淺談繼電器在鐵路信號系統(tǒng)中的應(yīng)用

馮婧

摘 要：繼電器是鐵路信號系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的一種電子元器件，結(jié)合繼電器的特性與計算機自動控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，本文主要探討在鐵道信號領(lǐng)域中，繼電器與自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：繼電器；鐵道信號；自動控制；應(yīng)用

1.概述

繼電器是自動控制系統(tǒng)中常用的電子元器件，用它可以來接通和斷開電路，構(gòu)成自動控制和遠程控制系統(tǒng)，其具有控制命令的發(fā)出和實時監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)的功能。繼電器在設(shè)計自動控制系統(tǒng)的各個領(lǐng)域均有被采用。在鐵路信號技術(shù)中，繼電器的應(yīng)用也非常廣泛。譬如，信號繼電器是繼電式信號系統(tǒng)的關(guān)鍵性組成部件，同時也可以作為微電子計算機式信號控制系統(tǒng)的接口部件。因此，可以說信號繼電器是鐵路信號技術(shù)中的一種重要部件，其作用也都尤為重要。

2.繼電器的作用

然而伴隨著電子信息技術(shù)的逐漸成熟，電子元器件特別是微型計算機的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的繼電器逐漸被取代。這類電子元器件具有運行速度快、存儲容量大、實現(xiàn)功能強、體積小等特征，能夠改善在安全性、可靠性等各項技術(shù)方面自動控制和遠程控制系統(tǒng)的處理能力，同時也提升了信息系統(tǒng)的技術(shù)水準(zhǔn)。

但是，較之于其它的微電子元器件，繼電器仍具有其不可替代的優(yōu)勢，如：繼電器良好的開關(guān)性能，不易受周圍環(huán)境溫度的影響、抗雷擊性能良好、無噪聲，尤其是它所具有的繼電特性這一點，就為自動控制和遠程控制的發(fā)展創(chuàng)造了許多便利的條件，使得繼電器不但沒有被其他電子元器件所取代，將長期存在，并且還使它具有了更加廣闊的應(yīng)用空間，在鐵道信號、軌道交通領(lǐng)域乃至國民經(jīng)濟各部門的生產(chǎn)控制過程和國防系統(tǒng)的自動化以及遠程控制自動化等各個領(lǐng)域當(dāng)中都在被廣泛的應(yīng)用。

3.繼電器與鐵路信號系統(tǒng)

在鐵道信號領(lǐng)域中，目前，信號繼電器依然起核心作用的場所主要存在于以繼電技術(shù)構(gòu)成的系統(tǒng)中，比如6502繼電集中聯(lián)鎖系統(tǒng)。而在以電子元器件和微型邏輯計算機構(gòu)成的系統(tǒng)中，比如計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)和駝峰自動化等系統(tǒng)中，雖然僅僅只是將系統(tǒng)的邏輯控制主機與類似于室外三大信號基礎(chǔ)設(shè)備這樣的執(zhí)行部件進行結(jié)合，作為接口部件存在和被使用，但是用全電子化系統(tǒng)將繼電器全部取代亦或是替換掉，可能仍然需要相當(dāng)長的時期。

3.1 繼電器的發(fā)展

繼電器后來的發(fā)展，有點類似于某一時期的中國人對于蓄發(fā)留辮子的情懷?？催^的一部古裝電影中有個橋段，說的是一位大俠的辮子被剪了之后，一夜之間成了神槍手，他懲奸除惡，是正義的化身，在影片的結(jié)尾還留下一句極富哲理的話，他說：“辮子沒了，可神還留著”，我覺得這和后來繼電器與信號的發(fā)展演變有幾分神似。當(dāng)高鐵、客專、動車、城際快速發(fā)展的時候，新技術(shù)撲面而來，讓人們都有點應(yīng)接不暇。而在此時的技術(shù)體系下，重力繼電器已經(jīng)少有其用武之地了。但是這都不重要，因為它的神還留著。當(dāng)時伴隨新技術(shù)引進的，還有一套嚴密的可靠評判標(biāo)準(zhǔn)—歐洲鐵路標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)為國標(biāo)。歐標(biāo)當(dāng)中提到了固有故障-安全屬性，言下之意就是說該元器件被生產(chǎn)制成后就是安全的。這樣的屬性不就是在描述重力繼電器本身嗎？

