铁道自动化毕业论文

信号自动化毕业论文

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【摘要】 为了保证铁路行车安全，减少人工操作，就需要通过自动控制系统来进行控制铁路电务信号工作，安全型继电器是铁路信号继电器的主要定型产品，是进行铁路电务信号控制的主要自动化控制设备。本文将对铁路电务信号设备的安全型继电器进行探讨，以提高铁路电务信号设备的自动化控制技术的运行效率。

【关键词】 铁路电务信号 安全型继电器 自动化控制技术

前言

铁路是我国国民经济的大动脉，在促进我国经济发展中发挥了重要作用，尤其是近年来，我国经济的高速发展，人民生活水平的不断提高，人们对交通运输的快捷性和安全性提出了更高的要求。为了保证铁路的安全稳定的运输，以铁路电务信号设备故障的有效控制已经成为提高安全系数的主要关键之一，是保证铁路安全有序运行的重要保障。铁路信号设备是铁路的主要设备之一，其功能就是发挥组织指挥列车安全运行，提高列车运输效率，传递各种运输信息，完善行车人员劳动条件的主要设施，其重要性是不言而喻的。为了保证铁路行车安全，减少人工操作，就需要通过自动控制系统来进行控制铁路电务信号工作，安全型继电器是铁路信号继电器的主要定型产品，是进行铁路电务信号控制的主要自动化控制设备。

一、安全型继电器的概述

安全型继电器是我国自行设计和生产的铁路信号专用继电器。是运用24V直流系列的重弹力式直流电磁继电器，工作方式是重、弹力返回的来进行的，其基本结构是无极继电器。结构组成是由电磁系统和接点系统构成，电磁系统包括线圈、固定的铁心、轭铁和可动的衔铁，接点系统包括拉杆、动静接点组。动作原理：当线圈中通入一定数值的电流后，由于电磁作用或感应方法产生电磁吸引力，吸引衔铁，由衔铁带动接点系统，改变其状态、从而反映输入电流的状况。也可以说是：电→磁→力→动作拉杆，F吸引力>F重力为吸起状态。安全型继电器有插入式（型号内带有C字）和非插入式两种。在信号设备中，插入式多单独使用，非插入式常应用在有防尘外壳的组匣式设备中。

二、铁路电务信号中的继电器的应用

铁路电务信号中继电器的选择，继电器的名称表述，以及继电器的定位都非常重要，才能更安全有效的应用在继电器中。

1、继电器的选择原则。首先要知道继电器的原理、技术参数、使用条件、结构工艺特点和规格型号，同时还要知道线圈电阻，被控回路的性质、特点以及对继电器的要求，并满足每种电路的基本要求。其次还要知道继电器的关键技术性能，尤其是触点负荷 ，动作时间参数，机械和电气寿命等。尤其是在铁路电路中使用串联使用继电器时，串联继电器的数量满足电压的要求。继电器接点通过的电流不要小于电路的工作电流，当无法满足要求时需要采用并联技术。继电器接点数量不够，尤其是无法满足电路要求时，设置复示继电器反映主继电器工作状态。电路中串联继电器接点时，接点的接触电阻满足电路要求，以更好满足电路正常工作为原则。

2、继电器的表述。继电器的名称符号一般是根据它的主要用途和功能来命名的，例如：按钮继电器为AJ，信号继电器为XJ等。在同一功能和作用会用到许多继电器，，它们的名称必须加以区别。如：XLAJ，SLAJ等。XLA，代表下行进 站信号机的列车进路按钮继电器，STAJ代表上行通过按钮继电 同一个继电器的线圈和接点必须用该继电器的名称符号来标记，以免互相混淆。而且在同一个继电器的'各接点组还要用其编号来区分，以杜绝重复使用的目的。

3、继电器的定位。继电器有吸起状态与落下状态两种。在电路图里只可以表达这两种状态中的一种。电路图中继电器呈现的状态称为通常状态或者叫做称为定位状态。在铁路信号系统里需要遵循以下原则来规定定位状态。一是继电器的定位状态应和设备的定位状做到相一致，信号布置图中所反映的设备状态约定为设备的定位状态。如：信号机通常以关闭为定位状态；道岔以开通定位为定位状态，轨道电路以空闲为定位状态。二是依照故障、安全的原则，要求继电器的落下状态和设备的安全侧做到相同。如信号继电器的落下应与信号关闭相一致，轨道继电器 落下应与轨道电路占用相一致。这样，才能实现电路发生断线故障 时导向安全侧。在电路中只要是以吸起为定位状态的继电器，其接点和线圈均以“↑”符号表示，只要是以落下为定位状态的继电器，其接点和线圈以“↓”表示。三是继电器的符号。对于线圈必须注明其定位状态箭头和线圈端子号。对于继电器的前接点和后接点，只标出其接 点组号，而不必详细表明动接点、前接点、后接点号。

