ZD6型转辙机道岔控制综合实训台的设计——以长春职业技术学院机电学院为例.pdf
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1、第2 5卷第3期2 0 2 3年9月暋暋暋暋暋辽宁师专学报(自然科学版)J o u r n a l o fL i a o n i n gN o r m a lC o l l e g e s(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n)暋暋暋暋V o l 灡 2 5 N o 灡 3S e p棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁棁灡2023收稿日期:2 0 2 30 62 0作者简介:王冬梅(1 9 8 5-),女,吉林梨树县人,讲师,主要从事城市轨道交通通信信号技术方面研究.基金项目:2 0 2 1年度吉
2、林省教育厅科学技术研究项目(J J KH 2 0 2 1 1 4 6 7 K J);2 0 2 1年度吉林省职业教育与成人教育教学改革研究课题(2 0 2 1 Z C Z 0 3 3);2 0 2 0年度长春职业技术学院应用技术研究与开发项目(Y Y-2 0 1 9 B 2 0)暰 应用研究暱Z D 6型转辙机道岔控制综合实训台的设计 以长春职业技术学院机电学院为例王冬梅1,杨暋进2(1.长春职业技术学院 机电学院,吉林 长春1 3 0 0 3 3;2.南京铁道职业技术学院 通信信号学院,江苏 南京2 1 0 0 3 5)暋暋摘暋要:为了扩展原有道岔控制实训台功能,实现学生对道岔控制电路的自主
3、设计与训练,以长春职业技术学院机电学院为例,对现有道岔转辙设备进行深入研究,采取增加故 障按 钮盘、挤 岔表 示灯(J C D)及终端电缆盒等装置的方式,成功研制出一套低成本、高安全的Z D 6型转辙机道岔控制综合实训台.该实训台能够实现自主设计、自主焊接配线和自主排除故障功能,还可以与原有道岔控制实训台进行切换控制使用,有效提升了学生动手实践能力,以及高职院校教师的科技创新能力.关键词:Z D 6型转辙机;道岔控制;综合实训台;高职院校中图分类号:U 2 8 4 灡 7 2 2暋文献标识码:A暋暋文章编号:1 0 0 8-5 6 8 8(2 0 2 3)0 3-0 0 9 3-0 50暋引言
4、道岔控制电路是控制转辙机转换道岔位置、变换列车运行线路、保障列车安全运行的核心,因此道岔控制电路的维护、检修与故障处理是轨道交通信号检修员、信号技术员岗位必备的核心技能.为了更好地与企业岗位对接、满足岗位需求,高职院校学生在校期间需要借助专用的实训装置进行道岔控制电路的识读、配线、施工等方面的技能训练,熟练掌握道岔控制电路的系统构成、工作原理、故障诊断和处理等相关专业知识.目前,大多数高职院校使用的Z D 6型道岔控制实训台可以实现道岔转辙设备的定反位转换,也可以演示真实转辙机设备中自动开闭器的动作过程,但不能满足学生对关键道岔控制电路的专业操作训练.为此,本研究以长春职业技术学院机电学院为例
5、,详细分析现有Z D 6型转辙道岔实训设备的不足,遵循最大化利用原则,以教学需求为导向,研制出一套Z D 6型转辙机道岔控制综合实训台,该实训台不仅可以带给学生现场教学的真实感觉,同时相较于现场设备更加符合教学需求,适合轨道部门和轨道院校教学使用1.现将有关实训台设计内容介绍如下:1暋道岔控制综合实训台结构设计新研制的Z D 6型转辙机道岔控制综合实训台的整体尺寸为1 灡 5m暳0 灡 9m暳1 灡 7m,外观如图1(见9 4页)所示,其中机柜主要有以下作用:放置继电器组合架、机械故障按钮盘、直流电源等;供学生焊接、配线、查找故障等操作.9 4暋暋暋辽宁师专学报(自然科学版)2 0 2 3年第
