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淘汰的TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備改建成練功場(chǎng)

舒軍

2005年合九線8站改造，從此合九鐵路進(jìn)入了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖時(shí)代，聯(lián)鎖設(shè)備是鐵科院的TYJL-II（雙高型）微機(jī)聯(lián)鎖。2024年11月迎來了合九線第一個(gè)微機(jī)聯(lián)鎖站更新改造，天柱山站TYJL-II型聯(lián)鎖更新改造為TYJL-III型聯(lián)鎖。改造完成后伴隨我20年的TYJL-II型微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備將逐步退出歷史舞臺(tái)，為了紀(jì)念I(lǐng)I型聯(lián)鎖安慶信號(hào)車間決定將天柱山TYJL-II型聯(lián)鎖設(shè)備整體保留改建成練功場(chǎng)。 一、改建方案 天柱山站為合九線單線半自動(dòng)3股道小站，平面圖如下圖1，有中岔、超限絕緣，ZP89移頻軌道電路及480軌道電路疊加電碼化。全站為ZD6型直流道岔。 圖1 天柱山站平面布置圖 1.將480軌道電路改為25周軌道電路，ZP89移頻改為ZPW2000移頻設(shè)備，占用發(fā)碼改為預(yù)疊加發(fā)碼。 2.保留真實(shí)的道岔組合兩組，一個(gè)為六線制ZD6直流道岔組合另一個(gè)為ZYJ7五線制交流道岔組合；信號(hào)機(jī)設(shè)兩個(gè)真實(shí)的信號(hào)機(jī)，即X、SII，模擬的信號(hào)機(jī)S、XII。 3.XJG設(shè)一套室內(nèi)完整的ZPW2000移頻軌道電路，X-XII設(shè)完整的正線25周預(yù)疊加ZPW2000電碼化。 4.增設(shè)站場(chǎng)模擬盤，可以模擬跑車，進(jìn)行聯(lián)鎖試驗(yàn)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，掌握信號(hào)電路模擬調(diào)試原理。 5.所有不需要的組合全部拆除，必須的驅(qū)動(dòng)、采集使用電子硬件模擬，也就是聯(lián)鎖有驅(qū)動(dòng)就給采集信息，全部在接口架完成。如開放調(diào)車信號(hào)時(shí)驅(qū)動(dòng)DXJ，電子板件收到DXJ的驅(qū)動(dòng)信號(hào)后直接給出DXJ的前接點(diǎn)采集，道岔定操時(shí)去反表給定表，道岔反操時(shí)去定表給反表。這個(gè)電子硬件模擬無(wú)任何可以借鑒的地方，需要自行設(shè)計(jì)制作，也是這個(gè)改造方案的難點(diǎn)。 6.信號(hào)電源屏增加周電源模塊，將電源屏與微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備并排，組合架及接口架僅保留一排，也就是全部室內(nèi)設(shè)備僅兩排，利用原機(jī)械室剩余的空間增加轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號(hào)機(jī)、軌道電路等真實(shí)的設(shè)備。 二、電子硬件模擬的設(shè)計(jì) TYJL-II型聯(lián)鎖是采用動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)單元DTB-4驅(qū)動(dòng)繼電器的，聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)信號(hào)為12V占空比為50%幾赫茲的脈沖信號(hào)，相較于其他類型的聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)為純直流24V來說是最難做的；采集信號(hào)比較簡(jiǎn)單，為12V的直流信號(hào)。 <p class="ql-block">1.