV；（ 2） 小 轨 道 电 路 工 作 值 33.3mV；（ 3） 分 路 灵 敏 度 为 0.15 ；（ 4） 主 轨 道 电 路 分 路 残 压 为 140mV（ 带 内 ） ； 设备原理说明一 、 发 送 器 的 作 用 ZPW-2000 A 型 无 绝 缘 轨 道 电 路 发 送 器 ， 在 区 间适 用 于 非 电 化 和 电 化 区 段 的 多 信 息 无 绝 缘 轨 道 电 路区 段 ， 在 车 站 适 用 于 非 电 化 和 电 化 区 段 站 内 移 频 电码 化 发 送 。 ZPW-2000A型 无 绝 缘 轨 道 电 路 发 送 器 在使 用 中 产 生 18种 低 频 信 号 8种 载 频 (上 下 行 各 四 种 ) 的 高 精 度 、 高 稳 定 的 移 频 信 号 ； 供 自 动 闭 塞 、 机 车信 号 和 超 速 防 护 使 用 。 有 足 够 的 输 出 功 率 ， 且 能 根据 需 要 调 节 发 送 电 平 ； 能 对 移 频 信 号 特 征 实 现 自 检 ，故 障 时 给 出 报 警 “ N+1”冗 余 运 用 的 转 换 条 件 。 二、发送器原理1.发送器结构图 图 3-2-1 通 用 型 发 送 器 原 理 框 图 2、 微 处 理 器 、 可 编 程 逻 辑 器 件 及 作 用 ：(1)采 用 双 处 理 器 ， 双 软 件 ， 双 套 检 测 电 路 ,闭 环 检 查(2)处 理 器 采 用 80C196 ， 其 中 CPU1 控 制 产 生 移 频 信 号 。 CPU1、 CPU2 还 担负 着 移 频 输 出 信 号 的 低 频 ,载 频 及 幅 度 特 征 的 检 测 等 功 能 ； (3)FPGA 可 编 程 逻 辑 器 件 ， 由 它 构 成 移 频 发 生 器 ， 并 行 输 入 /输 出 扩 展 接 口 ,频 率 计 数 器 等 。3、 低 频 和 载 频 编 码 条 件 的 读 取 图 3-2-2 低 频 编 码 条 件 的 读 取 4、移频信号产生 低 频 ,载 频 编 码 条 件 通 过 并 行 输 入 输 出 接 口 分 别 送 到 两 个处 理 器 后 ， 首 先 判 断 该 条 件 是 否 有 ， 仅 有 一 路 。 满 足 条 件 后 ， CPU1 通 过 查 表 得 到 该 编 码 条 件 所 对 应 的 上 下 边 频 数 值 ， 控 制移 频 发 生 器 ， 产 生 相 应 FSK 信 号 。 并 由 CPU1 进 行 自 检 ， 由 CPU2 进 行 互 检 ， 条 件 不 满 足 ， 将 由 两 个 处 理 器 构 成 故 障 报 警 。 为 保 证 “ 故 障 一 安 全 ” ， CPUl,CPU2 及 用 于 “ 移 频发 生 器 ” 的 “ 可 编 程 逻 辑 器 件 ” 分 别 采 用 各 自 独 立 的 时 钟源 。 经 检 测 后 ， 两 处 理 器 各 产 生 一 个 控 制 信 号 ， 经 过 “ 控制 与 门 ” ， 将 FSK 信 号 送 至 方 波 正 弦 变 换 器 。 5、 激 励 放 大 器 为 满 足 “ 故 障 一 安 全 ” 要 求 ， 激 励 放 大 器 采 用 射极 输 出 器 。 为 提 高 输 入 阻 抗 ， 提 高 射 极 输 出 器 信 号 的 直 线 性 ，减 少 波 形 失 真 ， 免 除 静 态 工 作 点 的 调 整 以 及 电 源 电压 对 放 大 器 工 作 状 态 的 影 响 ， 激 励 放 大 器 采 用 运 算放 大 器 。 该 运 算 放 大 器 采 用 +5 V -5 V 电 源 。 