устройство контроля состояния рельсовой линии

Формула изобретения

Устройство контроля состояния рельсовой линии, содержащее генератор, фильтр, выпрямитель, два АЦП, регистр памяти, два программируемых запоминающих устройства (ППЗУ), регистр, генератор тактовых импульсов, логические элементы И, рельсовую линию, устройства согласования, отличающееся тем, что в него дополнительно введены три регистра, два ППЗУ, пять компараторов, четыре логических элемента И, два логических элемента ИЛИ, два триггера, переключающее устройство, причем переключающее устройство через устройства согласования поочередно подключает один конец рельсовой линии к генератору, а другой - к приемнику через фильтр, выпрямитель и АЦП, выход которого соединен с D-входами первого и второго регистров, первого, второго, четвертого и пятого компараторов, выход приемника следующей рельсовой линии соединен со вторыми входами первого и шестого логических элементов И, выход приемника предыдущей рельсовой линии соединен с первым входом шестого логического элемента И и первым инверсным входом первого логического элемента И, выход которого соединен с С-входом первого регистра, выход которого соединен с D-входами первого и второго ППЗУ, выходы которых соединены с В-входами первого и второго компараторов соответственно, выходы которых соединены с первыми входами второго и четвертого логических элементов И соответственно, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго логических элементов ИЛИ, выходы которых соединены с S- и R-входами первого триггера соответственно, выход которого соединен с приемником следующей рельсовой линии и с третьим входом шестого логического элемента И, выход генератора тактовых импульсов соединен с С-входами третьего и второго регистров, выход второго регистра соединен с А-входом третьего компаратора и D-входом третьего регистра, выход которого соединен с D-входом четвертого регистра и В-входом третьего компаратора, первый выход которого соединен с S-входом второго триггера, а второй выход - с S-входом третьего триггера, R-входы второго и третьего триггеров соединены с выходом шестого логического элемента И, а выходы - с входами седьмого логического элемента И, выход которого соединен с С-входом четвертого регистра, а также со вторыми инверсными входами второго и четвертого логических элементов И и со вторыми входами третьего и пятого логических элементов И, выходы которых соединены со вторыми входами первого и второго логических элементов ИЛИ, выход четвертого регистра соединен с D-входами третьего и четвертого ППЗУ, выходы которых соединены с В-входами четвертого и пятого компараторов соответственно, выходы которых соединены с первыми входами третьего и пятого логических элементов И соответственно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к железнодорожной автоматике и телемеханике для регулирования движения поездов.

Известно устройство контроля состояния рельсовой линии, содержащее генератор импульсов, два счетчика импульсов, пять триггеров, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, сумматор, блок памяти, два регистра, субтрактор, демультиплексор [Патент РФ №2025358. Способ контроля свободности путевых участков и устройство для его осуществления, авторы Полевой Ю.И., Стрельцов С.К., Мазалова И.А., Кравцова Н.А., опубл. 30.12.1994, БИ №24].

Недостатком данного устройства является низкая надежность работы при пониженном сопротивлении изоляции.

Известно устройство контроля состояния рельсовой линии, реализованное в рельсовой цепи, содержащей источник питания (генератор), фильтры, выпрямители, два АЦП, регистр памяти, программируемое запоминающее устройство, компаратор, регистр, генератор тактовых импульсов, логические элементы И, рельсовую линию, трансформаторы в качестве устройства согласования [А.с. 1799787. Рельсовая цепь. Полевой Ю.И. и др., опубл. 07.03.1993 г., БИ №9].

Недостатком данного устройства является низкая надежность работы при пониженном сопротивлении изоляции.

Данное техническое решение взято в качестве прототипа.

Техническим результатом является повышение надежности контроля состояния рельсовой линии.