三、安全型继电器检修和调整

在铁路电务信号设备的应用过程中，难免会出现一些问题状况，所以对于安全型继电器应该还需要做好检修与调整工作。

1、电磁系统的检修。电磁系统的检修包括线圈和磁路的检修，磁路又包括钢丝卡，轭铁，衔铁和磁系统的清理工作，在线圈的检查工作中要对破损并没有影响机械强度，可采取环氧棚旨粘补。假设线圈引线出现断股与假焊的问题，就需要进行重新焊接工作。在磁路检修中，检查衔铁要对有没有变形进行查看，在衔铁工作要看和铁心的表面是不是平行。同时要注意气隙的均匀保证，这样才可以使得其具有良好的导磁性。对衔铁的扭曲时要在钳工平台上修理。假设出现衔铁刃磨损严重应用细锉修理，达到无法修复要对其及时更换。

2、接点系统的检修。接点系统的检修，包括对托片及接点片是不是有伤痕，查看镀层是不是完好无损，接点片与银接点的焊接牢固不牢固。对拉杆、绝缘轴和动接点轴，要平直安装拉杆，不能偏离固定角度。偏离角度要做校正工作。

3、调整磁路与接点系统工作。一是接点架与轭铁间隙调整，假设间隙没有达到4mm这个标准，应该取出的进行修理，调整接点架的角度，以及安装的高度。这一步做好后要用螺丝紧固，并再次打眼装稳钉。二是衔铁角度口，应先取出衔铁，用量角器量出衔铁角度，角度大小应根据间隙值而确定大小。三是衔铁做自由落下，用塞尺做检查工作。衔铁动程和后接点共同行程，后接点压力需用测牛（克）计测量。还有包括对对后接点初压力进行调整；调整后接点和动后离间隙的位置；调整接点接触齐度；下止片和重锤片间的间隙距离0.3mm～lmm范围，要对其做调整工作。以及电气特性测试等方面的工作。

参考文献

[1] 龙凡.关于铁路信号工程施工的思考[J].中小企业管理与科技，2011（4）.