6、 功 率 放 大 器 从 故 障 -安 全 及 提 高 功 出 电 压 稳 定 性 考 虑 ， 功 率 放大 器 采 用 射 极 输 出 器 ， 其 简 化 电 路 如 下 图 7、 安 全 与 门 电 路 安 全 ” 与 门 ” 电 路 8、 表 示 灯 设 置 及 故 障 检 测(1)“工 作 ” 表 示 灯设 在 衰 耗 盘 内 ， 与 FBJ 线 圈 条 件 相 并 联 ， 如 下 图 3-2-6。 R 用 作 限 流 ， “ N ”为 工 作 指 示 灯 ， 光 耦 提 供 发 送 报 警 接 点 。 发 送 工 作 正 常 ： 工 作 表 示 灯 亮 ， 报 警 接 点 通 。 发 送 工 作 故 障 ： 工 作 表 示 灯 灭 ， 报 警 接 点 切 断 车 站 移 频 报 警 继 电 器 YBJ 电路 。 (2)故 障 表 示 灯 为 便 于 检 修 所 对 复 杂 数 字 电 路 的 维 修 ， 盒 内 针 对 每 一 套 处 理 器 设 置 了 一 个 指导 维 修 人 员 查 找 设 备 故 障 的 “ 故 障 表 示 灯 ” 。 用 其 闪 动 状 况 ， 表 示 它 可 能 出现 的 故 障 点 。 3-2-6 发 送 报 警 灯 电 路 发送器外线连接示意图 三 、 发 送 器 “ N+1”冗 余 系 统 原 理 在 ZPW-2000系 统 中 ， 为 使 “ +1”发 送 盘 FS随 时 能 顶 替 任 一 发 生 故 障 的发 送 盘 工 作 ， 它 必 须 考 虑 解 决 以 下 问 题 。 载 频 选 择 :各 主 用 发 送 盘 FS用 在 不 同 的 闭 塞 分 区 ， 各 自 均 有 固 定 的 使用 载 频 。 上 行 线 路 按 2000、 2600交 叉 配 置 ； 下 行 线 路 按 1700， 2300交 叉 配置 使 用 。 当 某 一 闭 塞 分 区 发 送 盘 FS故 障 时 ， “ +1”FS应 自 动 选 择 在 该 闭 塞 分区 所 用 载 频 上 。 低 频 编 码 条 件 选 择 :各 闭 塞 分 区 发 送 盘 FS的 编 码 条 件 应 是 该 闭 塞 分 区 的次 三 个 闭 塞 区 段 空 闲 状 态 条 件 。 当 某 一 闭 塞 分 区 发 送 盘 FS故 障 后 ， “ +1”发送 盘 FS也 应 该 按 该 分 区 所 用 编 码 条 件 去 控 制 “ +1”发 送 盘 FS编 码 ， 产 生 相 应移 频 信 号 ， 并 代 替 原 主 发 送 盘 FS（ 已 故 障 的 FS盘 ） 将 移 频 信 号 送 往 故 障 盘所 对 应 的 股 道 。 发 送 通 道 选 择 :如 何 将 所 产 生 的 移 频 信 号 送 往 故 障 发 送 盘 FS所 对 应 的 闭塞 区 段 ， 这 就 是 “ +1”发 送 盘 FS发 送 通 道 处 理 问 题 。 “ +1”发 送 盘 FS在 任 一个主 用 发 送 盘 故 障 时 ， 均 能 准 确 无 误 地 将 移 频 信 号 送 往 故 障 盘 所 在 的 区 段 。 第三节 接收设备一 、 作 用 接 收 器 接 收 端 及 输 出 端 均 按 双 机 并 联 运 用 设 计 ， 与 另一 台 接 收 器 构 成 相 互 热 机 并 联 运 用 系 统 (或 称 0.5+0.5)，保 证 接 收 系 统 的 高 可 靠 运 用 。1、 用 于 对 主 轨 道 电 路 移 频 信 号 的 解 调 ， 并 配 合 与 送 电 端相 连 接 调 谐 区 短 小 轨 道 电 路 的 检 查 条 件 ， 动 作 轨 道 继 电器 。