Технический результат достигается тем, что в устройство контроля состояния рельсовой линии, содержащее генератор, фильтр, выпрямитель, два АЦП, регистр памяти, два программируемых запоминающих устройства (ППЗУ), регистр, генератор тактовых импульсов, логические элементы И, рельсовую линию, устройства согласования, дополнительно введены три регистра, два ППЗУ, пять компараторов, четыре логических элемента И, два логических элемента ИЛИ, два триггера, переключающее устройство, причем переключающее устройство через устройства согласования поочередно подключает один конец рельсовой линии к генератору, а другой - к приемнику через фильтр, выпрямитель и АЦП, выход которого соединен с D-входами первого и второго регистров, первого, второго, четвертого и пятого компараторов, выход приемника следующей рельсовой линии соединен со вторыми входами первого и шестого логических элементов И, выход приемника предыдущей рельсовой линии соединен с первым входом шестого логического элемента И и первым инверсным входом первого логического элемента И, выход которого соединен с С-входом первого регистра, выход которого соединен с D-входами первого и второго ППЗУ, выходы которых соединены с В-входами первого и второго компараторов соответственно, выходы которых соединены с первыми входами второго и четвертого логических элементов И соответственно, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго логических элементов ИЛИ, выходы которых соединены с S и R-входами первого триггера соответственно, выход которого соединен с приемником следующей рельсовой линии и с третьим входом шестого логического элемента И, выход генератора тактовых импульсов соединен с С-входами третьего и второго регистров, выход второго регистра соединен с А-входом третьего компаратора и D-входом третьего регистра, выход которого соединен с D-входом четвертого регистра и В-входом третьего компаратора, первый выход которого соединен с S-входом второго триггера, а второй выход - с S-входом третьего триггера, R-входы второго и третьего триггеров соединены с выходом шестого логического элемента И, а выходы - с входами седьмого логического элемента И, выход которого соединен со вторыми инверсными входами второго и четвертого логических элементов И и со вторыми входами третьего и пятого логических элементов И, выходы которых соединены со вторыми входами первого и второго логических элементов ИЛИ, выход четвертого регистра соединен с D-входом третьего и четвертого ППЗУ, выходы которых соединены с В-входами четвертого и пятого компараторов соответственно, выходы которых соединены с первыми входами третьего и пятого логических элементов И соответственно.

На чертеже изображена схема устройства контроля состояния рельсовой линии, на которой представлены генератор 1, переключающее устройство (ПУ) 2, устройства согласования 3 и 4, рельсовые линии 5, 6, 7, фильтр 8, выпрямитель 9, АЦП 10, первый 11, второй 12, третий 13 и четвертый 14 регистры, первый 15, второй 16, третий 17 и четвертый 18 ППЗУ, первый 19, второй 20, третий 21, четвертый 22 и пятый 23 компараторы, первый 24, второй 25, третий 26, четвертый 27, пятый 28, шестой 29, седьмой 30 логические элементы И, первый 31 и второй 32 логические элементы ИЛИ, первый 33, второй 34 и третий 35 триггеры, генератор тактовых импульсов 36, приемник 37 рельсовой линии 6.

Элементы схемы соединены следующим образом.

