(9)--区间信号及列车运行控制-第3章(4).pdf

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1、主要内容 2 ZPW-2000A发送器工作原理 1 ZPW-2000A发送器重要内部电路 2 ZPW-2000A发送器冗余方式 3 3 ZPW-2000A发送器工作原理 发送器整体结构 包括编码条件读取，两个CPU，移频发生器（移频频率检测不是设备，而是环节），输出控制与门，移频滤波放大和功率放大（功出放大检测也是环节）（思考两个问题）编码条件读取MCU1低频频率编码条件载频基频编码条件载频类型编码条件MCU2移频方波发生移频频率检测方波/正弦波输出控制与门移频滤波放大移频功率放大功出状态检测功出安全与门FBJFBJ至钢轨 4 ZPW-2000A发送器工作原理 发送器包括以下几大电路（功能结合

2、图进行梳理）：低频和载频编码条件电路（含外部电路和内部读取电路）微处理器和信号发生器（产生FSK移频信号）移频滤波放大电路（实现方波信号到正弦波信号的变换）移频功率放大电路（生成适合在轨道上传输的信号）安全与门电路（检测部分）报警电路（含有FBJ的电路）回答刚才图中两个问题：（1）可以依靠CPU2检测出移频发生器是否有故障（2）一方面，方波信号不容易受到干扰，另一方面，作为安全与门的输入信号较为合适 5 ZPW-2000A发送器工作原理 发送器工作基本原理：（1）同一载频编码条件、低频编码条件源，以反码形式分别送入两套微处理器，其中CPU1控制“移频发生器”产生低频控制信号为fc的移频信号（2

3、）FSK信号分别送至CPU1、CPU2进行频率检测（3）检测结果符合规定后，即产生控制输出信号，经“控制与门”使FSK信号送至“滤波”环节，实现方波正弦波变换（4）功放输出的FSK信号，送至两CPU进行功出电压检测（5）两CPU对FSK信号的低频、载频和幅度特征检测符合要求后，使发送报警继电器FBJ励磁，并使经过功放的FSK信号输出至轨道 6 ZPW-2000A发送器工作原理 发送器工作基本原理中几个重点环节强调：频率检测，对FSK信号的f0、fc进行检测 功出（幅值）检测：对FSK信号的幅值和特征（f0、fc）进行检测 如果令CPU1（f0、fc）、CPU2（f0、fc）共同控制移频发生器的

4、话，移频发生器发生故障时检测不出来（先不比较，信号产生以后再进行检测）提高抗干扰能力，只有方波1、方波2的幅值、频率等特征相同时才会使FBJ吸起 发送器工作外部条件（在开通调试时非常重要）：DC24V，有且仅有一个载频条件（基本载频4选1）和载频选型（载频信号2选1）条件，有且仅有一个低频条件（18选1），功出负载不能短路（在故障处理时经常检测）主要内容 7 ZPW-2000A发送器工作原理 1 ZPW-2000A发送器重要内部电路 2 ZPW-2000A发送器冗余方式 3 8 低频载频读取电路低频载频读取电路 基本结构：ZPW-2000A发送器重要内部电路 读取光耦A控制光耦+24V编码条件

5、电源024V编码继电器接点读取点（输出至CPU）+5V+5VB控制点（自CPU输出）9 低频载频读取电路低频载频读取电路 关键问题：发送器中CPU对18种低频和8种载频设置读取电路，共有24个（18+6）读取电路（为什么载频选择端子是6个不是8个？从使用上讲，8个肯定操作方便，但电路复杂度会增加，读取电路会增加，用数字编码甚至可以采用23个）读取点上能够读到方波信号的端子是被选中的，再通过软件判断具体的频率值 对一个正常工作的FS来说，低频和载频读取电路的读取点上共能读到几个方波信号？（3个，低频18选1、载频选择4选1、载频选型2选1）ZPW-2000A发送器重要内部电路 10 低频载频读取