2、 实 现 对 与 受 电 端 相 连 接 调 谐 区 短 小 轨 道 电 路 移 频 信 号的 解 调 ， 给 出 短 小 轨 道 电 路 执 行 条 件 送 至 相 邻 轨 道 电 路接 收 器 。 3、 检 查 轨 道 电 路 完 好 ， 减 少 分 路 死 区 长 度 ， 还 用 接 收 门限 控 制 实 现 对 BA断 线 的 检 查 。 二 、 原 理 框 图 及 原 理 说 明（ 一 ） 、 发 送 器 双 机 并 联 运 用 原 理 框 图 接 收 器 由 本 接 收 “ 主 机 ” 及 另 一 接 收 “ 并 机 ” 两 部 分 构 成 (如 下 图 ) 图 3-3-1： 双 机 并 联 运 用 原 理 框 图 A 主机入 主 轨 道 电 路 A/D小 轨 道 电 路 A/D 主 轨 道 电 路 A/D小 轨 道 电 路 A/D B 并机入 CPU1 CPU2 载 频 选 择 载 频 选 择 安 全 与 门 2 安 全 与 门 2安 全 与 门 1 安 全 与 门 1 故 障 检 查 小 轨 道 检 查 条 件 小 轨 道 检 查 条 件 至 CPU1 及CPU2 检 查 输出 输出 报 警条 件图 3-3-2 接 收 器 工 作 原 理 框 图 （ 二 ） 、 接 收 器 工 作 原 理1、 接 收 器 工 作 原 理 框 图 3、载频读取电路 图 载 频 读 取 电 路 4、 微 机 处 理 器 电 路 微 处 理 器 电 路 采 用 双 处 理 器 ,双 软 件 。 两 套 软 件 硬 件 对 信 号单 独 处 理 ， 把 结 果 相 互 校 核 ， 实 现 故 障 -安 全 。 处 理 器 采 用 数字 信 号 处 理 器 TMS320C32 。 (1)处 理 器 完 成 信 号 的 采 样 ,运 算 判 决 和 控 制 功 能 。 该处 理 器 每 秒 钟 能 完 成 1千 万 次 加 法 减 法 或 乘 法 运 算 。 (2)数 据 存 储 器 (随 机 存 取 储 存 器 ) ： 用 于 存 放 采 集的 数 据 和 运 算 的 结 果 。 数 据 存 储 器 供 电 后 可 以 对 其 进 行读 写 处 理 ， 断 电 后 其 内 部 数 据 就 消 失 不 保 存 。 (3)程 序 存 储 器 (EPROM) ： 是 程 序 的 载 体 ， 处 理 器 执行 的 指 令 和 运 算 需 要 的 常 数 存 储 在 其 中 。 ROM中 的 信 息通 过 编 程 写 入 ， 断 电 后 数 据 仍 能 保 持 。 如 果 需 要 擦 除 其中 的 信 息 ， 可 通 过 紫 外 线 照 射 擦 除 。 可 反 复 使 用 。 (4)译 码 器 ： 完 成 CPU与 EPROM、 RAM、 A/D及 输 入 输 出接 口 (I/O) 等 之 间 的 逻 辑 关 系 。 (5)输 出 电 路 ： 根 据 处 理 器 对 输 入 信 号 分 析 的 结 果 ， 经过 通 信 相 互 校 核 后 ， 输 出 动 作 相 应 的 继 电 器 。 (6)报 警 电 路 ： 处 理 器 定 时 对 随 机 存 取 储 存 器 ,EPROM 和 处 理 器 中 的 存 储 器 进 行 检 查 ， 也 对 载 频 电 路 和 安全 与 门 电 路 进 行 检 查 ， 根 据 检 查 的 结 果 和 双 处 理 器进 行 通 信 相 互 校 核 的 结 果 ， 决 定 给 出 相 应 告 警 条 件 来 自 两 个 处 理 器 的 信 号 ， 经 过 一 个 与 非 门 后 ，控 制 报 警 电 路 。 