ZPW-2000A型移频综合实训平台

摘要

一种ZPW-2000A型移频综合实训平台，包括控制面板、移频发送接收模块、继电器组合模块、机车信号模块和电源模块；所述控制面板包括故障模拟开关、列车运行模拟控制及模拟线路、方向切换开关、载频类型选择开关、轨面移频信息接口以及轨道指示灯和模拟信号机；移频发送接收模块通过继电器组合模块向列车运行模拟控制及模拟线路发送移频信号，继电器组合模块在故障模拟开关和方向切换开关的控制下、接通或断开轨道指示灯或模拟信号机，从而实现自动闭塞线路、主轨故障、小轨故障以及6369信号机红灯转移模拟的实验实训。该实训平台结构紧凑，操作方便、经济实用，可满足铁道院校铁路自动闭塞相关课程的实验实训教学需求，节约教学成本。

说明书

技术领域

本发明涉及铁路教学实验实训设备 ，特别是一种用于铁路沙盘轨道电路的ZPW-2000A型移频综合实训平台。

背景技术

目前，铁路职业院校中适合学生完成铁路自动闭塞实验与实训的设备比如ZPW2000A型移频设备较少，甚至没有。ZPW2000A铁路移频轨道电路在我国自动闭塞区段、提速干线及高新线路广泛应用，实现无缝线路，移频发送器向轨道发送移频信息，这些移频信息代表一定的速度信息，当列车接收，经过处理即可得出列车当前的限速情况，以机车信息显示或DMI人机界面显示。而铁路现场设备检测与调试都有严格的规定，更不允许学生到现场操作。如果购买铁路实际运用的全套设备，不仅成本高，也不适合高职院校学生的需要。

发明内容

针对上述问题，为了克服已有技术所存在的上述不足，本发明提供了一种ZPW-2000A型移频综合实训平台，以满足铁路院校ZPW2000A型自动闭塞相关实训教学需求。

本发明采取的技术方案是：一种ZPW-2000A型移频综合实训平台，包括控制面板、移频发送接收模块、继电器组合模块、机车信号模块、和电源模块；

所述控制面板用于安装模拟线路、输入移频综合实训操作指令的控制开关、移频信息接口及轨道指示灯和信号灯，包括故障模拟开关、列车运行模拟控制及模拟线路、方向切换开关、载频类型选择开关、轨面移频信息接口以及轨道指示灯和模拟信号机；

移频发送接收模块通过继电器组合模块向列车运行模拟控制及模拟线路发送移频信号，继电器组合模块在故障模拟开关和方向切换开关的控制下、通过其不同触点组的中接点的吸起和落下、接通或断开轨道指示灯或模拟信号机，从而实现自动闭塞线路、主轨故障、小轨故障以及6369信号机红灯转移模拟的实验实训；

所述移频发送接收模块包括2台移频发送器、2台移频接收器和2台衰耗器，所述移频发送器分别与载频类型选择开关和继电器组合模块连接，其作用是在载频类型选择开关的控制下将其产生的ZPW2000A移频信号，经继电器组合模块发送给列车运行模拟控制及模拟线路，所述移频接收器分别与衰耗器和继电器组合模块连接，衰耗器与列车运行模拟控制及模拟线路连接，移频接收器的作用是将从列车运行模拟控制及模拟线路反馈回、并经衰耗器处理后的线路占用信息输送给继电器组合模块，通过继电器组合模块控制模拟信号机和轨道指示灯点亮相应的信号灯光； 

所述继电器组合模块的作用一是在方向切换开关及故障模拟开关的控制下，向列车运行模拟控制及模拟线路传输正/反方向移频信息，二是通过各继电器触点组的改变、接通或断开轨道指示灯或模拟信号机，从而实现自动闭塞线路、主轨故障、小轨故障以及6369信号机红灯转移模拟的实验实训；

所述机车信号模块包括机车信号主机箱、机车信号机和灵敏度调节电路，机车信号主机箱分别与机车信号机、灵敏度调节电路和轨面移频信息接口连接，其作用是引入地面信号、并进行机车信号灵敏度测试实验，机车信号主机对引入的地面信号进行处理，通过处理结果控制机车信号机，使机车信号机的显示与模拟信号机显示一致；