3.2 重力繼電器

對于鐵路信號系統(tǒng)來說，大部分學(xué)信號的人一定認為最安全的用電器件非重力繼電器莫屬。這里所說的重力繼電器已經(jīng)不僅僅是簡簡單單的一個繼電器了，更多的或許是依附在這其中的傳統(tǒng)信號人對于安全的理解。為什么大家會覺得重力繼電器是安全的？

要是問任何一個信號專業(yè)的人，大部分人的回答肯定都一樣，他們會說繼電器可以在有電的時候勵磁吸起，沒電的時候依靠重力的作用失磁落下，從而導(dǎo)向安全側(cè)。在這個答案里，重力變成了實現(xiàn)安全的關(guān)鍵。那么真的是這樣嗎？卻好像也從來沒有人懷疑過什么。但是，事實上重力只是其中的一個因素，另外還有一個被忽略的重要因素就是帶動觸點動作的連桿。前后接點會被連桿帶動一起動作，若前接點出現(xiàn)粘連異常時，連桿就會停留在前接點閉合的位置，此刻后接點一定是斷開的，即使繼電器失電，前后接點均閉合的情況也不會發(fā)生。如此這般，重力繼電器工作時的狀態(tài)就是確定的、可知的。所以，重力加上觸點的聯(lián)動，造就了重力繼電器獨一無二的安全屬性，贏得眾人的放心和芳心。又因為繼電器是構(gòu)成電路或系統(tǒng)最基本的單元，既然它是安全的，再加上它被多年應(yīng)用的經(jīng)驗，由重力繼電器搭建的系統(tǒng)無可厚非的就成為了安全的系統(tǒng)。這應(yīng)該就是信號人偏愛繼電器的根本原因之所在。

自從繼電集中聯(lián)鎖出現(xiàn)以后，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用和推廣，它在一定程度上實現(xiàn)了車站內(nèi)行車指揮的自動控制，能及時準(zhǔn)確地反映現(xiàn)場信號和行車實況，縮短了聯(lián)系時間，消除了因人為聯(lián)系錯誤而引發(fā)的事故，對于保證行車安全、提高運輸效率起到了非常顯著的作用。

4.聯(lián)鎖控制系統(tǒng)

車站聯(lián)鎖系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)鎖功能，它是以進路控制為主要內(nèi)容。伴隨著科技的發(fā)展和鐵路運輸?shù)男枰?，?lián)鎖系統(tǒng)也在逐步演變和完善中。我國鐵路的，6502繼電聯(lián)鎖這套控制系統(tǒng)，很好地實現(xiàn)了安全聯(lián)鎖功能，它就是由重力式安全型繼電器構(gòu)成的控制電路，并且它能夠可靠地保證系統(tǒng)在故障狀態(tài)下的安全性，與此同時，這套系統(tǒng)對于提高作業(yè)效率也效果明顯。直到今日，繼電聯(lián)鎖地位在我國鐵路系統(tǒng)中依然是很重要的。

計算機技術(shù)的快速發(fā)展，特別是在可靠性技術(shù)和容錯技術(shù)領(lǐng)域的深入探究，我國的微機聯(lián)鎖技術(shù)也已經(jīng)逐漸步入成熟。就各國研究和使用計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的情況來看，由于微機其強大的大數(shù)據(jù)處理和邏輯運輸功能，使得它非常適用于車站聯(lián)鎖。計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)具有故障-安全性能，能夠?qū)⒗^電器與各種功能軟件相結(jié)合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時處理進而達到控制機械設(shè)備的意圖。系統(tǒng)已處于實用階段，隨著不斷積累和豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗，它的性能也在得到改善。

結(jié)束語

我國的信號聯(lián)鎖系統(tǒng)，屬于集散型冗余控制，主要是采用繼電式與計算機相結(jié)合，而組成控制系統(tǒng)的。目前計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)已被上千個車站裝備使用。在鐵路信號系統(tǒng)中，雖然繼電器的使用規(guī)模有所減少，或許已不再占據(jù)主導(dǎo)地位，但聯(lián)鎖技術(shù)的核心使命-保證安全，小小的繼電器依舊是功不可沒的。它在保證信號設(shè)備穩(wěn)定可靠工作，乃至保障鐵路安全高效行車方面，的確是不可或缺、靈魂般的存在。并且，仍將為鐵路信號計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)向高安全、高可靠、高效和綜合自動化發(fā)展奠定穩(wěn)固堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻

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