Переключающее устройство (ПУ) 2 через устройства согласования (УС) 3 и 4 поочередно подключает один конец рельсовой линии 6 к генератору 1, а другой к приемнику 37 через фильтр 8, выпрямитель 9 и АЦП 10, выход которого соединен с D-входом первого 11 и второго 12 регистров, первого 19, второго 20, четвертого 22 и пятого 23 компараторов, выход приемника следующей рельсовой линии соединен со вторыми входами первого 24 и шестого 29 логических элементов И, выход приемника предыдущей рельсовой линии соединен с первым входом шестого логического элемента И и первым инверсным входом первого логического элемента И 24, выход которого соединен с С-входом первого регистра 11, выход которого соединен с D-входами первого 15 и второго 16 ППЗУ, выходы которых соединены с В-входами первого 19 и второго 20 компараторов соответственно, выходы которых соединены с первыми входами второго 25 и четвертого 27 логических элементов И соответственно, выходы которых соединены с первыми входами первого 31 и второго 32 логических элементов ИЛИ, выходы которых соединены с S и R-входами первого триггера 33 соответственно, выход которого соединен с приемником следующей рельсовой линии и с третьим входом шестого логического элемента И 29, выход генератора тактовых импульсов 36 соединен с С-входами третьего 13 и второго 12 регистров, выход второго регистра 12 соединен с А-входом третьего компаратора 21 и D-входом третьего регистра 13, выход которого соединен с D-входом четвертого регистра 14 и В-входом третьего компаратора 21, первый выход которого соединен с S-входом второго триггера 34, а второй выход - с S-входом третьего триггера 35, R-входы второго 34 и третьего 35 триггеров соединены с выходом шестого логического элемента И 29, а выходы - с входами седьмого логического элемента И 30, выход которого соединен со вторыми инверсными входами второго 25 и четвертого 27 логических элементов И и со вторыми входами третьего 26 и пятого 28 логических элементов И, выходы которых соединены со вторыми входами первого 31 и второго 32 логических элементов ИЛИ, выход четвертого регистра 14 соединен с D-входом третьего 17 и четвертого 18 ППЗУ, выходы которых соединены с В-входами четвертого 22 и пятого 23 компараторов соответственно, выходы которых соединены с первыми входами третьего 26 и пятого 28 логических элементов И соответственно.

Устройство контроля состояния рельсовой линии работает следующим образом.

Переключающее устройство (ПУ) 2 через устройства согласования (УС) 3 и 4 поочередно подключает один конец рельсовой линии 6 к генератору 1, а другой к фильтру 8, который через выпрямитель 9 и АЦП 10 передает сигнал на приемник 37, состоящий из элементов 11 - 36.

Схема приемника 37 рельсовой линии 6 работает в двух режимах - основном и корректировочном.

Приемник 37 включается в основной режим при наличии сигнала логического нуля (ЛН) на выходе седьмого логического элемента И 30, который поступает на выходы третьего 26 и пятого 28 логических элементов И. В этом случае второй 25 и четвертый 27 логические элементы И становятся прозрачными для первого 19 и второго 20 компараторов.

При наличии сигнала логической единицы (ЛЕ) на выходе седьмого логического элемента И 30 на вторых инверсных входах второго 25 и четвертого 27 логических элементов И появляется сигнал ЛН, а на вторых входах третьего 26 и пятого 28 логических элементов И - сигнал ЛЕ. В этом случае третий 26 и пятый 28 логические элементы И становятся прозрачными для четвертого 22 и пятого 23 компараторов.

В основном режиме приемник 37 рельсовой линии 6 работает следующим образом. С выходов приемников предыдущей 5 и следующей 7 рельсовых линий сигнал поступает на входы первого логического элемента И 24. При свободной следующей 7 и в момент занятия предыдущей 5 рельсовой линии сигнал ЛЕ поступает на С-вход первого регистра 11, в котором фиксируется сигнал с АЦП 10. Таким образом, первым регистром 11 зафиксировалось опорное напряжение, по которому в первом ППЗУ 15 выбирается (выбирается ячейка с соответствующим значением) пороговое значение напряжения занятия и передается на В-вход первого компаратора 19, а во втором ППЗУ 16 выбирается пороговое значение напряжения освобождения и передается на В-вход второго компаратора 20. Пороговые значения напряжения занятия освобождения в первом 19 и втором 20 компараторах сравниваются с текущим значением напряжения, которое с АЦП 10 поступает на А-входы первого 19 и второго 20 компараторов. Если текущее напряжение меньше порогового значения напряжения занятия, то с первого компаратора 19 поступает сигнал ЛЕ на первый вход второго логического элемента И 25 и, при наличии сигнала ЛН на втором инверсном входе, с его выхода сигнал поступает через первый логический элемент ИЛИ 31 на S-вход первого триггера 33, с выхода которого сигнал о занятии рельсовой линии 6 поступает на вход приемника следующей рельсовой линии 7, а также на третий вход шестого логического элемента И 29. Если текущее значение напряжения больше порогового значения напряжения освобождения, то со второго компаратора 20 сигнал ЛЕ поступает на первый вход третьего логического элемента И 27 и, при наличии сигнала ЛН на втором инверсном входе, с его выхода сигнал ЛЕ поступает через второй логический элемент ИЛИ 32 на R-вход первого триггера 33, с выхода которого сигнал о свободности рельсовой линии 6 поступает на вход приемника следующей рельсовой линии 7, а также на третий вход шестого логического элемента ИЛИ 29.