所述电源模块分别与移频发送接收模块、继电器组合模块、机车信号模块以及模拟信号灯连接，并为上述模块及模拟信号灯提供工作电源。

其进一步的技术方案是：所述继电器组合模块包括第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第一正向继电器、第二正向继电器、第一反向继电器和第二反向继电器；

所述第一正向继电器、第二正向继电器、第一反向继电器和第二反向继电器的触点组构成选择运行方向的方向切换开关：

第一正向继电器第5触点组与移频发送器连接，其前接点控制移频发送器向6355信号点X1、X2发送正方向的正常信号码，其后接点控制移频发送器向6355信号点X3、X4发送反方向的载频切换码27.9Hz；

第一正向继电器第7触点组与另一移频发送器连接，其前接点控制移频发送器向6369信号点X5、X6发送正方向的正常信号码，其后接点控制移频发送器向6369信号点X7、X8发送反方向的载频切换码27.9Hz；

所述第二正向继电器和第二反向继电器的全部触点组构成移频发送器和移频接收器的换向电路：第1、2、3、4触点组用于控制6355信号点的接收，第5、6、7、8触点组用于控制6369信号点的接收； 

所述第一正向继电器和第一反向继电器的第1触点组构成6369正向小轨1型载频、反向小轨2型载频选择电路，第一正向继电器和第一反向继电器的第2触点组构成6369正向小轨1型载频、反向小轨2型载频选择电路：正向6369作为6355的小轨，为6355提供小轨信号、接收1型载频，反向6355作为6369的小轨，为6369提供小轨信号、接收2型载频；

第一反向继电器的第4、5触点组作为6369 小轨继电器的条件控制，正向通过开关K3接24V电源模拟小轨信号、反向接收6355的小轨信号；

第一反向继电器的第3、7触点组作为6355 小轨继电器的条件控制，正向接收6369的小轨信号，反向通过开关K4接24V电源模拟小轨信号；

所述故障模拟开关包括小轨故障模拟，主轨故障模拟和红灯转移模拟电路：

所述小轨故障模拟包括第一反向继电器的第4、5触点组，开关K3，第一反向继电器的第3、7触点组和开关K4，正向6369作为6355的小轨，接收6355小轨信号，反向6355作为6369的小轨，接收6369小轨信号，开关K3或开关K4闭合时，表示小轨信号工作正常，开关K3或开关K4断开，小轨信号被切断，表示小轨故障；

所述主轨故障模拟包括6355主轨故障模拟开关K11和6369主轨故障模拟开关K10，所述故障模拟开关串接在移频发送器与衰耗器之间，故障模拟开关K10接通时，第三继电器吸起，表示闭塞分区空闲，主轨正常，故障模拟开关K10接通串接有一大电阻的另一接点，模拟主轨故障，第三继电器落下，表示主轨有故障，故障模拟开关K11接通时，第二继电器吸起，表示闭塞分区空闲，主轨正常，故障模拟开关K11接通串接有一大电阻的另一接点，模拟主轨故障，第二继电器落下，表示主轨有故障；

所述红灯转移模拟电路包括红灯转移开关K9，第三继电器第2触点组后接点，第二继电器每一触点组的后接点，红灯转移开关K9 之K9-a切断红灯点灯电路使红灯灭灯，模拟红灯断丝，红灯转移开关K9 之K9-b切断6355发送器与接收器的通路，使第二继电器落下，接通6355信号机红灯，实现红灯转移模拟。

其更进一步的技术方案是：所述列车运行模拟控制及模拟线路之模拟线路包括0G、1G、2G、3G、4G和5G六个闭塞分区，其中0G、3G、4G和5G四个闭塞分区分别通过轨道模拟开关SW、与所述第一继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器对应连接，轨道模拟开关SW接通，对应的继电器吸起，表示该闭塞分区空闲，轨道模拟开关SW2断开，对应的继电器落下，表示该闭塞分区被列车占用；

所述列车运行模拟控制及模拟线路之运行模拟控制包括一个6355轨道模拟开关1GSW和一个6369轨道模拟开关2GSW，所述轨道模拟开关1GSW和轨道模拟开关2GSW并联接在轨面，轨道模拟开关1GSW和轨道模拟开关2GSW接通，轨面信息短路，对应的继电器落下，表示轨道被占用，轨道模拟开关1GSW和轨道模拟开关2GSW断开，对应的继电器吸起，表示轨道空闲。