[2] 张清清. 铁路信号设备故障诊断专家系统设计研究[J]. 企业技术开发. 2016（09）

[论文关键词]铁路 电力 远动终端 干扰 [论文摘要]研究分析电磁干扰产生的原因、特点及干扰对电力远动系统的影响，从设计的角度对铁路电力远动监控系统进行抗干扰分析研究。 抗干扰设计是电力远动监控系统安全运行的一个重要组成部分，在研制综合自动化系统的过程中，如果不充分考虑可靠性问题，在强电场干扰下，很容易出现差错，使整个电力远动监控系统无法正常运行或出错误（误跳闸事故等），无法向站场和区间供电，影响铁路行车安全。 一、电磁干扰产生的原因及特点 （一）传导瞬变和高频干扰 1．由于雷击、断路器操作和短路故障等引起的浪涌和高频瞬变电压或电流通过变（配）电所二次侧进入远动终端设备，对设备正常运行产生干扰，严重还可损坏电路。2．由电磁继电器的通断引起的瞬变干扰，电压幅值高，时间短、重复率高，相当于一连串脉冲群。3．铁路电力供电中，特别是现代高速铁路对电力要求都比较高，一般都是几路电源供电，母线投切转换比较频繁，振荡波出现的次数较多。 （二）场的干扰 1．正常情况下的稳态磁场和短路事故时的暂态磁场两种，特别是短路事故时的磁场对显示器等影响比较大。2．由于断路器的操作或短路事故、雷击等引起的脉冲磁场。3．变电所中的隔离开关和高压柜手车在操作时产生的阻尼振荡瞬变过程，也产生一定的磁场。4．无线通信、对讲机等辐射电磁场对远动终端会产生一定的干扰，铁路中继站通常会和通信站在一处，通信发射塔对中继站电力远动终端设备的干扰比较大。 （三）对通信线路的干扰 1．铁路变电所远动终端的数据由串口通信经双绞线进入车站通信站，再经过转换成光信号沿铁通专用通信光缆送至电力远动调度中心，遥信和遥控数据在变电所到通信站的过程走的是电信号，由于变电所高低压进出线缆很多，远动终端受的干扰比较大。2．中继站一般距铁路都比较近，列车通过时的振动对远动终端设备有一定的干扰。 （四）继电器本身原因 继电器本身可能由于某种原因一次性未合到位而产生干扰的振动信号，或负荷开关、断路器、隔离开关等二次侧产生振动信号。 二、干扰对电力远动系统的影响 无论交流电源供电还是直流供电，电源与干扰源之间耦合通道都相对较多，很容易影响到远动终端设备，包括要害的CPU；模拟量输入受干扰，可能会造成采样数据的错误，影响精度和计量的准确性，还可能会引起微机保护误动、损坏远动终端设备和微机保护部分元器件；开关量输入、输出通道受干扰，可能会导致微机和远动终端判断错误，远动调试终端数据错误远动终端CPU受干扰会导致CPU工作不正常，无法正常工作，还可能会导致远动终端程序受到破坏。 三、抗干扰设计分析 （一）屏蔽措施 1．高压设备与远动终端输入、输出采用有铠装（屏蔽层）的电缆，电缆钢铠两端接地，这样可以在很大程度上减小耦合感应电压。2．在选择变电所和中继站电力设备时尽量选设有专门屏蔽层的互感器，也有利于防止高频干扰进入远动终端设备内部。3．在远动终端设备的输入端子上对地接一耐高压的小电容，可以有效抑制外部高频干扰。 （二）系统接地设计 1．一次系统接地主要是为了防雷、中性点接地、保护设备，合适的接地系统可以有效的保障设备安全运行，对于断路器柜接地处要增加接地扁铁和接地极的数量，设备接地处增加增加接地网络互接线，降低接地网中瞬变电位差，提高对二次设备的电磁兼容，减少对远动终端的干扰。2. 二次系统接地分为安全接地和工作接地，安全接地主要是为了避免工作人员因设备绝缘损坏或绝缘降低时，遭受触电危险和保证设备安全，将设备外壳接地，接地线采用多股铜软线，导电性好、接地牢固可靠，安全接地网可以和一次设备的接地网相连；工作接地是为了给电子设备、微机控制系统和保护装置一个电位基准，保证其可靠运行，防止地环流干扰。3．由于高低压柜本身都是多都是采用镀锌薄钢板材料，本身也有屏蔽作用，将高低高柜都可靠接地。4．远动终端微机电源地和数字地不与机壳外壳相连，这样可以减小电源线同机壳之间的分布电容，提高抗共模干扰的能力，可明显提高电力远动监控系统的安全性、可靠性。 （三）采取良好的隔离措施 1．为避免远动终端自身电源干扰采取隔离变压器，电源高频噪声主要是通过变压器初、次级寄生电容耦合，隔离变压器初级和次级之间由屏蔽层隔离，分布电容小，可提高抗共模干扰的能力。2．电力远动监控系统开关量的输入主要断路器、隔离开关、负荷开关的辅助触点和电力调压器分接头位置等，开关量的输出主要是对断路器、负荷开关和电力调压器分接头的控制。3．信号电缆尽量避开电力电缆，在印刷远动终端的电路板布线时注意避免互感。4．采用光电耦合隔离，光电耦合器的输入阻抗很小，而干扰源内阻大，且输入/输出回路之间分布电容极小，绝缘电阻很大，因此回路一侧的干扰很难通过光耦送到另一侧去，能有效地防止干扰从过程通道进入主CPU。 （四）滤波器的设计 1．采用低通滤波去高次谐波。2．采用双端对称输入来抑制共模干扰，软件采用离散的采集方式，并选用相应的数字滤波技术。 （五）分散独立功能块供电，每个功能块均设单独的电压过载保护，不会因某块稳压电源故障而使整个系统破坏，也减少了公共阻抗的相互耦合及公共电源的耦合，大大提高供电的可靠性。 （六）数据采集抗干扰设计 1．在信息量采集时，取消专门的变送器屏柜，将变送器部分封装在RTU内，减少中间环节，这样可以减少变送器部分输出的弱电流电路的长度。2．遥信由于合闸一次不到位或由于二次侧振动而产生的误遥信干扰信号，并且还会产生尖脉冲信号，也可能对遥信回路产生干扰误遥信号。 （七）过程通道抗干扰设计 （八）印刷电路板设计。在印刷电路板设计中尽量将数字电路地和模拟地电路地分开；电源输入端跨接10～100μF的电解电容。 （九）控制状态位的干扰设计 （十）程序运行失常的抗干扰设计 （十一）单片机软件的抗干扰设计 （十二）对于终端至通信站的数字通信电缆加穿钢管，特别是穿越其他电力电缆时，避免和其他电力电缆等同沟敷设并保持一定的交叉距离。 （十三）对于特殊的变（配）电所或区间信号站的环境 （十四）提高远动信息传输的可靠性，在电力调度中心和远动终端之间建立出错重发技术直到住处确认信息为止。