6、3期除机柜以外,该实训台的整体部件结构还包含道岔控制电路继电器组合架、操作按钮、故障设置装置、表示灯、电源模块等具体结构设计如图2所示.暋暋(1)继电器组合架暋暋继电器组合架是道岔控制电路的核心,也是学生动手焊接配线的重要装置.为实现联锁条件下的道岔转换,将定型组合及继电器进行了优化设计2.联锁控制条件下的继电器采用按钮控制,同时用指示灯对道岔启动及转换情况给出显示,即用C A按钮作为四线制道岔控制电路的启动按钮,D C J继电器、F C J继电器、S F J继电器均采用按钮控制,实训台采用指示灯给出显示.继电器组合架共有3层,每层设置1 1个继电器及相应继电器底座、2个3暳1 8侧面端子.本
7、组合架的道岔组合继电器排列分别为:S F J、1 D Q J(J W J X C 灢 H 1 2 5/0 灡 4 4)、2 D Q J(J Y J X C 灢 1 3 5/2 2 0)、B B(B D 1 灢 7)、D B J(J P X C 灢 1 0 0 0)、F B J(J P X C 灢 1 0 0 0)、R C(0 灡 4/7 5 0)、D C J(J WX C 灢 1 7 0 0)、F C J(J WX C 灢1 7 0 0).暋暋(2)操作按钮、故障设置装置和表示灯操作按钮及故障设置装置,包含4个操作按钮和1 6个故障按钮.将联锁控制电路中4个检查电路联锁条件的继电器用按钮控制,
8、4个操作按钮主要负责道岔的定位/反位转换操作控制条件,具体如下:S F A按钮:选用非自复式按钮,操纵道岔前,观察锁闭继电器接点,如果失磁落下,表明进路已锁闭,不能操纵道岔,此时如按下S F A按钮,S F J继电器吸起,表明进路已解锁,具备道岔启动条件.C A按钮:选用自复式按钮,C A按钮负责接通四线制道岔控制电路中的1 D Q J、2 D Q J励磁电路,进而驱动转辙机转换道岔,但需与D C J A或F C J A同时使用.D C J A按钮:选用自复式按钮,按下D C J A按钮,D C J继电器励磁吸起,与C A同时按下,可为道岔从反位向定位转换提供控制条件.F C J A按钮:选用
9、自复式按钮,按下F C J A按钮,F C J继电器励磁吸起,与C A同时按下,可为道岔从定位向反位转换提供控制条件.故障按钮共设置1 6个.在实际轨道交通运营线路中,常常会发生道岔转辙机故障,因此在四线制道岔控制电路原理图上,选取典型的1 6个常见故障点,具体原理图及相应故障点位置如图3(见9 5页)所示,所有故障点均属于断线故障点,每个故障按钮与道岔控制电路相连接,通过拨动开关实现故障的设置与复原.同时,对四线制道岔控制电路的启动电路和表示电路进行合理设计,以实现当转辙机转换到位或者故障时,均能给出相应表示,包括定反位表示和挤岔报警表示3 灢 4.教师可利用故障按钮设置故障,学生根据故障现
10、象,观察继电器状态,查找故障点并排除故障,进而解决城轨道岔控制系统实训的相关故障处理问题.王冬梅,等Z D 6型转辙机道岔控制综合实训台的设计 以长春职业技术学院机电学院为例9 5暋暋暋9 6暋暋暋辽宁师专学报(自然科学版)2 0 2 3年第3期暋暋表示灯包括C A、S F A、D C A、F C A按钮的指示灯及D B D、F B D和J C D表示灯.其中,D B D和F B D用来给出道岔定位和反位表示,J C D用来指示道岔处于“四开暠状态.J C D点灯电路是通过串接D B J和F B J 2个继电器的失磁落下接点条件来沟通实现的,当道岔转换未到位或密贴检查情况异常时,即道岔既不在定
11、位,也不在反位状态,接通J C D电路,红灯亮起,主要起到警告提醒作用.该电路采用2 4V直流电源,使学生能更真切地体会道岔“四开暠状态,也大大增加了设备安全性5.(3)电源模块在四线制道 岔 控 制 电 路 中,道 岔 需 要D Z 2 2 0 V、D F 2 2 0 V(Z D 6型 直 流 转 辙 机 电 源),D J Z 2 2 0V、D J F 2 2 0V(道岔表示交流电源),以及K Z 2 4V、K F 2 4V(2 4V直流电源)共3类电源,为此,在新研制实训台内部设置电源层统一供电,电源层的上下端口分别为电源的输入和输出接口,输出接口的电源端子为实训台的道岔控制电路供电.另外