6、电路低频载频读取电路 特点：1）微处理器和信号发生器：采用双CPU、双软件、双套检测电路、闭环检查。CPU1控制产生移频信号，CPU1、CPU2同时对输出移频信号的低频、载频及幅度特征进行检测。FPGA可编程逻辑器件，构成移频信号发生器，并行I/O扩展接口、频率计数器等 2）移频信号产生：低频、载频编码条件通过并行I/O接口分别送到两个CPU后，首先判断该条件是否有，且仅有一路，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CPU构成故障报警 ZPW-2000A发送器重要内部电路

7、 11 功率放大器及电平调整电路功率放大器及电平调整电路 基本结构：ZPW-2000A发送器重要内部电路 JL1至室外+24JL212B5V23V22V25V20R55V17V26V24V21V28V30R54R51V29V16V18R43R79V19024436511234B6T1T212345911S112S2至幅度检测电平等级调整 12 功率放大器及电平调整电路功率放大器及电平调整电路 发送电平等级：注意站内电码化的固定等级是1级，与区间通用，站内的电压调整用道岔调整变压器去调整，这样调试比较简单 ZPW-2000A发送器重要内部电路 电平级电平级连接端子连接端子参考电压参考电压备注备注

8、123456789101-11 9-122-11 9-123-11 9-124-11 9-125-11 9-121-11 4-123-11 5-122-11 4-121-11 3-124-11 5-12176158137111786459473833常用级，站内电码化固定用一级常用级常用级常用级常用级 13 安全与门电路安全与门电路 作用：为确保发送器“故障安全”，专门设计两个分立元件构成具有“故障安全”保证的“安全与门”，对CPU1和CPU2输出的方波动态信号进行检查，确认两路方波动态信号同时存在后，执行继电器FBJ（发送报警继电器）吸起 ZPW-2000A发送器重要内部电路 数字电路1数字

9、电路2安全与门执行继电器FBJ 14 安全与门电路安全与门电路 详细结构（注意课本p104左下角少了一条竖线）：ZPW-2000A发送器重要内部电路 方波1三极管FBJ光耦1C1R0+-U0Rb1方波2光耦2+24024Rb2ReCeR1B1+24B2C2整流桥1整流桥2产生条件产生条件表明FS正常 15 安全与门电路安全与门电路 详细说明 方波1、方波2分别表示由CPU1、CPU2单独送出的方波动态信号。“光耦1”、“光耦2”用于模拟电路与数字电路间的隔离（这个在信号中，特别是微机联锁里大量使用）变压器B1将“方波1”信号变化读出，经“整流桥1”整流及电容C1滤波，在负载R0上产生一个独立的

10、直流电源U0。该独立电源反映了方波1的存在，并作为执行电路开关三极管的基极偏置电源。“方波2”信号通过“光耦2”控制开关三极管偏置电路 在“方波1”、“方波2”同时存在的条件下，通过变压器B2，“整流桥2”整流及电容滤波使FBJ（发送报警继电器）励磁 ZPW-2000A发送器重要内部电路 16 表示灯设置及故障检测电路表示灯设置及故障检测电路 1）工作表示灯：设在衰耗盘内，与FBJ线圈条件相并联，如图所示，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 发送故障：工作表示灯灭，报警接点切断 车站YBJ电路 （实际上，灭灯反映故障是有 缺陷的，因

11、为灯灭也可能是灯 坏了，所以如果正常、不正常 驱动不同颜色灯光更好）ZPW-2000A发送器重要内部电路 报警接点N工作R自发送盒 17 表示灯设置及故障检测电路表示灯设置及故障检测电路 2）故障表示灯：为便于检修所对FS盒检修，盒内针对每一套CPU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，如下表：注：闪光方式为灯闪N次后，暂停一段时间，然后继续闪，其中N=1-7 ZPW-2000A发送器重要内部电路 闪动次数含义1低频编码条件故障可能的故障点低频编码条件线断线或混线；相应的光耦被击穿或断线；相应的稳压管二极管被烧断或击穿2功出电压检测故障负载短

12、路；功放电路故障；滤波电路故障；其它故障引起345低频频率检测故障上边频检测故障下边频检测故障67型号选择条件故障载频编码条件故障JT3或JT4或N16故障；J1断线JT3或JT4或N16故障；J1断线JT3或JT4或N16故障；J1断线型号选择条件线断线或混线；相应的光耦击穿或断线；相应的稳压管二极管被烧断或击穿载频编码条件线断线或混线；相应的光耦被击穿或断线主要内容 18 ZPW-2000A发送器工作原理 1 ZPW-2000A发送器冗余方式 3 ZPW-2000A发送器重要内部电路 2 19 ZPW-2000A发送器冗余方式 发送器“N+1”原理 作用：替代故障主发送器工作（但多个主发送

