Устройство для контроля исправности и переключения нитей накала двухнитевой лампы светофора

Устройство для контроля исправности и переключения нитей накала двухнитевой лампы светофора

Реферат

 

Использование: в светофорах автоблокировки и электрической централизации на магистральном, промышленном ж.д. транспорте, а также на метрополитене. Сущность изобретения: устройство содержит делители напряжения, двоичные счетчики, блок развязки шину питания от выпрямителя и шину питания от станционной батареи, компараторы прямые входы которых подключены к соответствующим датчикам тока, а инверсные входы соединены с делителями напряжения, выходы компараторов подключены ко входам сброса счетчиков, к счетным входам которых подключены формирователи импульсов, выход счетчика блока контроля соединен с входом блока развязки, выходом подключенного к входу элемента памяти, выход которого соединен со светоиндикатором, в блоке включения выходы счетчика соединены со входом элемента "И-НЕ", выход которого соединен с входом запрета работы счетчика и с управляющим входом ключевого элемента, выводы питания двоичного счетчика, формирователя импульсов и элемента "И-НЕ" соединены с шиной питания выпрямителя, снабженного емкостным накопителем, а вход питания компаратора соединен с отдельным однополупериодным выпрямителем без емкостного накопителя, входом подключенного к согласующему элементу, 1 ил.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано в устройствах интервального регулирования движением поездов на перегонах, станциях и в метрополитене.

Известно устройство для переключения и контроля исправности нитей накала лампы светофора, содержащее датчика тока и делитель напряжения, подключенные к источнику переменного тока, связанному через блок выбора сигнальной лампы с согласующим элементом, формирователь импульсов, элемент памяти, выход которого подключен к светоиндикатору, выпрямители, вход одного из которых подключен к выходу согласующего элемента, связанному с резервной нитью лампы светофор через ключевой элемент.

Недостаток связан с тем, что элементы времени, установленные в блоке включения и в блоке контроля не синхронизированы в своей работе и каждый из них имеет разброс параметров элементов (конденсаторов, резисторов и т.д.), что приводит к изменению нормированного времени задержки на срабатывание каждого из элементов времени. Это обстоятельство усугубляется также за счет того, что элемент времени получает питание от выпрямителя, который в свою очередь питается от напряжения питания светофорной лампы, а это напряжение изменяется в широких пределах в связи с изменением режимов работы светофорной лампы (ночной режим, дневной режим, режим двойного снижения напряжения). Все перечисленные факторы приводят к тому, что элемент времени может иметь разброс по времени срабатывания +(20%+30%). Учитывая тот факт, что элемент времени в блоке контроля должен иметь первое нормированное время срабатывания больше времени переключения контактов управляющих сигнальных реле (два поочередно срабатывающих реле), а блок включения должен иметь второе нормированное время включения резервной нити светофорной лампы, гарантированно превышающее первое нормированное время, то приходится предусматривать 60% запас по времени срабатывания элемента времени блока включения. Последний приведенный пример показывает, что необходимо увеличивать нормированное время срабатывания элемента времени блока включения, которое ограничено тем, что в мигающем режиме работы светофорной лампы увеличение времени задержки на включение светофорной лампы недопустимо в связи с необходимостью обеспечения требований по надежности (видимости, распознаваемости) и безопасности движения поездов. Таким образом, недостатком вследствие этого является сокращение длительности включенного состояния светофорной лампы в мигающем режиме.

Техническим результатом является повышение надежности устройства.