如 果 正 常 ， 处 理 器 CPU就 输 出 一 个 高电 平 1 ， 与 非 门 输 出 一 个 低 电 平 0 ， 这 时 衰 耗 盘接 收 工 作 表 示 灯 点 亮 ， 光 耦 导 通 。 给 外 部 提 供 一 个导 通 的 条 件 ， 构 成 总 移 频 报 警 电 路 。 如 果 发 现 故 障 ，处 理 器 就 输 出 低 电 平 0 ， 与 非 门 输 出 高 电 平 ， 工 作表 示 灯 灭 ， 光 耦 断 开 ， 构 成 报 警 电 路 。 (7)辅 助 电 路 ： 主 要 有 时 钟 电 路 、 通 讯 时 钟 电 路 等 。 时 钟是 处 理 器 工 作 的 动 力 ， 其 大 小 也 反 映 了 处 理 器 的 工 作 速度 ， 现 在 处 理 器 时 钟 电 路 采 用 的 是 40 MHz 的 晶 振 。 通讯 时 钟 电 路 是 双 处 理 器 通 讯 时 的 外 部 时 钟 ， 该 时 钟 通 过对 处 理 器 的 输 出 频 率 分 频 后 ， 再 提 供 给 处 理 器 通 讯 用 。约 200 KHz 。(8)上 电 复 位 及 “ 看 门 狗 ” 的 电 路 ： 该 电 路 主 要 是 由 微 处理 监 督 定 时 器 MAX705 和 与 非 门 组 成 。 刚 开 机 时 ， CPU处理 器 需 要 一 个 约 几 百 毫 秒 的 低 电 位 使 处 理 器 能 进 行 复 位 。正 常 工 作 后 ， 为 了 保 证 程 序 按 照 设 计 的 流 程 循 环 运 行 ，在 程 序 的 运 行 过 程 中 ， 定 时 给 MAX705 一 个 信 号 ， 使 其持 高 电 平 输 出 。 如 果 程 序 的 运 行 出 了 问 题 或 接 收 盒 出 现了 “ 死 机 ” ， MAX705 没 有 收 到 处 理 器 的 定 时 信 号 ，就 输 出 一 个 低 电 平 ， 使 处 理 器 重 新 复 位 ， 使 其 重 新 开 始执 行 。 5 安 全 与 门 电 路 安 全 与 门 电 路 有 四 个 ， 分 别 带 动 主 机 轨 道 继 电 器 ， 并 机 轨 道 继 电 器 以及 提 供 主 机 小 轨 道 继 电 器 、 并 机 小 轨 道 继 电 器 的 执 行 条 件 。 其 电 路 原 理与 发 送 器 FBJ 电 路 类 似 ， 故 不 详 述 。 光 耦 5 用 于 对 安 全 与 门 电 路 故 障 的 检 测 。 当 方 波 “ 1”方 波 “ 2”存 在 ， 安 全 与 门 没 有 输 出 时 通 过 C 点 电 位 回 送 至CPU处 理 器 电 路 ， 构 成 报 警 。 图 ： 安 全 与 门 电 路 6、 报 警 电 路 接收器外线连接示意图 第四节 衰耗盘 衰 耗 盘 在 使 用 中 有 两 种 类 型 ， ZPWPS型 与 ZPWPS1型 。无 论 是 ZPWPS型 还 是 ZPWPS1型 ， 其 作 用 、 原 理 都 基 本一 样 。 两 者 仅 在 测 试 塞 孔 引 出 方 面 有 差 异 。一 、 衰 耗 盘 作 用 1、 对 主 轨 道 电 路 的 接 收 端 输 入 电 平 调 整 。 2、 对 小 轨 道 电 路 正 反 向 的 调 整 。 3、 给 出 有 关 发 送 、 接 收 用 电 源 电 压 、 发 送 功 出 电 压 、轨 道 输 入 输 出 GJ， XGJ测 试 条 件 。 4、 给 出 发 送 、 接 收 故 障 报 警 和 轨 道 占 用 指 示 灯 等 。 