所述模拟信号机47主要由第一继电器0QGJ、第二继电器1QGJ、第三继电器2QGJ、第四继电器3QGJ、第五继电器4QGJ、以及第六继电器5QGJ相应的触点组与LED信号灯串接组成，所述模拟信号机采用红色、黄色、绿色发光管构成四显示信号灯，根据运行前方各闭塞分区的占用情况分别显示红、黄、绿黄、绿四种信号：若列车占用6397内方闭塞分区，则6397显示红信号，若列车占用6383内方闭塞分区则显示黄信号，若列车占用6369内方闭塞分区则显示绿黄信号，若列车占用6355内方闭塞分区则显示绿信号。

所述载频选择开关，包括分别与相应的移频发送器和移频接收器连接的载频型号选择开关S2、S4、S6、S8和载频频率选择开关S1、S3、S5、S7，所述载频型号选择开关用于选择载频类型，进行载频1型或2型的选择；所述载频频率选择开关S1、S3、S5、S7用于进行1700Hz、2000 Hz、2300 Hz、2600 Hz的选择，通过载频型号选择开关与载频频率选择开关的组合实现上行和下行方向各种载频的组合。

所述电源模块包括四路电源输出：第一路和第三路为移频发送接收模块提供24V直流工作电源，第二路为继电器组合模块和模拟信号机提供24V直流工作电源，第四路为机车信号模块提供110V直流工作电源；

所述四路电源采用桥式整流器，输出端并联大容量滤波电容和LED指示灯，每路电源分别设一个空开KK1、KK2、KK3和KK4，用于进行漏电及过流保护及移频发送接收模块的电源故障实验。

由于采取上述技术方案，本发明之ZPW-2000A型移频综合实训平台具有如下有益效果：

1．本发明之ZPW-2000A型移频综合实训平台具有多种实训控制功能，利用该综合实训平台可以使学生不到现场即可完成列车运行模拟实验、正方向运行时电气特性（频率、电压）测试、频率切换实验、方向切换实验、主轨故障模拟、小轨故障模拟、6369信号机红灯转移及机车信号等实验实训，解决了铁道院校铁路自动闭塞相关课程的实验实训教学问题， 大大节约了学生实验实训的教学成本。 

2. 本发明之ZPW-2000A型移频综合实训平台将移频发送器、移频接收器、发送器的载频切换控制、以及机车信号主机、自动闭塞线路方向模拟控制、小轨模拟、线路地面信号机模拟和轨道线路模拟等进行了一体化设计，自动闭塞轨道线路（即模拟线路）与地面信号机（即模拟信号机），轨道空闲与占用指示灯设计在同一面板上，故障模拟部分集中设计，实训平台结构紧凑，操作方便、经济实用。

附图说明

图1：本发明之ZPW-2000A型移频综合实训平台结构框图；

图2：本发明之ZPW-2000A型移频综合实训平台电路连接图；

图3：图2之A部放大图；

图4：综合实训平台之模拟轨道及模拟信号机示意图；

图5：综合实训平台之轨道指示灯电路图；

图6：综合实训平台之模拟轨道闭塞分区之继电器电路图；

图7：构成方向切换开关之正/反向继电器电路图；

图8：综合实训平台之模拟信号机电路图；

图9：综合实训平台之电源模块电路图。

图中：

Ⅰ—电源模块，Ⅱ—继电器组合模块，Ⅲ—移频发送接收模块，31—移频发送器，32—移频接收器，33—衰耗器，Ⅳ—控制面板，41—轨面移频信息接口，42—故障模拟开关，43—列车运行模拟控制及模拟线路，44—方向切换开关，45—载频选择开关，46—轨道指示灯，47—模拟信号机，48—模拟轨道，49—闭塞分区，Ⅴ—机车信号模块，51—机车信号主机箱，52—机车信号机，53—灵敏度调节电路；

0QGJ—第一继电器，1QGJ —第二继电器，2QGJ —第三继电器，3QGJ—第四继电器，4QGJ—第五继电器， 5QGJ—第六继电器，1QZJ—第一正向继电器， 2QZJ—第二正向继电器，1QFJ—第一反向继电器，2QFJ—第二反向继电器；