Технический результат достигается тем, что устройство для переключения и контроля исправности нитей накала двухнитевых ламп светофора, содержащие датчик тока и делитель напряжения, подключенные к источнику переменного тока, связанному через блок выбора сигнальной лампы с согласующим элементом, формирователь импульсов, элемент памяти выход которого подключен к светоиндикатору, выпрямители, вход одного из которых подключен к выходу согласующего элемента, связанному с резервной нитью лампы светофора через ключевой элемент, снабжено компараторами, каждый из которых выполнен с прямым и инверсным входами, элементом И-НЕ, счетчиками импульсов, блоком развязки, емкостным накопителем и дополнительным формирователем импульсов, однополупериодным выпрямителем, делителями напряжения и датчиком тока, выход которого подключен к прямому входу одного из компараторов, инверсный вход которого через последовательно включенные второй делитель напряжения и емкостной накопитель связан с выходом первого выпрямителя, выводы питания с выходом однополупериодного выпрямителя, а выход с входом сброса первого счетчика импульсов, входом подключенного к выходу согласующего элемента, связанному через дополнительный датчик тока с основной нитью лампы светофора, а выходы упомянутого первого счетчика импульсов с входами элемента И-НЕ, выход которого подключен к входу запрета работы первого счетчика и к управляющему входу ключевого элемента, вход второго выпрямителя соединен с выходом первого делителя напряжения, подключенным к входу первого упомянутого формирователя импульсов, а выход с входом третьего делителя напряжения, выход которого соединен с инверсным входом второго компаратора, прямой вход которого подключен к выходу первого упомянутого датчика тока, а выход к входу сброса второго счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, а выход с входом блока развязки, выход которого подключен к входу блока памяти, при этом выводы питания второго формирователя импульсов, первого счетчика и элемента И-НЕ подключены к выходу емкостного накопителя, выводы питания второго компаратора, счетчика импульсов и первого формирователя импульсов подключены к выводу второго выпрямителя, выводы питания первого компаратора подключены к выходу однополупериодного выпрямителя вход которого подключен к выходу согласующего элемента, а выводы питания элемента памяти предназначены для подключения к станционной батарее.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства. Устройство содержит источник питания переменного тока 1, который соединен с блоком выбора сигнальной лампы светофора 2 через датчик тока 3, выход которого соединен с прямым входом 4 компаратора 5, инверсный вход 6 которого подключен к делителю напряжения 7, который соединен с выпрямителем 8, выход которого шиной питания 9 подключен ко входу питания 10, блока развязки 11, источник питания через делитель напряжения 12 и формирователь 13 импульсов соединен со счетным входом 14 счетчика 15 импульсов, вход 16 сброса которого подключен к выходу 17 компаратора 5, другой вход 18 питания блока развязки подключен к шине питания станционной батареи 19, к которой также подключены выводы 20 питания элемента 21 памяти и вывод 22 питания светоиндикатора 23, входящие в блок контроля 24, выход блока выбора сигнальной лампы через кабельную линию 25 и согласующий элемент 26 соединен непосредственно с общим выводом цоколя 27 двухнитевой лампы 28 через расположенные в блоке включения 29 датчик тока 30 с выводом основной нити 31 и через ключевой элемент 32 с выводом 33 резервной нити лампы, а управляющий вход 34 элемента 32 соединен с выходом элемента 35 И-НЕ, который соединен также со входом разрешения счета 36 двоичного счетчика 37, счетный вход которого 38 подключен к формирователю импульсов 39, а вход сброса 40 двоичного счетчика соединен с выходом компаратора 41, один вход которого подключен к выходу 42 согласующего элемента по току, а другой вход к делителю напряжения 43, у которого вход подключен к шине питания 44 от емкостного накопителя 45, подключенного к выпрямителю 46, к шине питания подключены входы питания элемента И-НЕ 47, двоичного счетчика 48 и формирователя импульсов 49, а вход питания компаратора 50 подключен к выходу отдельного однополупериодного выпрямителя 51.

Работа устройства при исправной основной нити протекает следующим образом. При наличии напряжения на входе блока выбора сигнальной лампы 2 и исправности основной нити светофорной лампы 28, в результате протекания тока через согласующий элемент 3 с его выхода снимается значение логического сигнала "1", поступающего на вход 4 компаратора 5, в результате этого на выходе 17 компаратора формируется значения сигнала логической "1", так как сигнал, поступающий с делителя 7 на вход 6 компаратора 5 несколько ниже по уровню сигнала, поступающего на вход 4. Сигнал логической "1", поступающий на вход сброса 18 двоичного счетчика 15 удерживает на его входе (соответствующей десятичному числу 8) состояние логического нуля, несмотря на то, что на счетный вход 14 поступают импульсы от формирователя 13. Блок развязки 11 повторяет сигнал, снимаемый с выхода двоичного счетчика и на элемент памяти 21 поступает сигнал нулевого уровня, в результате этого светоиндикатор 23 не светится. От напряжения, поступающего через кабельную линию 25 на согласующий элемент 30, происходит включение основной нити лампы светофора 28 через токовый элемент 30 и вывод цоколя лампы 31. При горении основной нити лампы светофора с выхода токового элемента 42 снимается сигнал логической "1", который поступает на вход компаратора 41, в результате этого на выходе его также формируется сигнал логической "1", так как уровень сигнала, поступающего на вход другого компаратора от делителя напряжения 43, несколько ниже. В результате этого на входе сброса 40 двоичного счетчика 37 присутствует сигнал логической "1". На входе двоичного счетчика (соответствующем десятичному числу 10) сигнал соответствует логическому "0" и на выходе элемента "И-НЕ" 35 сигнал равен логической "1", управляющий вход 34 ключа переменного тока заперт и ключ 32 выключен, ток на резервную обмотку 33 не поступает.