В корректировочном режиме приемник 37 рельсовой линии 6 работает следующим образом. По фронту импульса с выхода генератора 36 информация со второго регистра 12 записывается в третьем регистре 13, эти значения сравнивают между собой в третьем компараторе 21. Если фиксируется спад текущего напряжения, т.е. текущее значение напряжения меньше предыдущего, то на S-входе второго триггера 34 появляется сигнал ЛЕ, который поступает на первый вход седьмого логического элемента И 30.

В момент начала всплеска текущего напряжения, зафиксированного третьим компаратором 21, т.е. текущее значение напряжения больше предыдущего, на S-вход третьего триггера 35 поступает сигнал ЛЕ, который передается на второй вход седьмого логического элемента ИЗО.

При наличии на двух входах седьмого логического элемента И 30 сигналов ЛЕ, на его выходе также появляется сигнал ЛЕ, который поступает на вторые инверсные входы второго 25 и четвертого 27 логических элементов И, которые становятся непрозрачными для сигналов с первого 19 и второго 20 компараторов. Сигнал ЛЕ с выхода седьмого логического элемента И 30 поступает на вторые входы третьего 26 и пятого 28 логических элементов И.

Одновременно сигнал ЛЕ с седьмого логического элемента И 30 поступает на С-вход четвертого регистра 14, в котором через D-вход фиксируется значение текущего напряжения с третьего регистра 13. Данное значение текущего напряжения принимается в качестве опорного.

С выхода четвертого регистра 14 сигнал поступает на входы третьего 17 и четвертого 18 ППЗУ, в которых переопределяются пороговые значения напряжения занятия и освобождения соответственно и поступают на В-входы четвертого 22 и пятого 23 компараторов соответственно и сравниваются с текущим значением напряжения, которое поступает на А-входы с АЦП 10.

Если текущее значение напряжения меньше порогового значения напряжения занятия, то сигнал ЛЕ с выхода четвертого компаратора 22 поступает на первый вход третьего логического элемента И 26, с выхода которого сигнал ЛЕ поступает на второй вход первого логического элемента ИЛИ 31, с выхода которого сигнал ЛЕ поступает на S-вход первого триггера 33, с выхода которого сигнал о занятии рассматриваемой рельсовой линии 6 поступает на вход приемника следующей рельсовой линии 7.

Если текущее значение напряжения больше порогового значения напряжения освобождения, то сигнал ЛЕ с выхода пятого компаратора 23 поступает на первый вход пятого логического элемента И 28, с выхода которого сигнал ЛЕ поступает на второй вход второго логического элемента ИЛИ 32, с выхода которого сигнал ЛЕ поступает на R-вход первого триггера 33, с выхода которого сигнал о свободности рассматриваемой рельсовой линии 6 поступает на вход приемника следующей рельсовой линии 7 и на третий вход шестого логического элемента И 29, тем самым второй 34 и третий 35 триггеры приводятся в исходное состояние.

Предлагаемое устройство контроля состояния рельсовой линии обеспечивает более надежный контроль состояния рельсовой линии при снижении сопротивления изоляции за счет переопределения опорного напряжения.