12、,在引接K Z、K F、D Z、D F、D J Z、D J F电源时,需要先将其接入4柱端子板,然后再接入断路器板,最后再引至1 8柱端子板,其中断路器主要起到防护作用.以上为新研制Z D 6型转辙机道岔控制综合实训台的具体结构设计,因其控制对象为室外Z D 6型直流转辙机及道岔装置,所以只有通过对新研制实训台继电器组合架及终端电缆盒的正确配线设计,才能最终实现新研制实训台对原有室外设备的操纵和转换.2暋道岔控制综合实训台配线图设计与制作控制电路配线图的设计是实现转辙机动作的关键,四线制道岔控制电路配线与制作决定道岔的定反位转换,因此,在设计与制作过程中,要做到缜密、准确.道岔组合内部配线源于
13、四线制道岔控制原理图,也就是按照相应的规范、标准将原理图中继电器的线圈、接点、端子进行连接6 灢 8.新研制实训台的组合架13层的每层右侧(从组合架背面看)装有2块端子板和1 1个继电器底座及相应继电器,每块端子板上有3列共1 8个端子.列数从右向左依次编号为0 10 6,端子号自上而下编为11 8.文中道岔组合只使用其中1层,其他2层供学生练习使用.该组合架配线图包括电源端子板、4柱断路器板、1 8柱端子板、继电器底座及侧面端子板,根据原理图及各端子板位置设计并制作出配线图,包括电阻、电容、断路器等相应配线,然后按照配线图纸进行正确焊接配线后,通过操纵按钮能够实现新研制实训台驱动原有转辙机道
14、岔设备的定反位转换工作,相应的指示灯均能给出正确表示.同时,完成了故障按钮盘与控制电路的正确配线,实现了预期的故障设置与恢复操作,而且在道岔处于“四开暠状态时,实训台的J C D均给出了正确表示.3暋道岔控制综合实训台与原有实训台转换接口设计在实际授课过程中,既需要单独操纵道岔使用,也需要切换到原实训台使用,因此需要对两实训台电源及控制电路接口进行合理设计,使新研制的Z D 6型转辙机道岔控制综合实训台与原有实训台可自由切换并操控道岔转辙设备.由于室外转辙机采用Z D 6型直流电动转辙机,因此该转辙机由4芯控制电缆线连接到终端电缆盒(H Z 2 4),再由终端电缆盒连接到两个实训台,终端电缆盒
15、配线如图4所示.当需要切换实训台时,可将转辙机的X 1、X 2、X 3、X 4连接到对应实训台的接线柱上,从而实现转辙机的定反位转换.另外,还可通过拨动开关来王冬梅,等Z D 6型转辙机道岔控制综合实训台的设计 以长春职业技术学院机电学院为例9 7暋暋暋实现两个实训台之间的转换操作,拨动开关为二选一控制,即将两个实训台的侧面端子用拨动开关分别接到原有转辙机的四线上,这样更加方便快捷.综上,终端电缆盒主要有以下两方面作用:一是两个实训台(新研制与原有实训台)室内外设备连接的“桥梁暠;二是两个实训台自由切换的“纽带暠.利用终端电缆盒不仅解决了两个实训台的切换使用问题,而且可以帮助学生掌握终端电缆盒
16、的配线技能.4暋结语在现有实训设备的基础上,经升级改造研制出一套新的Z D 6型转辙机道岔控制综合实训台,其集道岔控制系统实训、控制电路组合内部配线、设备安装调试、系统故障设置与处理于一体,是适合学生自主操作训练的综合实训平台,具有成本低、设计结构简单可靠、支持断线故障等特点.该实训台不仅可以满足学生自主训练的需求,还能满足中高职院校轨道交通信号类专业实验实训和轨道交通运营企业岗前培训的实际需求,具有良好的应用效果.参考文献:1卢伟,段龙华,魏宏波.Z D 6转辙机综合实训装置的研制 J.郑州铁路职业技术学院学报,2 0 1 7,2 9(4):2 3 灢 2 5.2吕海富.Z Y J 7电液转
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