鐵路電動脫軌器信號燈控制器改進(jìn)

蒙興

摘要：簡要介紹了鐵路電動脫軌器設(shè)備用途，簡要描述了鐵路電動脫軌器現(xiàn)場使用存在的問題，并提出了設(shè)備改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：鐵路電動脫軌器設(shè)備;信號燈控制器;改進(jìn)

鐵路電動脫軌器是安裝于鐵路列檢作業(yè)場進(jìn)行安全防護的專用設(shè)備，當(dāng)作業(yè)人員在車列底部進(jìn)行技術(shù)檢查作業(yè)時，外部列車車輛誤入作業(yè)線路可能會造成技術(shù)檢查人員人身傷害，此時電動脫軌器會將誤入列車車輛強行脫軌停止，以此來保證技術(shù)檢查人員的人身安全。而信號燈控制器正是電動脫軌器設(shè)備的關(guān)鍵部分，是電動脫軌器系統(tǒng)標(biāo)識信號的控制器。目前，列檢作業(yè)場均實現(xiàn)了電氣化，電磁環(huán)境正是信號燈控制器需要考慮、處理、克服的主要因素。信號燈控制器功能實現(xiàn)不是主要難度，關(guān)鍵是信號燈控制器在復(fù)雜電磁環(huán)境下如何保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。針對電脫設(shè)備使用環(huán)境電磁干擾等各種干擾源復(fù)雜、信號控制器故障頻發(fā)的情況，本人與設(shè)備生產(chǎn)單位共同提出改進(jìn)方案。

一、目前在用信號燈控制器存在問題

1.在用信號燈控制器電源模塊存在的問題：在用信號燈控制器采用外置開關(guān)電源提供電源供應(yīng)，考慮到現(xiàn)場的前端電源特性為DC160V，在開關(guān)電源的選型上進(jìn)行了定制，輸入DC160V，輸出DC12V/1.5A，DC24V/2A型號。輸出DC12V/1.5A為攝像機及紅外補光燈提供電源供應(yīng)，輸出DC24V/2A為信號燈控制器提供電源供應(yīng)，兩組輸出相互隔離，具有完整的過壓、欠壓、過流保護電路。開關(guān)電源前端也加入了EMI、ESD防護措施，以消除現(xiàn)場牽引方式造成的電氣噪聲、靜電感應(yīng)、電力供應(yīng)的諧波電流，對電涌、電壓變化、電力線諧波和電快速瞬變脈沖具有較強的抗擾能力。但現(xiàn)場的電磁環(huán)境極其復(fù)雜，在抗雷擊、電位升方面的抗干擾能力有限，開關(guān)電源對電源供應(yīng)波動適應(yīng)范圍有限，系統(tǒng)存在不同故障現(xiàn)象。

2.在用信號燈控制器LED燈檢模塊存在的問題：在用信號燈控制器LED燈檢模塊采用電阻檢測LED燈電流，電路簡單，未考慮信號隔離處理且檢測電路與處理電路共地，抗干擾能力有限。

3.在用信號燈控制器輸出單元存在的問題：在用信號燈控制器輸出控制電路采用光電器件、三極管輸出控制LED燈，負(fù)載能力不足，輸出部分無短路保護器件，易發(fā)生信號燈不亮、損壞現(xiàn)象。

結(jié)論：經(jīng)過分析得出，在用信號控制器電源模塊、LED燈檢模塊、輸出單元三個方面的抗干擾能力不足。

二、設(shè)備改進(jìn)方案

對在用信號控制器進(jìn)行改進(jìn)，從電源模塊、LED燈檢模塊、輸出單元三個方面進(jìn)行改進(jìn)，采用SOC編程思想，對輸入信號及模塊功能處理進(jìn)行重新設(shè)計，采用數(shù)字濾波技術(shù)，對輸入信號進(jìn)行數(shù)字濾波，保證檢測信號的準(zhǔn)確性，對輸入的干擾信號進(jìn)行抑制，消除因外部環(huán)境干擾造成的設(shè)備故障。

經(jīng)改進(jìn)后的新信號控制器有如下特性：

1.檢測到上脫到位信號，輸出紅燈;檢測到下脫到位信號，輸出白燈。

2.檢測到?jīng)]有上脫到位信號及下脫到位信號，則輸出白燈、紅燈同時閃爍，擠脫故障信號指示燈亮，直至檢測到上脫到位信號或下脫到位信號，結(jié)束閃燈狀態(tài)、擠脫故障信號指示燈滅。

3.檢測到申請輸入信號，則閃爍相應(yīng)LED燈及動作報警繼電器（上脫到位狀態(tài)閃爍紅燈，下脫到位狀態(tài)閃爍白燈），報警繼電器動作與燈閃爍同步;直至檢測到無申請信號，結(jié)束閃燈狀態(tài)及繼電器報警狀態(tài)。

4.在正常上脫到位、下脫到位狀態(tài)下，周期性檢測LED燈電流，如果LED燈電流超出設(shè)定上限或下限值，則繼電器動作輸出燈報警信號（繼電器動作，報警輸出端輸出160VDC），LED燈故障指示燈亮。反之，繼電器回復(fù)初始狀態(tài)，LED燈故障指示燈滅。

5.電源指示，控制器上電，電源指示燈亮。

三、改進(jìn)的燈檢模塊原理圖

改進(jìn)的信號燈控制器燈檢模塊原理圖如下。

改進(jìn)后的鐵路電動脫軌器信號燈控制器經(jīng)現(xiàn)場使用效果良好，極大降低了信號燈控制系統(tǒng)的故障，并進(jìn)行了推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國鐵路總公司.《鐵路貨車專用檢修設(shè)備檢修維護管理規(guī)則》.中國鐵道出版社.2015.

（作者單位：中國鐵路濟南局集團有限公司濟南西車輛段）