附图中用小写字母标注的0qgj1、1qgj1、2qgj1、3qgj1、4qgj1、5qgj1、1qzj1、2qzj1、1qfj1、2qfj1等为对应大写字母标注的继电器的触点组，后面的序号为触点组的序号。

具体实施方式

一种ZPW-2000A型移频综合实训平台，包括控制面板Ⅳ、移频发送接收模块Ⅲ、继电器组合模块Ⅱ、机车信号模块Ⅴ、和电源模块Ⅰ；

所述控制面板Ⅳ用于安装模拟线路、输入移频综合实训操作指令的控制开关、移频信息接口及轨道指示灯和信号灯，包括故障模拟开关42、列车运行模拟控制及模拟线路43、方向切换开关44、载频类型选择开关45、轨面移频信息接口41以及轨道指示灯46和模拟信号机47；

移频发送接收模块通过继电器组合模块向列车运行模拟控制及模拟线路发送移频信号，继电器组合模块在故障模拟开关42和方向切换开关44的控制下、通过其不同触点组的中接点的吸起和落下、接通或断开轨道指示灯46或模拟信号机47，从而实现自动闭塞线路、主轨故障、小轨故障以及6369信号机红灯转移模拟的实验实训；

所述移频发送接收模块Ⅲ包括2台移频发送器31、2台移频接收器32和2台衰耗器33，分别组成2组移频发送接收互为备用，所述移频发送器分别与载频类型选择开关45和继电器组合模块连接，其作用是在载频类型选择开关45的控制下将其产生的1700Hz、2000 Hz、2300 Hz、或2600 Hz不同频段的ZPW2000A移频信号，经继电器组合模块发送给列车运行模拟控制及模拟线路43，所述移频接收器32分别与衰耗器33和继电器组合模块连接，衰耗器33与列车运行模拟控制及模拟线路43连接，移频接收器的作用是将从列车运行模拟控制及模拟线路43反馈回、并经衰耗器处理后的线路占用信息输送给继电器组合模块，通过继电器组合模块控制模拟信号机和轨道指示灯点亮相应的信号灯光； 

所述继电器组合模块Ⅱ的作用一是在方向切换开关41及故障模拟开关42的控制下，向列车运行模拟控制及模拟线路43传输正/反方向移频信息，二是通过各继电器触点组的改变、接通或断开轨道指示灯46或模拟信号机47，从而实现自动闭塞线路、主轨故障、小轨故障以及6369信号机红灯转移模拟的实验实训；

所述机车信号模块Ⅴ包括机车信号主机箱51、机车信号机52和灵敏度调节电路53，机车信号主机箱分别与机车信号机、灵敏度调节电路和轨面移频信息接口41连接，其作用是引入地面信号、并进行机车信号灵敏度测试实验，机车信号主机对引入的地面信号进行处理，通过处理结果控制机车信号机，使机车信号机的显示与模拟信号机显示一致；

所述电源模块Ⅰ分别与移频发送接收模块、继电器组合模块、机车信号模块以及模拟信号灯连接，并为上述模块及模拟信号灯提供工作电源。

所述继电器组合模块包括第一继电器0QGJ、第二继电器1QGJ、第三继电器2QGJ、第四继电器3QGJ、第五继电器4QGJ、第六继电器5QGJ、第一正向继电器1QZJ、第二正向继电器2QZJ、第一反向继电器1QFJ和第二反向继电器2QFJ共10个继电器；

所述第一正向继电器1QZJ、第二正向继电器2QZJ、第一反向继电器1QFJ和第二反向继电器2QFJ的触点组构成选择运行方向的方向切换开关41（参见附图7）；

所述第一正向继电器1QZJ第5触点组1qzj5与移频发送器ZPW.F1连接，其前接点控制移频发送器向6355信号点X1、X2发送正方向的正常信号码，其后接点控制移频发送器向6355信号点X3、X4发送反方向的载频切换码27.9Hz；

所述第一正向继电器1QZJ第7触点组1qzj7与另一移频发送器ZPW.F2连接，其前接点控制移频发送器向6369信号点X5、X6发送正方向的正常信号码，其后接点控制移频发送器向6369信号点X7、X8发送反方向的载频切换码27.9Hz；

