鐵路電務(wù)信號(hào)設(shè)備的自動(dòng)化控制技術(shù)研究

劉子寬

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司電子計(jì)算技術(shù)研究所， 北京 100081）

引言

鐵路信號(hào)技術(shù)是一種綜合傳感器應(yīng)用的技術(shù)，其是在各種儀器燈和操作設(shè)備綜合控制之下達(dá)成的有效控制效果，能夠保證鐵路運(yùn)行的流暢性和使用的價(jià)值[1]。從某種意義來(lái)講，鐵路信號(hào)電務(wù)設(shè)備是一種能夠應(yīng)用于機(jī)車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的綜合設(shè)備，可以顯示各種數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖匾暮笈_(tái)之中，保證工作人員能夠通過(guò)后臺(tái)的調(diào)整，讓通訊系統(tǒng)達(dá)到有效的連接，提升信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量與信號(hào)傳輸?shù)男省?/p>

1 鐵路電務(wù)信號(hào)技術(shù)發(fā)展的意義

鐵路電務(wù)信號(hào)技術(shù)在發(fā)展中國(guó)家已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，并且對(duì)提升國(guó)家的經(jīng)濟(jì)水平和各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)質(zhì)量，都有著重要的影響[2]。鐵路行業(yè)的繁榮發(fā)展，很大程度上歸功于鐵路電務(wù)信號(hào)技術(shù)的高效性發(fā)展，和在實(shí)際應(yīng)用之中較高的使用價(jià)值。鐵路已經(jīng)通向各個(gè)重要城市，保證城市之間的信息交流和貿(mào)易來(lái)往，讓不同城市之間能夠更好交流，提升不同城市的綜合實(shí)力，從而保證我國(guó)社會(huì)的繁榮發(fā)展。

2 鐵路電務(wù)繼電器的工作原理和價(jià)值

繼電器在自動(dòng)化控制的過(guò)程之中具有重要的影響，可以保證鐵路設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，繼電器在這個(gè)過(guò)程中充當(dāng)電磁系統(tǒng)以外的結(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，可以調(diào)節(jié)輸入的電流大小。電磁系統(tǒng)線(xiàn)圈出現(xiàn)磁力，讓周?chē)拇盆F能夠吸附在電磁的周?chē)?，從而保證各個(gè)構(gòu)件的有效運(yùn)行[3]。繼電器還設(shè)置了電磁開(kāi)關(guān)等裝置，可以通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)保證電流的流入和流出，進(jìn)而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行掌控。這樣可以保證鐵路信號(hào)設(shè)備在使用過(guò)程中能夠穩(wěn)定地完成各項(xiàng)工作指標(biāo)，達(dá)到四兩撥千斤的作用。

3 鐵路電務(wù)信號(hào)設(shè)備匯總安全型繼電器分析

負(fù)責(zé)鐵路技術(shù)的工作人員，必須保證整個(gè)鐵路系統(tǒng)的信號(hào)設(shè)備能夠維持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。這樣才可能讓安全型繼電器設(shè)備充分發(fā)揮作用。這種安全型繼電設(shè)備一般采用無(wú)級(jí)式繼電器。無(wú)極式繼電器分為插入式和非插入式兩種類(lèi)型。插入式繼電器一般使用單個(gè)的模式，單個(gè)的模式能夠保證其他設(shè)備安裝的便捷性。而非插入繼電器是可以在其他設(shè)備的輔助之下進(jìn)行操作，兩種方式都有不同的優(yōu)點(diǎn)。安全型繼電器可以分為以下幾種類(lèi)型，有極式繼電器、無(wú)極式繼電器和整流式繼電器。其中有極式繼電器又分為兩種不同的形態(tài)，并且對(duì)繼電器有著重要的影響，其可以保證繼電器形成兩種路線(xiàn)，進(jìn)而保護(hù)繼電器使用的安全性。當(dāng)繼電器整體接入到電流內(nèi)部之后，其內(nèi)部的組織會(huì)產(chǎn)生一定的磁力，這種磁力彼此之間會(huì)產(chǎn)生影響，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)繼電器的穩(wěn)定運(yùn)行。無(wú)極式繼電器在應(yīng)用的過(guò)程中，一般需要通過(guò)改變電磁力的大小，使拉桿發(fā)生調(diào)整。這種拉桿的調(diào)整會(huì)讓繼電器的內(nèi)部產(chǎn)生一種磁力的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使不同接點(diǎn)之間增加耐高溫和耐高壓的性能，提升了內(nèi)部運(yùn)行的安全程度。而整流式繼電器與無(wú)極式繼電器在某種程度上有著相同的工作原理。因此，也可以說(shuō)整流式繼電器是無(wú)級(jí)式繼電器的更新版本，其在原有的繼電器中增加的二極管一端的電阻性能比較小，而另一處的電流優(yōu)良性比較強(qiáng)，可以成功地放置在節(jié)點(diǎn)內(nèi)部，使整個(gè)繼電器處于全波整流和半波整流的影響之中。

