改ZPW-2000A故障模拟电路设计200150524

湖南铁路科技职业技术学院毕业设计（论文）摘要随着铁路信号技术的发展和应用，铁路信号已经成为提高运输效率、实现运输管理自动化和列车运行自动控制以及改善铁路职工劳动条件的重要技术手段。ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路在现场已普遍应用。针对学校信号专业的发展和现场对学生技能水平要求的提高，同学们对故障处理的需求越来越大，但平常学习时在故障处理这块存在很多的问题：如设置时间长、继电器在插拔过程中易损坏、直接剪线难以恢复和焊线工艺的问题等。为了避免这些问题和高效的运用，在室内设计故障模拟盘，可以方便快速的设置故障、恢复故障，一个更大的优点是在排故障遇到困难时，可以立即恢复测试正常数据后，再设置之前的故障排查，进行对比分析。本文设计阐述ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路室内部分的工作原理及其结构组成，先分析对ZPW-2000A型室内电路模拟的设计，再把故障点设置在电路当中，为了与教材同步，这里的配线没按定型组合配线，只配电路图里所涉及到的电路。同时通过设置故障设置盘、模拟操作盘和信号采集灯来模拟前方轨道区段的占用和空闲以及改变反向运行，反映通过信号机的显示；再通过设计故障设置盘和安装钮子开关，实现操作方便的故障设置，提高使用效率。本文从电路的设计、使用意义、故障分析、设计概要和模拟测试等方面做了详细的表述，并做了总结。经过自己及另一同学几个月的努力和指导老师的帮助下，充分考虑设计的合理性、应用性和实现性，达到了预期的设计理想和效果。关键词：ZPW-2000A移频轨道电路模拟故障模拟操作湖南铁路科技职业技术学院毕业设计（论文）1目录第1章绪论......................................................21.1选题的意义及目的............................................21.2目前的现状和发展趋势........................................31.3课题设计的难点..............................................4第2章ZPW-2000A型轨道电路的设计分析.............................52.1轨道电路的作用..............................................52.2铁路对轨道电路的基本要求....................................52.3ZPW-2000A型轨道电路的工作原理..............................52.4ZPW-2000A型轨道电路主要设备的组成及作用....................62.5ZPW-2000A型模拟故障电路的构成.............................12第3章ZPW-2000A型模拟故障电路的设计............................143.1ZPW-2000A型模拟故障电路原理的设计.........................143.1.1ZPW-2000A型断线故障电路的设计.......................143.1.2ZPW-2000A型短路故障电路的设计.......................143.2ZPW-2000A型故障电路区段模拟占用的设计.....................143.2.1ZPW-2000A型模拟区段设计.............................143.2.2ZPW-2000A型模拟区段占用设计.........................153.3ZPW-2000A型故障电路改方的设计分析.........................173.4ZPW-2000A型故障设置电路模拟操作盘的设计...................173.5ZPW-2000A型故障设置电路的配线设计.........................18第4章结束语...................................................224.1本人所完成的工作...........................................224.2不足之处...................................................22致谢.............................................................23参考文献.........................................................24湖南铁路科技职业技术学院毕业设计（论文）2第1章绪论1.1选题的意义及目的ZPW2000A型无绝缘移频轨道电路是我国铁路区间使用最广的轨道电路。由于现场设备的稳定性差及多年限的使用，逐渐会出现故障而影响行车的安全和效率。因此，ZPW2000A型无绝缘移频轨道电路的故障处理是值得电务职工和信号专业学生掌握的必要技术。通过在现场职工培训和学生在校学习，推动了学校和培训机构在这方面的发展，故障处理练习的需求量加大，仅按照平常的方式设置电路故障已不能满足。因此我们原有系统电路的基础上，通过利用钮子开关来设置电路故障，从而起到了方便电路故障的设置和恢复，这样相比以前的办法简便高效，能提高学习效率，更快更多地掌握故障电路的处理及方法。在平常状态下，我们训练电路故障，一般都是由一个人设置故障，另一个人进行排查的模式，设置故障也是通过拔插继电器，用胶布断开接点组，或是通过焊点断线的方法设置故障，然而在此过程中会遇到许多的问题。