При перегорании основной нити лампы, ток через датчик 30 не проходит, в результате этого сигнал на выходе этого элемента равен логическому "0" и компаратор 41, за счет сигнала поступающего на инвертирующий вход от делителя напряжения 43 переключается и на выходе появляется логический "0", который поступает на вход сброса 40 двоичного счетчика 37. В результате этого от импульсов непрерывно поступающих от порогового элемента 39 на счетный вход 38 запускается двоичный счетчик 37, после подсчета 10 импульсов (полученных из полуволн переменного тока и преобразованных с помощью формирователя импульсов 39) на двух выходах двоичного счетчика появляются логические сигналы "1", которые инвертируются с помощью схемы "И-НЕ"-35 и тогда логические нули поступают на вход 36 разрешения счета двоичного счета 37 и управляющий вход 34 ключа переменного тока 32. В результате подачи логического нуля на вход 36 счетчик 37 останавливается и остается в этом состоянии, а ключ 32 открывается и через него начинает проходить ток питающий резервную нить 33 лампы светофора 28. В это же время в блоке контроля 24 в момент перегорания основной нити 31 лампы 28 переменный ток через согласующий элемент 3 не проходит до момента включения резервной нити. В результате этого на входе 4 компаратора 5 формируется сигнал "0", а на инвертирующем входе 6 от делителя 7 поступает логическая "1", что приводит к изменению сигнала на выходе 17 компаратора 5 с логической "1" на логический "0". Появление логического "0" на входе 16 двоичного счетчика 15 приводит к запуску последнего, а на счетный вход 14 поступают импульсы от формирователя 13, которые также формируются из полуволн переменного тока питающей сети.

После подсчета восьми импульсов на выходе двоичного счетчика появляется сигнал логической "1", от которого срабатывает входная и выходная части блока развязки 11, последний в свою очередь включает светоиндикатор 23, регистрирующий перегорание основной нити лампы светофора.

В импульсном режиме включения резервной нити в блоке включения 29 счетчик 37 остается во включенном состоянии за счет питания его от емкостного накопителя 45, а питание компаратора 41 осуществляется от отдельного полупериодного выпрямителя 51 без емкостного накопителя. В интервале за счет отсутствия напряжения питания выпрямителя 51 на выходе компаратора 41 сохраняется логический сигнал "0" и счетчик не сбрасывается.

Предложенное устройство позволяет значительно повысить надежность работы устройства переключения и контроля, так как снижение напряжения питания светофорной лампы вследствие наличия не оказывают влияния на работу цифровых схем, основанных на подсчетах количества импульсов в период отсутствия тока основной нити лампы светофора при ее перегорании, а подключение элемента 21 памяти станционной батарее и блоку развязки позволяют надежно сохранять информацию о перегорании основной нити лампы светофора при переходах всех светофоров на режимы двойном снижении напряжения, ночного режима работы импульсного питания, а также при случайных пропаданиях напряжения на фидерах питания в течение регламентированного времени.

Формула изобретения

Устройство для контроля исправности и переключения нитей накала двухнитевой лампы светофора, содержащее датчик тока и делитель напряжения, подключенные к источнику переменного тока, связанному с согласующим элементом, формирователь импульсов, элемент памяти, выход которого подключен к светоиндикатору, выпрямители, вход одного из которых подключен к выходу согласующего элемента, подключенному к резервной нити лампы светофора через ключевой элемент, отличающееся тем, что оно снабжено компараторами, каждый из которых выполнен с прямым и инверсным входами, элементом И-НЕ, счетчиками импульсов, блоком развязки, емкостным накопителем и дополнительными формирователем импульсов, выпрямителем, выполненным однополупериодным, делителями напряжения и датчиком тока, выход которого подключен к прямому входу первого из компараторов, инверсный вход которого через последовательно включенные второй делитель напряжения и емкостной накопитель связан с выходом первого выпрямителя, выводы питания с выходом однополупериодного выпрямителя, а выход с входом сброса первого счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом дополнительного формирователя импульсов, входом подключенного к выходу согласующего элемента, связанному через дополнительный датчик тока с основной нитью накала лампы светофора, а выходы первого счетчика импульсов с входами элемента И-НЕ, выход которого подключен к входу запрета работы первого счетчика импульсов и управляющему входу ключевого элемента, вход второго выпрямителя соединен с выходом первого делителя напряжения, подключенным к входу первого формирователя импульсов, а выход с входом третьего делителя напряжения, выход которого соединен с инверсным входом второго компаратора, прямой вход которого подключен к выходу первого упомянутого датчика тока, а выход к входу сброса второго счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, а выход с входом блока развязки, выход которого подключен к входу блока памяти, при этом выводы питания второго формирователя импульсов, первого счетчика импульсов и элемента И-НЕ подключены к выходу емкостного накопителя, выводы питания вторых компаратора и счетчика импульсов и первого формирователя импульсов подключены к выходу другого из первых упомянутых выпрямителей, выводы питания первого компаратора подключены к выходу однополупериодного выпрямителя, вход которого подключен к выходу согласующего элемента, а выводы питания элемента памяти предназначены для подключения к станционной батарее.

РИСУНКИ

Рисунок 1