淺談繼電器在鐵路信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

馮婧

摘 要：繼電器是鐵路信號(hào)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的一種電子元器件，結(jié)合繼電器的特性與計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，本文主要探討在鐵道信號(hào)領(lǐng)域中，繼電器與自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：繼電器；鐵道信號(hào)；自動(dòng)控制；應(yīng)用

1.概述

繼電器是自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的電子元器件，用它可以來(lái)接通和斷開(kāi)電路，構(gòu)成自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其具有控制命令的發(fā)出和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)的功能。繼電器在設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域均有被采用。在鐵路信號(hào)技術(shù)中，繼電器的應(yīng)用也非常廣泛。譬如，信號(hào)繼電器是繼電式信號(hào)系統(tǒng)的關(guān)鍵性組成部件，同時(shí)也可以作為微電子計(jì)算機(jī)式信號(hào)控制系統(tǒng)的接口部件。因此，可以說(shuō)信號(hào)繼電器是鐵路信號(hào)技術(shù)中的一種重要部件，其作用也都尤為重要。

2.繼電器的作用

然而伴隨著電子信息技術(shù)的逐漸成熟，電子元器件特別是微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的繼電器逐漸被取代。這類電子元器件具有運(yùn)行速度快、存儲(chǔ)容量大、實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)、體積小等特征，能夠改善在安全性、可靠性等各項(xiàng)技術(shù)方面自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的處理能力，同時(shí)也提升了信息系統(tǒng)的技術(shù)水準(zhǔn)。

但是，較之于其它的微電子元器件，繼電器仍具有其不可替代的優(yōu)勢(shì)，如：繼電器良好的開(kāi)關(guān)性能，不易受周圍環(huán)境溫度的影響、抗雷擊性能良好、無(wú)噪聲，尤其是它所具有的繼電特性這一點(diǎn)，就為自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制的發(fā)展創(chuàng)造了許多便利的條件，使得繼電器不但沒(méi)有被其他電子元器件所取代，將長(zhǎng)期存在，并且還使它具有了更加廣闊的應(yīng)用空間，在鐵道信號(hào)、軌道交通領(lǐng)域乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的生產(chǎn)控制過(guò)程和國(guó)防系統(tǒng)的自動(dòng)化以及遠(yuǎn)程控制自動(dòng)化等各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中都在被廣泛的應(yīng)用。

3.繼電器與鐵路信號(hào)系統(tǒng)

在鐵道信號(hào)領(lǐng)域中，目前，信號(hào)繼電器依然起核心作用的場(chǎng)所主要存在于以繼電技術(shù)構(gòu)成的系統(tǒng)中，比如6502繼電集中聯(lián)鎖系統(tǒng)。而在以電子元器件和微型邏輯計(jì)算機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)中，比如計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和駝峰自動(dòng)化等系統(tǒng)中，雖然僅僅只是將系統(tǒng)的邏輯控制主機(jī)與類似于室外三大信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備這樣的執(zhí)行部件進(jìn)行結(jié)合，作為接口部件存在和被使用，但是用全電子化系統(tǒng)將繼電器全部取代亦或是替換掉，可能仍然需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期。

3.1 繼電器的發(fā)展

繼電器后來(lái)的發(fā)展，有點(diǎn)類似于某一時(shí)期的中國(guó)人對(duì)于蓄發(fā)留辮子的情懷。看過(guò)的一部古裝電影中有個(gè)橋段，說(shuō)的是一位大俠的辮子被剪了之后，一夜之間成了神槍手，他懲奸除惡，是正義的化身，在影片的結(jié)尾還留下一句極富哲理的話，他說(shuō)：“辮子沒(méi)了，可神還留著”，我覺(jué)得這和后來(lái)繼電器與信號(hào)的發(fā)展演變有幾分神似。當(dāng)高鐵、客專、動(dòng)車、城際快速發(fā)展的時(shí)候，新技術(shù)撲面而來(lái)，讓人們都有點(diǎn)應(yīng)接不暇。而在此時(shí)的技術(shù)體系下，重力繼電器已經(jīng)少有其用武之地了。但是這都不重要，因?yàn)樗纳襁€留著。當(dāng)時(shí)伴隨新技術(shù)引進(jìn)的，還有一套嚴(yán)密的可靠評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)—?dú)W洲鐵路標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)為國(guó)標(biāo)。歐標(biāo)當(dāng)中提到了固有故障-安全屬性，言下之意就是說(shuō)該元器件被生產(chǎn)制成后就是安全的。這樣的屬性不就是在描述重力繼電器本身嗎？