13、器故障时只能代替其中一个）当所有主发送器都正常时，+1F工作条件为：（1）载频：2600-2（热备时有频率选定）（2）低频：29Hz（F1）（3）电平：5级（最低级别电平）（4）工作状态：热备（保证在工作，输出端不能短路）+1FS设置：每个车站所管辖的区间上、下行方向各设置一个+1FS（X/S）A5G分界点甲站A4GA3GA2GA1GXXB5GB4GB3GB2GB1GD1GD2GD3GD4GD5GC1GC2GC3GC4GC5G分界点SS 20 ZPW-2000A发送器冗余方式 发送器“N+1”原理“N+1”冗余要解决的关键问题：在ZPW-2000A系统中，为使“+1”发送器随时能顶替任意发生故

14、障的发送器工作，必须考虑解决以下问题（1）如何将故障主发送器的工作条件切换到+1FS上去？工作条件包括：载频f0、低频fc、电平级别（否则出现分路不良或红光带）（2）如何将+1FS的输出送到故障主发送器所对应的闭塞分区？（发送通道）“N+1”冗余切换电路设计：主发送器故障时（FBJ），+1FS顶替此故障主FS工作的切换电路 21 ZPW-2000A发送器冗余方式 发送器“N+1”冗余切换电路 举例分析：已知甲站下行线部分平面示意图如下，图中3个闭塞分区（1G、2G、3G）共用一套+1FS构成N+1冗余，假设1G、2G、3G电平级别分别为1、2、3级，根据图中载频配置、信号点灯及电平级别画出+1

15、FS的切换电路 1）载频切换电路 具体三个闭塞分区载频配置为：这就意味着如果3闭塞分区FS故障，+1FS要调谐到2300-2上去；如果4闭塞分区FS故障，+1FS要调谐到1700-2上去；以此类推（一旦载频选错，接收器就不能正常接收信息了）甲站13452300-1 1700-122300-2 1700-2 2300-1乙站352300-2 1700-242300-1 22 ZPW-2000A发送器冗余方式 发送器“N+1”冗余切换电路 以1闭塞分区FS出现故障为例进行分析（包括载频、低频和电平级别切换）31FBJ+1FS1FS低频编码条件2FBJ3FBJ1FBJ2FBJ3FBJ1FBJ2FBJ

16、3FBJ332221112FS低频编码条件3FS低频编码条件F1F2F31700230020002600121234591112S1S2T1T2FBJFBJ-1FBJ-2+24-1+24-2024-1024-210AF18至轨面71FBJ2FBJ3FBJ77F F1717 23 ZPW-2000A发送器冗余方式 发送器“N+1”发送通道切换电路 以1闭塞分区FS出现故障为例进行分析+1FS3FSF1F2F31700230020002600121234591112S1S2T1T2FBJFBJ-1FBJ-2+24-1+24-2024-1024-2F1873FBJ4FBJ5FBJ77+1FBJ+1F

17、BJ5556663FBJ4FBJ5FBJ2FS1FSS1S2S1S2S1S243FBJ4FBJ45FBJ4 24 ZPW-2000A发送器冗余方式 发送器“N+1”冗余切换电路的优先级 当两个及以上主发送器FS故障时，+1FS顶替哪一个主FS进行工作？（刚才讨论过这个问题）原则：（1）总体原则：先离去，后接近，再一般（2）“N+1”电路图中靠近+24-1、11、s1和s2最近的FBJ所对应的主FS优先级最高（这个和没说一样，实际上和设计有关，刚才的图还是遵从（1）（3）4个切换电路优先级必须一致（不一致就混乱，甚至可能出现信号升级显示，或分路不良）（3）所提到的问题此现象在实际铁路工程项目中出现过，开通测试是没有测试出来，因为模拟故障的时候只模拟一个故障，优先级测试没有做！）