5、 在 “ N+1”冗 余 运 用 中 实 现 接 收 器 故 障 转 换 时 主 轨道 继 电 器 和 小 轨 道 继 电 器 的 落 下 延 时 。 二 、 衰 耗 盘 电 路 原 理 说 明 衰 耗 盘 内 设 有 衰 耗 调 整 电 路 与 工 作 指 示 灯 及 报 警 电 路 。 衰 耗 调 整 电路 用 于 对 主 轨 道 电 路 的 接 收 端 输 入 电 平 以 及 小 轨 道 电 路 正 反 向 的 调 整 。工 作 指 示 灯 及 报 警 电 路 用 于 给 出 发 送 、 接 收 故 障 报 警 和 轨 道 占 用 指 示 灯等 。 同 时 在 衰 耗 盘 内 还 设 有 相 应 测 试 端 ， 以 便 给 出 有 关 发 送 、 接 收 用 电源 电 压 、 发 送 功 出 电 压 、 轨 道 输 入 输 出 GJ， XGJ测 试 条 件 。1、 轨 道 输 入 电 路 主 轨 道 信 号 V1V2自 C1C2变 压 器 B1输 入 ， B1变 压 器 其 阻 抗 约 为 36 55 (17002600Hz) 稳 定 接 收 器 输 入 阻 抗 ， 该 阻 抗 选 择 较 低 ， 以 便 抗干 扰 。 变 压 器 B1其 匝 比 为 116： (1 146)。 次 级 通 过 变 压 器 抽 头 连 接 ， 可 构成 1 146共 146级 变 化 ， 按 调 整 表 调 整 接 收 电 平 。 2、 小 轨 道 电 路 输 入 电 路 根 据 方 向 电 路 变 化 ， 接 收 端 将 接 至 不 同 的 两 端短 小 轨 道 电 路 。 故 短 小 轨 道 电 路 的 调 整 按 正 、 反 两 方向 进 行 。 正 方 向 调 整 用 a11 a23端 子 ， 反 方 向 调 整 用C11 C23端 子 ， 负 载 阻 抗 为 3.3k 。 为 提 高 A/D模 数 转 换 器 的 采 样 精 度 ， 短 小 轨 道 电路 信 号 经 过 1： 3升 压 变 压 器 B2输 出 至 接 收 器 。 图 3-4-1 ZPWPS型 衰 耗 盘 调 整 电 路 原 理 （二）工作指示灯及报警电路 ZPWPS型 工 作 指 示 灯 及 移 频 报 警 电 路 1、 表 示 灯 电 路(1)“发 送 工 作 ” 灯 ， 即 为 发 送 故 障 报 警 指 示 。 “ 发 送 工 作 ” 灯 控 制 条 件 通 过 发 送 器 FBJ-1、 FBJ2将 FBJ发 送 报 警 继 电 器 条 件 接 入 ， 正 常 时 “ 光 耦 1”输 入端 的 发 光 二 极 管 导 通 ， “ 发 送 工 作 灯 ” 点 亮 。 并 通 过“ 光 耦 1”输 出 端 (BJ-1、 BJ-2)控 制 移 频 总 报 警 继 电 器YBJ。 故 障 时 “ 光 耦 1”无 输 出 ， “ 发 送 工 作 ” 灯 灭 灯 。(2)“接 收 工 作 ” 灯 ， 即 为 接 收 故 障 报 警 指 示 。 “ 接 收 工 作 ” 灯 控 制 条 件 通 过 JB+、 JB-端 接 入 ， 正常 时 “ 光 耦 2”输 入 端 的 发 光 二 极 管 导 通 ， “ 接 收 工 作 灯 ”点 亮 。 同 时 也 通 过 “ 光 耦 2”输 出 端 (BJ-3、 BJ-2)控 制 移频 总 报 警 继 电 器 YBJ。 故 障 时 “ 光 耦 2”无 输 出 ， “ 接 收 工作 ” 灯 灭 灯 。 YBJ电 路 仅 设 于 移 频 柜 第 一 位 置 的 衰 耗 盘 。 