所述第二正向继电器2QZJ和第二反向继电器2QFJ的全部触点组构成移频发送器和移频接收器的换向电路：第1、2、3、4触点组用于控制6355信号点的接收，第5、6、7、8触点组用于控制6369信号点的接收； 

所述第一正向继电器1QZJ和第一反向继电器1QFJ的第1触点组构成6369正向小轨1型载频、反向小轨2型载频选择电路，第一正向继电器1QZJ和第一反向继电器1QFJ的第2触点组构成6369正向小轨1型载频、反向小轨2型载频选择电路：正向6369作为6355的小轨，为6355提供小轨信号、接收1型载频，反向6355作为6369的小轨，为6369提供小轨信号、接收2型载频，即：第一正向继电器1QZJ的第1触点组的中接点接电源，前接点接移频接收器ZPW.J2的X1（Z）端，后接点接第一反向继电器1QFJ的第1触点组中接点，第一反向继电器1QFJ第1触点组的后接点接接移频接收器ZPW.J2的X2（Z）端，第一正向继电器1QZJ的第2触点组的中接点接电源，前接点接移频接收器ZPW.J1的X1（Z）端，后接点接第一反向继电器1QFJ的第2触点组中接点，第一反向继电器1QFJ第2触点组的后接点接接移频接收器ZPW.J1的X2（Z）端，

所述第一反向继电器1QFJ的第4、5触点组1qfj4和1qfj5作为6369 小轨继电器的条件控制，正向通过开关K3接24V电源模拟小轨信号、反向接收6355的小轨信号，第一反向继电器1QFJ的第3、7触点组1qfj3和1qfj7作为6355 小轨继电器的条件控制，正向接收6369的小轨信号，反向通过开关K4接24V电源模拟小轨信号，即：第一反向继电器1QFJ的第4触点组1qfj4之中接点接ZPW.S2的b13端，触点组1qfj4之前接点接电源，触点组1qfj4之后接点接B2，第一反向继电器1QFJ的第5触点组1qfj5之中接点接ZPW.S2的b12端，触点组1qfj5的后接点接B1，触点组1qfj5的,前接点接第四继电器之第6触点组的中接点和前接点然后通过开关K3接电源正极。

所述故障模拟开关42包括小轨故障模拟，主轨故障模拟和红灯转移模拟电路：

所述小轨故障模拟包括第一反向继电器1QFJ的第4触点组1qfj4和第5触点组1qfj5、开关K3，第一反向继电器1QFJ的第3触点组1qfj3和第7触点组1qfj7、开关K4，正向6369作为6355的小轨，接收6355小轨信号，反向6355作为6369的小轨，接收6369小轨信号，开关K3或开关K4闭合时，表示小轨信号工作正常，开关K3或开关K4断开，小轨信号被切断，表示小轨故障。

所述主轨故障模拟包括6355主轨故障模拟开关K11和6369主轨故障模拟开关K10，所述故障模拟开关串接在移频发送器与衰耗器之间，即：故障模拟开关K10的中接点通过第二反向继电器、第二正向继电器之第5触点组以及第二报警继电器2QGJ之第1触点组与移频发送器ZPW.F2的S1端点连接，故障模拟开关K10的常接点通过第二反向继电器、第二正向继电器之第7触点组与衰耗器ZPW.S2的C1V1接点连接；故障模拟开关K11的中接点通过第二反向继电器、第二正向继电器之第1触点组以及第一报警继电器1QGJ之第1触点组与移频发送器ZPW.F1的S1端点连接，故障模拟开关K11的常接点通过第2反向继电器、第2正向继电器之第3触点组与衰耗器ZPW.S1的C1V1接点连接；故障模拟开关K10接通时，第三继电器2QGJ吸起，表示闭塞分区空闲，主轨正常，故障模拟开关K10接通串接有一大电阻的另一接点，模拟主轨故障，第三继电器2QGJ落下，表示主轨有故障，故障模拟开关K11接通时，第二继电器1QGJ吸起，表示闭塞分区空闲，主轨正常，故障模拟开关K11接通串接有一大电阻的另一接点，模拟主轨故障，第二继电器1QGJ落下，表示主轨有故障。