如：故障没有设置好、不易恢复故障、恢复故障时间长、处理中造成新故障及忘记故障点等，更严重的问题是经常使用传统方法设置故障来训练就会对设备器件及线路造成一定程度的损坏，从而会影响设备的正常使用。由此我们通过在正常的电路当中设置一些钮子开关和添加一些短接线把电路中的一些电气接点连接起来，再利用钮子开关断开和闭合的性能，将其正常电路中的点断开或短接，从而起到了导致正常电路故障的效果，便形成设置故障的方法。因此我们可以做到快速设置故障，也能快速的恢复故障，并且可以做到随机设置故障和设置多个故障，也可自己设置自己排查等多种方式进行学习，这样我们就能进行高效的学习。同时又通过模拟信号灯显示来反映本区段通过信号机的显示状态，达到了采集信号的效果也方便我们对信号显示的注意。设计针对铁道通信信号专业的人才需求特点，把握铁道通信信号主流技术应用，体现教学应用和产业应用的前沿水平，引领高职铁道通信信号相关专业课程和教学改革，推进人才培养模式改革与创新，体现课程体系设置、教学实训设计的高度一致。推动高职院校铁道通信信号、城市轨道交通控制等铁道类相关专业技能发展。找准学生的学习薄弱点，加强对这方面的训练，可以提升高职院校学湖南铁路科技职业技术学院毕业设计（论文）3生的实践能力和技术水平，培养铁路企业用起来顺手的“准员工”。1.2目前的现状和发展趋势随着高速铁路的发展，列车运行自动控制设备水平也在不断提高，由列车超速防护提高到列车自动限速和列车自动运行等新技术。机车信号和列车超速防护系统的行车命令目前还是来自地面自动闭塞的轨道中传递的信息。为了提高我国铁路发展水平，京广线郑武段于20世纪90年代初在电气化工程中引进了法国高速铁路的UM71系统。UM71意为“通用调制71型”。它是一种无绝缘移频轨道电路，是法国在1971年为了适应电气化区段信号抗干扰而研发的。UM71系统的引进，使我国铁路信号设备的技术水平得到了很大的提高，但是UM71自动闭塞中存在的问题，特别是在出现的红光带时，让技术人员很费时的找原因。1998年，北京通信信号设计院为了解决UM71的红光带和众多的问题，在UM71型自动闭塞的技术上进一步的研究，于2002年5月研发出了适合中国国情的轨道电路，就是ZPW-2000A型无绝缘轨道电路。同时为了保证行车安全，加强信号设备管理.检测信号设备的运用质量和更好的进行科学的故障分析，所以大量的新技术、新设备在铁路信号系统尤其是区间信号系统中得到广泛的应用，使铁路信号设备的技术水平得到了很大的提高。ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞是在法国UM71无绝缘轨道电路技术引进、国产化基础上，结合国情，进行提高系统安全性、系统传输性能及系统可靠性的技术再开发。ZPW-2000A型无绝缘移频轨道电路充分肯定、保持了UM71无绝缘轨道电路整体结构上的优势，并在传输安全性、传输长度、系统可靠性以及结合国情提高技术性能价格比、降低工程造价上都有了提高。ZPW-2000A型移频自动闭塞是以移频轨道电路为基础的自动闭塞，它选用频率参数作为控制信息，采用频率调制的方法，把低频信息调制到较高频率，以形成振幅不变、频率随低频信息的幅度作周期性变化的调制信号。将此信号用两根钢轨作为传输通道来控制通过信号机的显示，达到自动指挥列车运行的目的。随着数字化、无线传输技术、漏泄电缆及卫星定位技术的发展，依靠这些技术实现列车和地面控制中心、列车和列车之间的信息传输，就不需要将区间划分为固定的若干分区，来调整列车之间的追踪间隔。而是两个列车通过数据传输，自动的计算出实时的列车追踪安全间隔，使两列车之间的间隔最小，从而提高了行车密度和区间通过能力。ZPW-2000A型无绝缘轨道电路实现了轨道电路全路断湖南铁路科技职业技术学院毕业设计（论文）4轨检查、调谐单元断线检查，解决了调谐区死区长度，拍频干扰防护等问题。系统选取频率参数作为控制信息，使用频率调制，用两个轨道信号作为传输信道的控制信号机的显示，实现列车自动运行的目的。系统采用了数字处理和单片微机技术，提高了系统的抗干扰能力。轨道电路传输的移频信号既是轨道信号又是机车信号，便于各种车载设备的接收，为“机车信号做为主体信号”创造了必备的基础条件。因此ZPW-2000A型无绝缘轨道电路成为了我国新一代具有自主知识产权的无绝缘轨道电路。它符合无绝缘、双方向、速差式自动闭塞的技术发展方向，具有较好的传输性和较高的分路灵敏度，具备全程断轨（电气折断）检查功能和较强的抗干扰能力。ZPW-2000A型无绝缘轨道电路代表了区间闭塞技术的发展方向，推动中国铁路事业的整体发展。1.3课题设计的难点一段区间有着好几个分区，相邻的区段都有着密切的联锁关系。正常的联锁关系是通过相邻区段的空闲状态来实现发送器自动改变编码条件，发出对应的信息，和通过信号机相对应给出正确的显示。在设计一个区段的ZPW2000A型系统，不加入其它区段复杂的联锁关系又要使得它能改变编码条件，和相应信号机显示是一个比较难以解决的问题。由于设备有限，此设计中没有实际的联锁以及方向电路等复杂关系，利用钮子开关控制股道继电器的状态来实现前方几个区段的空闲和占用，同时完成基本的移频编码和正常点灯；同理，方向电路也是通过妞子开关控制QZJ,QFJ的状态来实现区间改方。本设计又结合室外实际设备，没有检查区间小轨道，直接提供QKZ,QKF电源作为XGJ,XGJH的检查条件，设计中主要学习室内设备及电路，对室外设备及电路不做详细介绍和制图。结合设计的原理及继电器布置将其画出电路图。见附图1。湖南铁路科技职业技术学院毕业设计（论文）5第2章ZPW-2000A型轨道电路的设计分析2.1轨道电路的作用（1）轨道电路可以监督和检查股道是否被占用，从而防止错误的办理进路。（2）传输不同的信息，使信号机可以根据所防护区段以及前方区段被占用的情况的变化而变化。（3）可以监督和检查道岔区段是否有机车通过，锁闭占用道岔区段的道岔，防止在机车经道岔时扳动道岔。（4）监督和检查轨道上的钢轨是否完好无缺，当某一段的轨道电路区段的钢轨折断时轨道的继电器也将会因为没有电而释放衔铁，防护这一段股道的信号机也就不能够开放。2.2铁路对轨道电路的基本要