用于铁路相敏轨道电路的防护盒制造技术

用于铁路相敏轨道电路的防护盒，属于铁路调度领域，本发明专利技术为解决现有轨道电路上的防护盒存在的问题。本发明专利技术包括等效可变电感Ls、等效可变电容Cs和控制电路，等效可变电感Ls和等效可变电容Cs串联，二者的公共端子作为端子2；两端作为端子1和端子3，并连接二元二次继电器轨道电压线圈的两端；所述控制电路包括微控制器、模拟信号输入模块、按键模块、上电复位电路、显示模块、控制模块和通讯模块；模拟信号输入模块采集轨道电压信号和局部电压信号给微处理器；通过显示模块显示轨道电压信号和局部电压信号及轨道电压与局部电压的相位差，并显示工作状态与报警信息；微处理器通过控制模块控制轨道继电器的开关状态；微处理器通过通讯模块与调度系统进行通讯。

【技术实现步骤摘要】
用于铁路相敏轨道电路的防护盒
本专利技术涉及为97型相敏轨道电路系统配套的防护盒，属于铁路调度领域。
技术介绍
轨道电路是铁路信号自动控制的基础设备。利用轨道电路可以自动检测列车、车辆的位置，控制信号机的显示；通过轨道电路可以将地面信号传递给机车，从而可以控制列车运行。轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，两端加以电气绝缘或电气分割，并接上送电和受电设备构成的电路。当两根钢轨完整，且无车占用，即轨道电路空闲时，电流通过两根钢轨和轨道继电器，使轨道继电器吸起，前接点闭合，信号开放。当列车占用轨道电路时，电流通过机车车辆轮对，轨道电路被分路。由于轮对电阻比轨道继电器电阻小得多，使电源输出电流显著加大，限流电阻上的压降随之增加，两根钢轨间的电压降低，流经轨道继电器的电流减少到它的落下值，使轨道继电器落下，后接点闭合，信号关闭。同时，当轨道电路发生断轨、断线时，同样会使轨道继电器落下。为了轨道控制性能稳定，防护盒应用于铁路25Hz相敏轨道电路，作用如下：1）调整作用于二元二位继电器上的25Hz的轨道电压的相位，使其滞后于局部电压的相位差接近90度。可以减少二元二位继电器上50Hz牵引电流的干扰；2）减少25Hz信号在传输中的衰耗；3）减少二元二位继电器上50Hz电压的干扰，增强二元二位继电器的工作可靠性。现有防护盒大致有两种，第一种防护盒内部只有多个电感和电容，防护盒外部设有多个接线端子，通过连接不同的接线端子，可以改变防护盒中接入的电感量和电容量，使二元二位继电器接收到电压和相位符合要求。为保证二元二位继电器正常工作，需监测二元二位继电器输入的轨道电压和局部电压的幅值与相位差，超出允许范围是要做出调整。这种防护盒不利于实时监测。这种防护盒的缺点是调整时需外加测量仪器，平时也无法实时看到参数变化，不能及时作出相应调整，会给铁路行车安全带来隐患。第二种防护盒除有第一种的功能外，还自带电压和相位检测单元，能实时检测出轨道和局部电压的幅值与相位，方便监测与调整。这种防护盒的缺点是存在功耗大，测量参数少，工作不够稳定，可由用户设置的报警参数少或者没有等问题。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有轨道电路上的防护盒存在的问题，提供了一种用于铁路相敏轨道电路的防护盒。本专利技术所述用于铁路相敏轨道电路的防护盒，它包括等效可变电感Ls、等效可变电容Cs和控制电路，等效可变电感Ls和等效可变电容Cs串联，等效可变电感Ls和等效可变电容Cs的公共端子作为防护盒的端子2；串联的等效可变电感Ls和等效可变电容Cs两端分别为防护盒的端子1和端子3，防护盒的端子1和端子3连接二元二次继电器轨道电压线圈的两端；所述控制电路包括微处制器、模拟信号输入模块、按键模块、上电复位电路、显示模块、控制模块和通讯模块；模拟信号输入模块采集轨道电压信号和局部电压信号，模拟信号输入模块的信号输出端与微处理器的信号输入端相连；按键模块的外部指令输出端与微处理器的外部指令输入端相连；上电复位电路用于微处理器的复位操作；微处理器的显示指令输出端与显示模块的显示指令输入端相连；微处理器的执行指令输出端与控制模块的执行指令输入端相连，控制模块用于控制轨道继电器的开关状态；微处理器通过通讯模块与调度系统进行通讯。