信号工的杂谈之联锁驱动电路的解析
随着时代的发展、计算机的普及,曾经以6502电气集中为代表的继电式联锁已逐步退出了舞台,取而代之的是更加先进、可靠的计算机联锁。
计算机联锁分为两大类,一类是传统型的计算机联锁而另一类则是全电子型计算机联锁。现在我们所接触到的联锁几乎80%都是传统型计算机联锁,与全电子型计算机联锁不同的地方在于传统型计算机联锁仍然保留有部分的继电电路,联锁要实现对设备的控制就必须要有一套专门用于继电器的电路,通过计算机联锁直接控制继电器的电路我们称为驱动电路。
从数电的角度我们可以知道,计算机联锁内部会存有一个真值表,联锁软件在运行时会对数据进行不停的收集与运算,当运算的结果满足相应真值表里的内容时将会输出一个高电平,若不满足的情况下会输出一个低电平,只有输出高电平的时候继电器才能被吸起,这便是对驱动电路工作原理最通俗的一个解释。
既然存在有驱动电路那么对应的故障自然是不可避免的,很多人都问过这样一个问题,那就是这个驱动电路里又不像其他电路里面那样有KZ、KF电源,那如果要查故障我们该怎么办?要回答这个问题我们还是先从继电器的上面说起。
下图是一个普通无极继电器线圈的结构图(如图一所示)。
(图一:无极继电器线圈的结构图)
我们可以清楚看见无极继电器的线圈有两组,1-2为后线圈,3-4为前线圈,不论是前线圈也好还是后线圈也罢只要给任意一组线圈通电那么就会产生磁通,这样继电器也就能励磁吸起了,我们通常把这种只使用到其中某一组线圈的方式我们称为线圈单独使用或分别使用(如图二所示)。
(图二:线圈的单独使用)
如果需要继电器工作得更可靠我们就需要更大的磁通量,这时我们可以用一根导线把2和3这里给连接起来,把电源给加在1和4上面,这样前后线圈就被串联起来了,这种把前后线圈给串接使用的方式我们通常称为线圈串联使用。串联后的线圈磁通量就远比一个线圈工作产生的磁通量要大(如图三所示)。
(图三:线圈的串联使用)
基于上面的原理可以根据计算机联锁的性能把驱动电路设计为两类,一类是前后线圈同时驱动的驱动电路(如图四所示),另一类则是把前后线圈串联起来的驱动电路(如图五所示)。前后线圈同时驱动的驱动电路以铁科院的TYJL-II型计算机联锁为代表,而前后线圈串联的驱动电路则以通号院的DS6-60型计算机联锁为代表。
(图四:前后线圈同时驱动的驱动电路)
(图五:前后线圈串联的驱动电路)
讲了这么多工作原理相信有人能豁然开朗的明白驱动故障应该怎么去查找了,而没听明白的朋友也不用着急,接下来我会以一个前后线圈串联的驱动电路来向大家举例讲解。
我们要测试继电器是否正常,首先得先测一下电源是否正常,通过下面的结构图我们可以知道直接在继电器的1-4线圈上面就可以测出电源是否正常(如图六所示)。
(图六:测试1-4线圈确定电源是否正常)
我们以某组道岔的YCJ为例,从前文我们知道第一步要测电源是否正常,我们可以把万用表的表笔放在YCJ的1-4线圈上面,在正常操纵道岔的情况下从计算机联锁里面将会发送出一个高电平来送到YCJ的1-4线圈上面,这个时候我们可以测出一个28V的直流电(如图七所示)。
(图七:计算机联锁送出的驱动电)
由于YCJ的线圈是串联使用,那么正常情况下分别测试1-2线圈和3-4线圈将会有一个一半数值的电压(如图八所示)。
(图八:分别测试前后线圈)
如果我们在1-4线圈上面测出了计算机联锁输出的直流电,但是继电器却没有动作,这个时候我们就要在操纵道岔的同时移动表笔来判断到底是哪里出现了线圈的断线(如图九所示)。
(图九:出现断线的可能点)
由于中间的连接处出现了断线,此时我们测出来的结果就是2或3上面有一个点上面会测出28V的直流电,而另一个点上则什么也测不出来,其原因是因为线圈的串联线未连接,2或3处其中的一个点被当做了导电端子而另一组则因为断线导致只有其变为一个等电位而无法测出电压。
有人说测电压的办法很直接也很有效,但是在要操纵设备的情况下还要去挨个点位的测电压就会显得特别麻烦也特别浪费时间,那有没有一个能够不操纵设备直接判断出故障点的办法?答案是肯定的。
我们根据继电器的特性可以知道在串联的结构下使用万用表可以测出前后线圈的总阻值是多少,通过下图我们可以更直接的看出(如图十所示)。
(图十:用万用表测量继电器线圈总阻值的原理图)
现在我使用万用表的电阻档去测量YCJ的1-4线圈的阻值(如图十一所示)。我们很明显的看到万用表测出来了一个1710Ω的电阻值,这是一个无极1700的继电器,万用表测出来的阻值在合适的误差范围内。
(图十一:测量1-4线圈的阻值)
如果测出了一个有效地电阻值证明继电器的线圈是正常的,这个时候我们就需要往电源的方向进行考虑了。但如果测出1-4线圈显示无穷大就说明中间出现了断线,这时我们就需要单独对前、后线圈的电阻值进行测量了(如图十二所示)。当哪一组线圈出现了电阻无穷大的时候就证明是那里出现了问题。
(图十二:对前/后线圈阻值进行单独测试)
现在我们对1-2线圈进行测试,现在万用表显示有860Ω的阻值,证明1-2线圈现在正常(如图十三所示),接下来用同样的方式来对3-4线圈进行测试即可。
(图十三:对前/后线圈阻值进行单独测试)
这次通过电路的原理角度来和大家分享了关于计算机联锁驱动电路方面的相关内容,其实不论是驱动电路也很还是继电器的动作电路也罢其形式不管怎样的变化多端本质却依然如故,通过这次驱动电路的讲解希望大家能对继电器的动作原理和故障查找原理有一个更加深刻的认识。