在鐵路信號(hào)設(shè)備自動(dòng)化控制的環(huán)節(jié)之中，繼電器是主要的控制元件。可以通過(guò)繼電器對(duì)整個(gè)線(xiàn)路進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，保證鐵路運(yùn)行的效果[4]。在繼電器選擇和使用的過(guò)程中，必須按照一定的選擇標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行挑選，才可能讓電路的運(yùn)行指標(biāo)得到很大的提升，也能夠保證鐵路信號(hào)設(shè)備的使用質(zhì)量。在電路中可以使用串聯(lián)的方式，讓繼電器達(dá)到工作的標(biāo)準(zhǔn)。為了讓繼電器的接點(diǎn)電流可以處于正常的范圍之內(nèi)，也可以通過(guò)串聯(lián)的方式啟動(dòng)工作。比如當(dāng)計(jì)算機(jī)接點(diǎn)數(shù)量無(wú)法在規(guī)定的范圍之內(nèi)，應(yīng)該對(duì)其使用復(fù)式繼電器調(diào)節(jié)，保證其處于自動(dòng)化控制的范圍之內(nèi)，讓其更好地工作。在具體應(yīng)用的過(guò)程之中，針對(duì)繼電器的定位，必須使用自動(dòng)化的控制技術(shù)才能夠讓繼電器發(fā)揮出更好的效果。這也是自動(dòng)化控制技術(shù)的核心。當(dāng)繼電器的定位狀態(tài)與設(shè)備的定位狀態(tài)相一致才能保證對(duì)岔道的定位過(guò)程更加精準(zhǔn)，也能夠保證鐵路使用的效果和人員的安全性。

4 繼電器自動(dòng)化技術(shù)的研究

鐵路信號(hào)設(shè)備也被稱(chēng)為繼電電路設(shè)備，其自動(dòng)化的程度影響著繼電器的運(yùn)行效果。因此，相比較其他繼電器類(lèi)型而言，能夠完整控制整個(gè)鐵軌電路，并且保證鐵路運(yùn)行的穩(wěn)定性[5]。這些情況必須經(jīng)過(guò)相關(guān)工作人員對(duì)繼電器性能參數(shù)以及電阻值的數(shù)據(jù)進(jìn)行考察，確保其處于正常的范圍之內(nèi)，才可能正式投入應(yīng)用，保證工作運(yùn)行的穩(wěn)定性。有些繼電器的接地比較特殊，其無(wú)法達(dá)到預(yù)期的接地效果。因此，可以使用復(fù)式繼電氣設(shè)備。在這種情況下，必須充分考慮鐵路信號(hào)設(shè)備自動(dòng)化控制的效果，既要考慮繼電器輸出的能力，也要綜合考慮繼電器的工作環(huán)境。如果工作環(huán)境比較嚴(yán)苛，甚至對(duì)繼電器使用的性能會(huì)有一定的干擾，必須對(duì)干擾的程度進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)，才可能保證鐵路信號(hào)設(shè)備自動(dòng)化控制的效果，進(jìn)而提升鐵路運(yùn)行的安全性和運(yùn)行質(zhì)量。