本专利技术的优点：相对于与本专利技术相似的同样有实时监测与显示的防护盒来说，现有的产品的方案均以数字信号处理器（DSP）或ARM芯片为主控芯片，并有多片辅助芯片，甚至有多个处理器分别担任测量与显示控制功能。直接后果就是功耗偏大，DSP芯片功耗甚至要比本专利技术中所用MSP430f149芯片功耗高出数十倍。此外，当系统中使用芯片数量较多时，可靠性也会相应降低。本专利技术中除电源芯片外，用于全部功能处理的只有三个芯片，即主控芯片MSP430f149处理器，LM358运算放大器，VB3082总线驱动芯片各一片。此结构为所有现有防护盒中最简设计，功耗最低，可靠性最高。在电源电路方面，与其他防护盒相比，本专利技术具有完善的突波保护与电源反接保护，供给微处理器的电源有两级稳压，使微处理器工作更加可靠。在工作参数设置方面本专利技术与其他防护盒相比，本专利技术最为全面完善。附图说明图1是防护盒在轨道电路中的连接位置示意图；图2是本专利技术所述防护盒内部多个电感、电容的具体连接结构示意图；图3是本专利技术所述用于铁路相敏轨道电路的防护盒的原理框图；图4是本专利技术所述用于铁路相敏轨道电路的防护盒的电路原理图；图5是模拟信号输入电路的电路原理图；图6是显示模块的电路原理图；图7是控制模块的电路原理图；图8是通讯模块的电路原理图。具体实施方式具体实施方式一：下面结合图1、图3和图4说明本实施方式，本实施方式所述用于铁路相敏轨道电路的防护盒，它包括等效可变电感Ls、等效可变电容Cs和控制电路，等效可变电感Ls和等效可变电容Cs串联，等效可变电感Ls和等效可变电容Cs的公共端子作为防护盒的端子2；串联的等效可变电感Ls和等效可变电容Cs两端分别为防护盒的端子1和端子3，防护盒的端子1和端子3连接二元二次继电器轨道电压线圈的两端；所述控制电路包括微处制器1、模拟信号输入模块2、按键模块3、上电复位电路4、显示模块5、控制模块6和通讯模块7；模拟信号输入模块2采集轨道电压信号和局部电压信号，模拟信号输入模块2的信号输出端与微处理器1的信号输入端相连；按键模块3的外部指令输出端与微处理器的外部指令输入端相连；上电复位电路4用于微处理器1的复位操作；微处理器1的显示指令输出端与显示模块5的显示指令输入端相连；微处理器1的执行指令输出端与控制模块6的执行指令输入端相连，控制模块6用于控制轨道继电器的开关状态；微处理器1通过通讯模块7与调度系统进行通讯。微处制器1采用型号为MSP430F149的单片机来实现。微处理器模块由微处理器MSP430F149及其外围的晶振电路以及JTAG编程调试接口和上电复位电路组成。晶振取值为4M赫兹。微处理器主要测量A/D转换器引脚输入的轨道和局部信号，计算其幅值和两路信号的相位差，将其显示在数码管上，并根据按键输入的参数将四个LED指示灯置为相应状态。在条件满足时控制继电器吸合或断开，并通过串口与上位机通讯。按键模块3由前面板上的按键排线（共6根）连至上拉电阻，其中五条线接入微处理器的五条I/O（输入/输出）引脚，另一条接地。按键分为上下左右键和确认键，用以输入各种参数信息。参数信息保存在微处理器内部的FLASH存储器里。具体实施方式二：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，防护盒的端子1连接电感多路选择开关的固定端A11，第一路电感换档端A1连接电感L的一端，电感L中间多个抽头分别连接第二路电感换档端A3、第三路电感换档端A5、第四路电感换档端A7和第五路电感换档端A9；电感L的另一端同时连接电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、电容C4的一端，且该节点作为防护盒的端子2；电容C1的另一端连接电容多路选择开关的第一电容换档端A2；电容C2的另一端连接电容多路选择开关的第二电容换档端A4；电容C3的另一端连接电容多路选择开关的第三电容换档端A6、电容C4的另一端连接电容多路选择开关的第四电容换档端A8；防护盒的端子3