报 警 电 路 将 所 有 “ 接 收 工 作 ” 、 “ 发 送 工 作 ”报 警 “ 光 耦 ” 的 输 出 端 串 接 后 控 制 移 频 总 报 警 继 电器 YBJ。 正 常 时 YBJ保 持 吸 起 ， 其 中 接 收 、 发 送 设 备任 一 故 障 则 YBJ落 下 报 警 串 接 “ 接 收 工 作 ” 、 “ 发 送工 作 ” 报 警 条 件 时 从 移 频 柜 第 一 位 置 的 衰 耗 盘 开 始 。将 第 一 位 置 衰 耗 盘 内 “ 光 耦 5”输 入 端 与 本 区 段 轨 道电 路 发 送 故 障 条 件 (BJ-1、 BJ-2)、 接 收 故 障 条 件 (BJ-2、 BJ-3)串 接 然 后 再 将 其 它 区 段 轨 道 电 路“ 接 收 工 作 ” 、 “ 发 送 工 作 ” 报 警 条 件 依 次 串 接 ， 接 收 、 发送 设 备 均 正 常 时 使 “ 光 耦 5”受 光 器 导 通 控 制 三 级 管 V7导 通 ，并 使 YBJ励 磁 。 只 要 接 收 、 发 送 有 一 设 备 故 障 则 YPJ落 下 报 警 。电 容 C1起 到 缓 放 作 用 ， 防 止 各 报 警 条 件 瞬 间 中 断 ， 造 成 YBJ跳动 。 在 站 内 电 码 化 及 “ +1发 送 ” 只 有 发 送 没 有 接 收 设 备 时 仅接 入 BJ-1、 BJ-2条 件 。 在 车 站 接 收 设 置 总 数 为 奇 数 ， 单 独 设置 并 机 备 用 时 ， 仅 接 入 BJ-2、 BJ-3条 件 。(3)“轨 道 占 用 ” 灯 反 映 轨 道 电 路 是 否 有 车 占 用 。 空 闲 ： 灭 灯 列 车 占 用 ： 红 灯 其 控 制 条 件 由 （ G） 、 （ GH） 端 输 入 。 轨 道 占 用 时 “ 光 耦 4”的 受 光 器 关 闭 ， 使 “ 轨 道 占 用 灯 ” 点 亮 。 轨 道 空 闲 时 “ 光 耦 4”导 通 ， 其 输 出 端 发 光 二 极 管 被 短 路 “ 轨 道 占 用 ” 灯 灭 灯 。 在ZPWPS1型 衰 耗 盘 中 轨 道 空 闲 时 显 示 绿 灯 ， 轨 道 占 用 时 显 示 红灯 。 2、ZPWPS型衰耗盘面板布置衰耗盘面板布置示意如下图 图 2-3-3 ZPWPS型 衰 耗 盘 面 板 布 置 衰 耗盘 面 板 布 置 示 意 其 面 板 设 有 三 个 工 作 指 示 灯 ， 八 个 测 试 插 孔 。 以 便 维 修 工 作 人 员 观 察 设 备 状 态 、测 试 相 关 信 息 。（ 1） 表 示 灯 “ 发 送 工 作 ” 灯 ： 绿 色 。 点 灯 表 示 工 作 正 常 ； 灭 灯 表 示 故 障 。 “ 接 收 工 作 ” 灯 ： 绿 色 。 点 灯 表 示 工 作 正 常 ； 灭 灯 表 示 故 障 。（ 2） 测 试 插 孔 SKl： “ 发 送 电 源 ” 接 FS+24V、 024V， 测 发 送 器 用 24V电 压 。 约 23.5-24.5V SK2： “ 发 送 功 出 ” 接 发 送 器 功 出 ， 测 试 发 送 器 功 出 电 平 。 与 调 整 表 一 致 SK3： “ 接 收 电 源 ” 接 JS+24V、 024V， 测 接 收 器 用 24V电 压 。 