臻 程运安 韩江洪

     辽宁本溪钢铁公司铁路运输分公司 马首山

     栾友军 来源：《电子技术应用》

     摘要：介绍了一种自行设计的新型的基于总线结构的数字化轨道状态检测电路装置。着重从工作原理、可靠性及故障-安全设计等方面进行了阐述。

     关键词：rs-485总线

     轨道电路 状态检测 故障-安全

     目前在电气集中或计算机联锁系统中普遍采用图1所示的交流轨道检测电路。其基本原理是：轨道受电变压器b2检测轨道线路电压v1out并进行升压，通过桥式整流器将v1out转换满足一定负载要求的直流电压v2out，进而驱动jzxc-480重力式安全型继电器，通过jzxc-480继电器的触点吸起或落下状态反映铁路站场线路的这闲与占用状态。铁路信号联锁与监测系统等通过采集继电器的触点状态进行相应的联锁运算或显示。

     这种检测方法单纯从联锁控制需求来讲是可靠与安全的，而从系统整体功能扩展、提高可维护性与可用性等方面来考虑，则存在一定的不足。首先，由于继电器的触点吸合与离开时间一般在20ms左右，难以满足现代铁路运输高密、重载与高速等特点所提出的高实时性要求；其次，该电路仅提供了反映线路状态的触点（电平）信息，相关系统不能在线读入线路电压的实际变化情况，也就无法有效地监视设备工作状态；再者，由于铁路各部场线路状态不同、随季节气候变化、元器件老化等原因，致使线路电压产生波动，而直接反映线路状态的轨道继电器对线路输入电压又有着一定的阈值要求，因而要求经常性地在现场调整轨道电路的送电电压（调整变压器抽头或串联电阻r），维护工作量很大。久而久之还会造成滑线变阻吕、变压器抽头等的失效。

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     设计目的与需要解决的技术任务

     1.1 设计目的

     如前所述，轨道继军器电路不可避免地对使用该电路的系统造成了一定的影响，因而我们设计了基于rs-485总线结构的数字化轨道状态检测电路。

     1.2 设计要求

     （1）要能向下兼容原480轨道继电器的外型、插座、引脚等安装工艺结构以及阻抗特性。

     （2）必须具备故障—安全特性，确保电路在软、硬件故障情况下（包括停电等外部环境影响）能导向安全侧信号输出。

     （3）电路能输出反映轨道占用状况的逻辑信号供相关连接系统进行联锁运算与显示，同时还能输出数字电压值供相关连接系统判断轨道电路工作状态，以便维护人员进行检修与管理。

     （4）逻辑信号的阈值可由软件设定，便于在线调整。

     （5）逻辑信号可受外部同步源控制输出，便于相关连接系统动态读入。

     （6）数字信号通过总线传输。

     （7）电路具有热拔插维护特性，方便检修与更换。

     （8）电路不设内部地址编码，由其安装位置确定编号，更换上电时由相关连接系统自动读入，不需进行任何设定。

     2 技术方案及实现手段

     2.1 工作原理

     设计的数字化轨道状态检测电路原理框图见图2。

     在该电路中，使用一片89c2051单片机及外围电路组成数字化轨道状态检测电路。该电路提供两种不同类型的输出，其中定一是经89c2051内部运算输出并受系统同步源控制的脉冲信号与稳态电平信号，它反映轨道线路电压整流值的危险状态与安全侧状态，由系统检测输入并参与联锁运算；另一输出是串行数据输出，经rs-485总线传送给系统管理机，监测站场轨道电路电压变化情况。

     微处理器是检测电路的核心，由其读入a/d变换后的电压值进行阈值运算，根据内部状态定义表（可通过管理机进行在线阈值设置）输出符合故障一安全原则