所述红灯转移模拟电路包括红灯转移开关K9，第三继电器2QGJ第2触点组后接点，第二继电器2QGJ每一触点组的后接点，红灯转移开关K9 之K9-a与电器2QGJ第2触点组后接点及信号灯串接在24V电源电路之间，K9-a断开，则红灯点灯电路断开红灯灭，模拟红灯断丝；红灯转移开关K9 之K9-b串接在第二反向继电器2QGJ之第2触点组与第三继电器之第4触点组之间，

K9-b断开则切断6355发送器与接收器的通路，使第二继电器1QGJ落下，接通6355信号机红灯，实现红灯转移模拟。

所述列车运行模拟控制及模拟线路之模拟线路包括0G、1G、2G、3G、4G和5G六个闭塞分区，其中第一继电器0QGJ、第四继电器3QGJ、第五继电器4QGJ、第六继电器5QGJ通过轨道模拟开关SW串接在24V电源电路之间，第二继电器1QGJ、第三继电器2QGJ分别并接在衰耗器ZPW.S2和衰耗器ZPW.S1的接点Ga30、GHc30上，轨道模拟开关SW接通，对应的继电器吸起，表示该闭塞分区空闲，轨道模拟开关SW断开，对应的继电器落下，表示该闭塞分区被列车占用（参见附图6）。

所述列车运行模拟控制及模拟线路之运行模拟控制包括一个6355轨道模拟开关1GSW和一个6369轨道模拟开关2GSW，所述轨道模拟开关1GSW和轨道模拟开关2GSW并联接在轨面，轨道模拟开关1GSW和轨道模拟开关2GSW接通，轨面信息短路，对应的继电器落下，表示轨道被占用，轨道模拟开关1GSW和轨道模拟开关2GSW断开，对应的继电器吸起，表示轨道空闲。

所述模拟信号机47主要由第一继电器0QGJ、第二继电器1QGJ、第三继电器2QGJ、第四继电器3QGJ、第五继电器4QGJ、以及第六继电器5QGJ相应的触点组与LED信号灯串接组成，所述模拟信号机47采用红色、黄色、绿色发光管构成四显示信号灯，根据运行前方各闭塞分区的占用情况控制上述继电器的吸起或落下，使对应的触点接通或断开信号灯电路，实现红、黄、绿黄、绿四种信号灯的显示：若列车占用6397内方闭塞分区，则6397显示红信号，若列车占用6383内方闭塞分区则显示黄信号，若列车占用6369内方闭塞分区则显示绿黄信号，若列车占用6355内方闭塞分区则显示绿信号（参见附图8）。

所述载频选择开关45，包括分别与相应的移频发送器和移频接收器连接的载频型号选择开关S2、S4、S6和S8及载频频率选择开关S1、S3、S5和S7，载频频率选择开关S1和S5的共接点分别接移频发送器ZPW.F2和ZPW.F1的接点024-2，载频频率选择开关S1、和S5的动接点分别接移频发送器ZPW.F2和ZPW.F1的1700Hz、2000 Hz、2300 Hz、2600 Hz接点；载频频率选择开关S3和S7分别与移频接收器ZPW.J2及ZPW.J1的1700Hz、2000 Hz、2300 Hz、2600 Hz接点连接，所述载频频率选择开关S1、S3、S5和S7用于进行1700Hz、2000 Hz、2300 Hz、2600 Hz的选择，所述载频型号选择开关S2、S4、S6和S8分别连接在移频发送器ZPW.F2和ZPW.F1，移频接收器ZPW.J2及ZPW.J1的载频型号接点，用于选择载频类型，进行载频1型或2型的选择；通过载频型号选择开关与载频频率选择开关的组合实现上行和下行方向各种载频的组合。

所述电源模块包括四路电源输出：第一路和第三路为移频发送接收模块提供24V直流工作电源，第二路为继电器组合模块和模拟信号机提供24V直流工作电源，第四路为机车信号模块提供110V直流工作电源；所述四路电源采用桥式整流器，输出端并联大容量滤波电容和LED指示灯，每路电源分别设一个空开KK1、KK2、KK3和KK4，用于进行漏电及过流保护及移频发送接收模块的电源故障实验。