工作人員必須時(shí)刻保證繼電器及其定位設(shè)備能夠正常工作，這樣才可能定位到繼電器的工作部位和發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀況下的實(shí)時(shí)位置，能夠方便工作人員了解到每個(gè)繼電器的工作狀態(tài)和儲(chǔ)存的部位，這樣能夠?qū)π盘?hào)的接受達(dá)到最佳的狀態(tài)。鐵路軌道內(nèi)部的繼電器如果在封閉的狀態(tài)下，必須提示鐵路軌道電路正處于工作的狀態(tài)。如果被其他繼電器所使用，則應(yīng)該將繼電器的定位情況，通過(guò)信號(hào)傳輸?shù)焦ぷ魅藛T的后臺(tái)上，從而保證對(duì)鐵路繼電器的有效控制。工作人員必須對(duì)繼電器設(shè)備的線(xiàn)圈規(guī)格有明確的要求，才能夠保證鐵路信號(hào)設(shè)備的工作效果。在使用單線(xiàn)圈操作的過(guò)程中，必須考慮繼電器的匝數(shù)。不論是否處于工作狀態(tài)，都必須保證繼電器的工作效果。這種自動(dòng)化的控制效果要比平時(shí)多出一倍的功率，才能夠保證整個(gè)運(yùn)行的穩(wěn)定性。針對(duì)上述情況，可以將兩個(gè)線(xiàn)圈串聯(lián)，繼電器正常展開(kāi)工作。工作人員也可以通過(guò)調(diào)節(jié)繼電器的方式對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行有效的控制。所以必須加強(qiáng)對(duì)這方面的學(xué)習(xí)和研究。如圖1 為有極繼電器和無(wú)極繼電器的結(jié)構(gòu)圖。

圖1 有極繼電器和無(wú)極繼電器的結(jié)構(gòu)圖

5 鐵路電務(wù)信號(hào)設(shè)備中繼電器的應(yīng)用

繼電器的使用原則是必須保證其類(lèi)型符合線(xiàn)圈、電阻和電路的基本要求。電路可以通過(guò)串聯(lián)的方式保證繼電器的正常運(yùn)行，必須保證電路中的所有繼電器的接點(diǎn)電流不小于正常運(yùn)行電流[6-7]。特殊情況下，可以將繼電器所在的電路與其他電路并聯(lián)使用。這種情況非常少見(jiàn)，但必須有工作人員實(shí)時(shí)監(jiān)督繼電器的運(yùn)行效果和整個(gè)鐵路信號(hào)設(shè)備的使用效果。當(dāng)通過(guò)繼電器的電流不能夠滿(mǎn)足正常電路運(yùn)行要求，可以使用復(fù)式繼電器，讓整個(gè)電路處于平穩(wěn)的狀態(tài)。如果電路的串聯(lián)影響了繼電器的使用效果，可以調(diào)整其工作方式，讓其達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。

6 結(jié)語(yǔ)

鐵路信號(hào)設(shè)備運(yùn)行關(guān)系到鐵路列車(chē)在行駛過(guò)程中的安全性能和行駛的效率，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的快速提升，鐵路信號(hào)電務(wù)技術(shù)必須也獲得相應(yīng)的提升，才能夠保證對(duì)我國(guó)鐵路信號(hào)設(shè)備的自動(dòng)化控制。在這個(gè)過(guò)程中，繼電器的使用是自動(dòng)化控制的重要操作環(huán)節(jié)，工作人員必須對(duì)繼電器有清晰的了解，才可能在實(shí)際的工作之中，更好地發(fā)揮出繼電器的各種工作效能，讓其為人們的生活帶來(lái)安全保障。