约 23.5-24.5V SK4： “ 接 收 输 入 ” 接 来 自 轨 道 的 UV1V2， 测 试 接 收 输 入 电 压 ， 主 轨 道 240 mV， 主 小 道 33 mV SK5： “ 主 轨 道 输 出 ” 测 试 主 轨 道 经 B1变 压 器 电 平 级 调 整 后 的 输 出 电 平 ， 240 mV SK6： “ 小 轨 道 输 出 ” 测 试 经 过 衰 耗 电 阻 分 压 后 的 输 出 电 平 ， 约 38 mV SK7： “ GJ”测 试 轨 道 继 电 器 的 电 压 ， 20V(并 机 时 高 )。 SK8： “ XG”测 试 小 轨 道 继 电 器 (或 执 行 条 件 )电 压 ， 20V 开 路 30V(并 机 时 高 ) 第五节站防雷和电缆模拟网络盘 防 雷 电 缆 模 拟 网 络 盘 设 于 网 络 接 口 柜 内 或 设 于 无 绝 缘防 雷 电 缆 模 拟 网 络 组 匣 内 。一 、 作 用 用 作 对 通 过 传 输 电 缆 引 入 室 内 雷 电 冲 击 的 防 护 (横向 、 纵 向 )。 通 过 0.5、 0.5、 1、 2、 2、 2*2km六 节 电 缆模 拟 网 络 ， 补 偿 实 际 SPT数 字 信 号 电 缆 ， 使补 偿 电 缆 和 实 际 电 缆 总 距 离 为 10km， 以 便 于 轨 道 电 路 的调 整 和 构 成 改 变 列 车 运 行 方 向 电 路 。 图 3-5-1 站 防 雷 和 电 缆 模 拟 网 络 原 理 框 图 1、 站 防 雷 电 路 原 理 简 要 说 明 室 外 电 缆 会 带 来 雷 电 冲 击 信 号 ， 为 保 护 模 拟 网 络 及 室 内 发送 、 接 收 设 备 ， 采 用 横 向 与 纵 向 雷 电 护 。（ 1） 横 向 雷 电 防 ： 采 用 280V左 右 防 护 等 级 压 敏 电 阻 。 压 敏 电 阻 应 具 有 模 块 化 、 阻 燃 、 有 劣 化 指 示 、 可 带 电 插及 可 靠 性 较 高 的 特 点 。（ 2） 纵 向 雷 电 防 护 ； 对 于 线 对 地 间 的 纵 向 雷 电 信 号 目 前 采 用 加 三 极 放 电 管 保 护， 加 低 转 移 系 数 防 雷 变 压 器 防 护 和 室 外 加 站 间 贯 通 地 线 防 护 。 2、 电 缆 模 拟 网 络 电 路 原 理 简 要 说 明“ 电 缆 模 拟 网 络 ” 可 视 为 室 外 电 缆 的 一 个 延 续 。 电原理图(如下图) 3-5-2 电 缆 模 拟 网 络 电 路 原 理 （ 4） 通 过 信 号 机 及 轨 道 电 路 通 过 信 号 机 采 用 三 显 示 色 灯 信 号 机 。 轨 道 电 路 为 传 输 移 频 信号 的 通 道 ， 闭 塞 分 区 长 度 不 应 大 于 移 频 轨 道 电 路 的 极 限 长 度 ， 若 大于 其 极 限 长 度 时 ， 应 将 轨 道 电 路 进 行 分 隔 ， 实 行 移 频 信 息 的 中 继 。（ 5） 执 行 单 元 执 行 单 元 由 黄 灯 继 电 器 、 绿 灯 继 电 器 及 灯 丝 继 电 器 组 成 ， 用它 们 的 接 点 电 路 来 控 制 发 送 设 备 编 码 及 构 成 通 过 信 号 机 的 显 示 。（ 6） 检 测 盒 及 报 警 盒 检 测 盒 用 来 检 测 移 频 电 源 设 备 及 发 送 设 备 工 作 是 否 正 常 。 当电 源 设 备 、 发 送 设 备 、 接 收 设 备 工 作 不 正 常 及 通 过 信 号 机 灯 泡 主 灯丝 断 丝 时 ， 由 报 警 盒 自 动 向 站 内 报 警 总 机 报 警 ， 以 便 得 到 及 时 的 修复 。 报 警 盒 只 在 分 散 方 式 的 移 频 自 动 闭 塞 中 才 使 用 。