單個(gè)繼電器的驅(qū)動(dòng)與采集：聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)回線為+12V，驅(qū)動(dòng)信號(hào)為脈動(dòng)的低電平。電路設(shè)計(jì)如下圖2。電路巧妙的使用了兩個(gè)光耦，無(wú)驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)后接點(diǎn)有采集電輸出，當(dāng)驅(qū)動(dòng)端有驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)后接點(diǎn)光耦電被U3短路后接點(diǎn)輸出被切斷，前接點(diǎn)采集因U1光耦初級(jí)導(dǎo)通前接點(diǎn)采集到12V的采集電，完成前后接點(diǎn)的采集切換。</p> 圖2 單個(gè)繼電器驅(qū)采模擬電路 Q1為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，QH為驅(qū)動(dòng)回線，1Q為前接點(diǎn)采集，1H為后接點(diǎn)采集。一個(gè)繼電器底座有8組接點(diǎn)，定義中接點(diǎn)為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，即1個(gè)繼電器位可以完成8個(gè)驅(qū)采位信息。 2.道岔電路的驅(qū)動(dòng)采集：道岔驅(qū)動(dòng)與采集復(fù)雜一點(diǎn)，鐵科聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)道岔時(shí)的時(shí)序?yàn)橄闰?qū)動(dòng)定、反操繼電器，再驅(qū)動(dòng)鎖閉防護(hù)繼電器（SFJ），當(dāng)SFJ不驅(qū)動(dòng)而道岔動(dòng)作給出表示時(shí)聯(lián)鎖機(jī)當(dāng)即對(duì)道岔進(jìn)行鎖閉，判斷為驅(qū)動(dòng)混電，故道岔的驅(qū)動(dòng)采集模擬需要完成鎖閉不驅(qū)道岔不動(dòng)的邏輯，電路設(shè)計(jì)如下圖3所示 圖3 道岔驅(qū)采原理圖 DCJ1、FCJ1、SFJ1分別為定操、反操、鎖閉防護(hù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，DB1、FB1為定表、反表采集。電路邏輯：道岔反操，F(xiàn)CJ驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接加入電路，2秒后SFJ驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出，此時(shí)FCJ驅(qū)動(dòng)信號(hào)因SFJ的光耦導(dǎo)通而有效，通過Q17立即切斷定表信號(hào)，稍許延時(shí)后給出FB信息并自閉保持，同理定操時(shí)邏輯相同。 3.驅(qū)采電路與信號(hào)電路的結(jié)合。IO驅(qū)動(dòng)采集模擬使用繼電器底座進(jìn)行安裝，對(duì)繼電器接點(diǎn)進(jìn)行定義，一個(gè)8組接點(diǎn)的繼電器底座可以安裝4組道岔模擬，如下圖4所示 圖4 繼電器IO模擬及道岔驅(qū)采模擬裝置定義 三、練功場(chǎng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.整體布局。天柱山練功場(chǎng)是利用舊信號(hào)機(jī)械室改造，改造后需要將電源屏、信號(hào)機(jī)、軌道電路、轉(zhuǎn)轍機(jī)等都要放在內(nèi)，在充分考慮到既有設(shè)備及空間的情況下對(duì)練功場(chǎng)的整體布局做出設(shè)計(jì)，如下圖5所示 圖5 天柱山練功場(chǎng)整體布局 2.組合排列的重新設(shè)計(jì)。信號(hào)機(jī)械室從原來的3排組合架合并成1排組合架，還要保留原聯(lián)鎖的全部功能，加上驅(qū)采模擬的加入，需要對(duì)接口架進(jìn)行重新布局，如下圖6所示 圖6 組合排列表 3.模擬盤的設(shè)計(jì)。 ⑴模擬盤功能設(shè)定：首先要完成設(shè)備與接口之間的結(jié)合，比如虛擬的軌道電路、模擬信號(hào)機(jī)、虛擬的道岔等與接口設(shè)備之間建立驅(qū)采聯(lián)系；其次要完成每個(gè)虛擬、模擬設(shè)備與接口間任意的模擬通斷功能。 ⑵模擬盤盤面設(shè)計(jì)：模擬盤需要實(shí)現(xiàn)前級(jí)接口模擬和組合后級(jí)模擬兩種功能。首先是前級(jí)接口模擬，主要是指驅(qū)采由電路模擬的接口控制，比如道岔定、反表的采集，可以通過單獨(dú)控制采集回線來控制；其次是完成有實(shí)際繼電器組合的模擬，比如信號(hào)機(jī)的模擬需要完全按照燈絲繼電器參數(shù)來進(jìn)行模擬，使用電容來模擬信號(hào)點(diǎn)燈的負(fù)載，實(shí)現(xiàn)信號(hào)點(diǎn)燈的目的，通過含按鈕的指示燈來控制信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈電路的通斷。 ⑶模擬盤原理及內(nèi)部配線。 軌道電路的占用、空閑直接通過扭子開關(guān)控制采集信號(hào)的通斷來實(shí)現(xiàn)；道岔表示模擬盤僅設(shè)置電子驅(qū)采模擬的通斷扭子開關(guān)，通過每組模擬采集回線的通斷來實(shí)現(xiàn)，實(shí)際有組合的道岔在組合處進(jìn)行通斷；S1、SII、X1、XII、S、X信號(hào)機(jī)均設(shè)置了真組合，使用電容模擬點(diǎn)燈負(fù)載，用按鈕開關(guān)來控制通斷，S3、X3及調(diào)車信號(hào)機(jī)利用電子模擬，不再設(shè)置通斷開關(guān)。內(nèi)部配線如下圖7所示 圖7 模擬盤內(nèi)部配線圖 四、實(shí)施整體效果 2024年11月天柱山站大修站改結(jié)束后車間就開始籌劃練功場(chǎng)事宜，2025年3月開始對(duì)各部設(shè)計(jì)進(jìn)行討論優(yōu)化，4月開始進(jìn)行各部具體設(shè)計(jì)，如電源屏增加25周模塊、驅(qū)采電路的設(shè)計(jì)制作等等；2025年5月，安慶車間組織人力實(shí)施改造，于月底完工，基本具備原聯(lián)鎖設(shè)備的全部功能。 1.電子模擬IO接口。依據(jù)前面的設(shè)計(jì)，對(duì)各部驅(qū)采進(jìn)行制作，電路PCB定制如下圖8所示 圖8 繼電器驅(qū)采模擬（左）、道岔驅(qū)采模擬（右）PCB板、實(shí)際器材（下） <p class="ql-block">繼電器模擬一塊PCB含兩套驅(qū)采，一個(gè)繼電器底座安裝8各驅(qū)采電路；道岔驅(qū)采PCB（此版SFJ外置，后續(xù)有集成在一起的板件）一塊板模擬1組道岔，一個(gè)繼電器底座可安裝4組道岔。</p> 2.電碼化及移頻軌道電路使用拆舊的移頻柜一整列槽板外掛于14組合架側(cè)面，不設(shè)計(jì)+1。 3.完工后的練功場(chǎng)照片如下圖9所示 圖9 完工后的練功場(chǎng)照片 五．研究結(jié)果及實(shí)用價(jià)值 此次安慶信號(hào)車間對(duì)TYJL-II型聯(lián)鎖改造成練功場(chǎng)是一次創(chuàng)新型的嘗試，通過電子板件模擬接口架驅(qū)采，解決了所有淘汰下來的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備再利用時(shí)的瓶頸難題，可以隨需要任意拆除重復(fù)或不需要的組合及設(shè)備，節(jié)省大量的機(jī)械室空間；不用再進(jìn)行軟件修改了，保留既有聯(lián)鎖設(shè)備聯(lián)鎖關(guān)系，保留需要使用的組合設(shè)備，可以使練功臺(tái)設(shè)備具備完全功能，大大拓寬了練功平臺(tái)功能；解決了TYJL-II型聯(lián)鎖的脈沖驅(qū)動(dòng)型電子模擬，直流24V驅(qū)動(dòng)模擬就更為簡(jiǎn)單了，該項(xiàng)研究成果可以完美擴(kuò)展運(yùn)用到其它聯(lián)鎖平臺(tái)，使全路需要利用淘汰聯(lián)鎖設(shè)備新建練功平臺(tái)的地方可以借鑒實(shí)施。如有需要合肥電務(wù)段安慶信號(hào)車間將無(wú)條件提供技術(shù)支持。