3.2 重力繼電器

對(duì)于鐵路信號(hào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，大部分學(xué)信號(hào)的人一定認(rèn)為最安全的用電器件非重力繼電器莫屬。這里所說(shuō)的重力繼電器已經(jīng)不僅僅是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的一個(gè)繼電器了，更多的或許是依附在這其中的傳統(tǒng)信號(hào)人對(duì)于安全的理解。為什么大家會(huì)覺(jué)得重力繼電器是安全的？

要是問(wèn)任何一個(gè)信號(hào)專業(yè)的人，大部分人的回答肯定都一樣，他們會(huì)說(shuō)繼電器可以在有電的時(shí)候勵(lì)磁吸起，沒(méi)電的時(shí)候依靠重力的作用失磁落下，從而導(dǎo)向安全側(cè)。在這個(gè)答案里，重力變成了實(shí)現(xiàn)安全的關(guān)鍵。那么真的是這樣嗎？卻好像也從來(lái)沒(méi)有人懷疑過(guò)什么。但是，事實(shí)上重力只是其中的一個(gè)因素，另外還有一個(gè)被忽略的重要因素就是帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作的連桿。前后接點(diǎn)會(huì)被連桿帶動(dòng)一起動(dòng)作，若前接點(diǎn)出現(xiàn)粘連異常時(shí)，連桿就會(huì)停留在前接點(diǎn)閉合的位置，此刻后接點(diǎn)一定是斷開(kāi)的，即使繼電器失電，前后接點(diǎn)均閉合的情況也不會(huì)發(fā)生。如此這般，重力繼電器工作時(shí)的狀態(tài)就是確定的、可知的。所以，重力加上觸點(diǎn)的聯(lián)動(dòng)，造就了重力繼電器獨(dú)一無(wú)二的安全屬性，贏得眾人的放心和芳心。又因?yàn)槔^電器是構(gòu)成電路或系統(tǒng)最基本的單元，既然它是安全的，再加上它被多年應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，由重力繼電器搭建的系統(tǒng)無(wú)可厚非的就成為了安全的系統(tǒng)。這應(yīng)該就是信號(hào)人偏愛(ài)繼電器的根本原因之所在。

自從繼電集中聯(lián)鎖出現(xiàn)以后，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用和推廣，它在一定程度上實(shí)現(xiàn)了車站內(nèi)行車指揮的自動(dòng)控制，能及時(shí)準(zhǔn)確地反映現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)和行車實(shí)況，縮短了聯(lián)系時(shí)間，消除了因人為聯(lián)系錯(cuò)誤而引發(fā)的事故，對(duì)于保證行車安全、提高運(yùn)輸效率起到了非常顯著的作用。

4.聯(lián)鎖控制系統(tǒng)

車站聯(lián)鎖系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)鎖功能，它是以進(jìn)路控制為主要內(nèi)容。伴隨著科技的發(fā)展和鐵路運(yùn)輸?shù)男枰?lián)鎖系統(tǒng)也在逐步演變和完善中。我國(guó)鐵路的，6502繼電聯(lián)鎖這套控制系統(tǒng)，很好地實(shí)現(xiàn)了安全聯(lián)鎖功能，它就是由重力式安全型繼電器構(gòu)成的控制電路，并且它能夠可靠地保證系統(tǒng)在故障狀態(tài)下的安全性，與此同時(shí)，這套系統(tǒng)對(duì)于提高作業(yè)效率也效果明顯。直到今日，繼電聯(lián)鎖地位在我國(guó)鐵路系統(tǒng)中依然是很重要的。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是在可靠性技術(shù)和容錯(cuò)技術(shù)領(lǐng)域的深入探究，我國(guó)的微機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)也已經(jīng)逐漸步入成熟。就各國(guó)研究和使用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的情況來(lái)看，由于微機(jī)其強(qiáng)大的大數(shù)據(jù)處理和邏輯運(yùn)輸功能，使得它非常適用于車站聯(lián)鎖。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)具有故障-安全性能，能夠?qū)⒗^電器與各種功能軟件相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理進(jìn)而達(dá)到控制機(jī)械設(shè)備的意圖。系統(tǒng)已處于實(shí)用階段，隨著不斷積累和豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，它的性能也在得到改善。

結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)，屬于集散型冗余控制，主要是采用繼電式與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，而組成控制系統(tǒng)的。目前計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)已被上千個(gè)車站裝備使用。在鐵路信號(hào)系統(tǒng)中，雖然繼電器的使用規(guī)模有所減少，或許已不再占據(jù)主導(dǎo)地位，但聯(lián)鎖技術(shù)的核心使命-保證安全，小小的繼電器依舊是功不可沒(méi)的。它在保證信號(hào)設(shè)備穩(wěn)定可靠工作，乃至保障鐵路安全高效行車方面，的確是不可或缺、靈魂般的存在。并且，仍將為鐵路信號(hào)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)向高安全、高可靠、高效和綜合自動(dòng)化發(fā)展奠定穩(wěn)固堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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