同时连接电容多路选择开关的固定端A12、电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于铁路相敏轨道电路的防护盒，其特征在于，它包括等效可变电感Ls、等效可变电容Cs和控制电路，等效可变电感Ls和等效可变电容Cs串联，等效可变电感Ls和等效可变电容Cs的公共端子作为防护盒的端子2；串联的等效可变电感Ls和等效可变电容Cs两端分别为防护盒的端子1和端子3，防护盒的端子1和端子3连接二元二次继电器轨道电压线圈的两端；所述控制电路包括微处制器（1）、模拟信号输入模块（2）、按键模块（3）、上电复位电路（4）、显示模块（5）、控制模块（6）和通讯模块（7）；模拟信号输入模块（2）采集轨道电压信号和局部电压信号，模拟信号输入模块（2）的信号输出端与微处理器（1）的信号输入端相连；按键模块（3）的外部指令输出端与微处理器的外部指令输入端相连；上电复位电路（4）用于微处理器（1）的复位操作；微处理器（1）的显示指令输出端与显示模块（5）的显示指令输入端相连；微处理器（1）的执行指令输出端与控制模块（6）的执行指令输入端相连，控制模块（6）用于控制轨道继电器的开关状态；微处理器（1）通过通讯模块（7）与调度系统进行通讯。

【技术特征摘要】
1.用于铁路相敏轨道电路的防护盒，其特征在于，它包括等效可变电感Ls、等效可变电容Cs和控制电路，等效可变电感Ls和等效可变电容Cs串联，等效可变电感Ls和等效可变电容Cs的公共端子作为防护盒的端子2；串联的等效可变电感Ls和等效可变电容Cs两端分别为防护盒的端子1和端子3，防护盒的端子1和端子3连接二元二次继电器轨道电压线圈的两端；所述控制电路包括微处理器（1）、模拟信号输入模块（2）、按键模块（3）、上电复位电路（4）、显示模块（5）、控制模块（6）和通讯模块（7）；模拟信号输入模块（2）采集轨道电压信号和局部电压信号，模拟信号输入模块（2）的信号输出端与微处理器（1）的信号输入端相连；按键模块（3）的外部指令输出端与微处理器的外部指令输入端相连；上电复位电路（4）用于微处理器（1）的复位操作；微处理器（1）的显示指令输出端与显示模块（5）的显示指令输入端相连；微处理器（1）的执行指令输出端与控制模块（6）的执行指令输入端相连，控制模块（6）用于控制轨道继电器的开关状态；微处理器（1）通过通讯模块（7）与调度系统进行通讯；显示模块（5）包括显示驱动电路（5-1）、轨道电压四位数码管（5-2）、局部电压四位数码管（5-3）、轨道调整状态指示灯LED1、轨道分路状态指示灯LED2、告警指示灯LED3、电源状态指示灯LED4、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4；微处理器（1）的显示指令输出端通过显示驱动电路（5-1）驱动轨道电压四位数码管（5-2）和局部电压四位数码管（5-3）交替工作；微处理器（1）的轨道调整状态指令输出端与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端连接轨道调整状态指示灯LED1的阴极；微处理器（1）的轨道分路状态指令输出端与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端连接轨道分路状态指示灯LED2的阴极；微处理器（1）的告警指令输出端与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端连接告警指示灯LED3的阴极；轨道调整状态指示灯LED1的阳极、轨道分路状态指示灯LED2的阳极和告警指示灯LED3的阳极同时连接电源Vcc1；电源状态指示灯LED4的阳极连接电源电路的供电端子，电源状态指示灯LE...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，
申请(专利权)人：哈尔滨复盛铁路工电器材有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23