张洪波-6502电气集中工程设计.doc
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毕业设计（论文）
中文题目：
6502电气集中工程设计
学院：
远程与继续教育学院
专业：
09秋自动化（交通信号与控制）
姓名：
张洪波
学号：
09636459
指导教师：
陈婷婷
2011年9月1日
北京交通大学
毕业设计（论文）成绩评议
年级
09秋
层次
专升本
专业
自动化
姓名
张洪波
题目
6502电气集中工程设计
指
导
教
师
评
阅
意
见
该生毕业论文“6502电气集中工程设计”，是一种高效、安全、经济的联锁设备，并且该系统以它的安全、可靠在铁路车站信号自动控制系统中还将继续使用。
因此，无论在新建铁路或是改造现有铁路的工程中，熟悉和掌握6502电气集中控制系统的设计对我们这些从事信号施工的工作人员来说是必不可少的。
综观全文，该生写作态度认真，论文结构合理，层次清晰，观点较明确，语句较通顺，理论与实践结合较好，达到了本科毕业论文应具有的学术水平。
成绩评定：
良好
指导教师：
陈婷婷
2011年9月25日
评
阅
教
师
意
见
评阅教师：
年月日
答
辩
小
组
意
见
答辩小组负责人：
年月日
北京交通大学
毕业设计（论文）任务书
本任务书下达给：
09级秋专升本科自动化专业学生张洪波
设计（论文）题目：
6502电气集中工程设计
一、设计（论述）内容：
工程设计包括：
1、车站信号平面布置图；
2、联锁表；
3、双线轨道电路图；
4、电缆网络图；
5、控制台盘面图；
6、组合联结图；
7、组合排列表；
8、室内布置图；
9、方向继电器、通过按纽继电器电路图；
10、道岔、信号电路配线图；
11、控制台零层配线图；
12、组合架零层配线图；
以及相关的文字说明。
二、基本要求：
1、设计的图纸符合工程设计标准；
2、设计的内容应保证基本正确；
3、完成的设计任务量达到所要求的标准；
4、语言简洁，表述清晰、准确；
5、技术术语应用得体恰当；
6、对6502电气集中要有比较深度的分析；
7、符合毕业论文写作要求；
8、论文字数不得少于15000字。
三、重点研究的问题：
联锁电路；
故障-安全保障措施。
四、主要技术指标：
1、区间为64D继电半自动闭塞制式；
2、站内是6502电气集中联锁；
3、道岔采用__四线__制控制电路；
4、轨道电路采用__交流连续式轨道电路____。
五、其他要说明的问题
无
下达任务日期：
2011年3月16日
要求完成日期：
2011年9月25日
答辩日期：
2011年12月4日
指导教师：
陈婷婷
开题报告
题目：
6502电气集中工程设计
报告人：
张洪波2011年3月21日
一、文献综述
随着铁路运输朝着高密、重载及高速的方向发展，既有的车站铁路信号联锁装置已无法适应铁路信号对可靠性与故障——安全性的更高要求。
就技术方面而言，铁路信号系统已经历了机械联锁、电气联锁（继电联锁）等二个阶段，目前在我国干线铁路或企业自备铁路上所使用的联锁系统绝大多数仍为继电联锁系统。
70年代末期新型微处理器的出现以及容错理论与技术的逐步完善，激励人们以微型计算机为核心构成计算机联锁系统。
但是常规的计算机控制系统并不具有故障——安全特性，也即不具有辩别外部输入信息的正确与否或在系统故障时能将系统导向安全的能力，在应用中受到了极大的限制。
目前在我国干线铁路上装备的计算机联锁系统大多系国外铁路信号公司的容错计算机信号控制系统，其价格相当昂贵。
因此近年内国内不少铁路行业科研院所都将研制故障——安全的铁路信号控制系统作为近期的主要工作。
二、选题的目的和意义
6502电气集中联锁设备作为实现控制车站范围内的道岔、进路、信号机,并实现它们的联锁关系,有着保证保证行车、缩短列车停站时间,提高铁路运输效率、改善行车人员的作业条件、提高车站通过能力等等优点，是一种高效、安全、经济的联锁设备，并且该系统以它的安全、可靠在铁路车站信号自动控制系统中还将继续使用。
即使今后推广微机联锁控制技术也仍将会持续发展电气集中。
从工作、学习中来看，如对6502知识掌握不够，计算机联锁也不能深度掌握。
因此，无论在新建铁路或是改造现有铁路的工程中，熟悉和掌握6502电气集中控制系统的设计对我们这些从事信号施工的工作人员来说是必不可少的。
三、研究方案：
本次设计涉及到的主要内容有
13、车站信号平面布置图；
14、联锁表；
15、双线轨道电路图；
16、电缆网络图；
17、控制台盘面图；
18、组合联结图；
19、组合排列表；
20、室内布置图；
21、方向继电器、通过按纽继电器电路图；
22、道岔、信号电路配线图；
23、控制台零层配线图；
24、组合架零层配线图；
重点研究联锁电路，故障导向安全措施。
按照平面图、联锁表、双线图、控制台盘面、组合联结图、组合排列、室内布置、网路图、不参加拼贴电路、配线图的顺序进行设计。
虽然6502电气集中设计比较复杂，但我会加倍努力，高质量的完成本次设计，同时使自己的技术水平得到提高。
四、进度计划：
3月16日～3月31日
分析题目，查阅资料，学习毕业设计相关知识，做好前期准备。
4月1日～7月31日
根据选定站场设计图纸并撰写说明书。
8月1日～9月25日
争得导师意见，修改毕业设计，进行毕业论文评议。
五、指导教师意见：
选题及论文内容较好，设计方案合理。
指导教师：
陈婷婷
2011年3月16日
中期报告
题目：
6502电气集中工程设计
报告人：
张洪波
一、总体设计
a）车站信号平面布置图
b）联锁表的编制
c）双线轨道电路图
d）电缆网络图
e）控制台盘面图
f）组合联结接图
g）组合排列表
h）室内布置图
i）大网络拼贴设计
二、详细设计
（1）车站信号平面布置图：
主要有信号楼的确定、联锁区的划分、确定道岔定位位置、布置信号机、轨道区段的划分和绝缘节的确定、道岔、警冲标、信号机坐标的计算、股道、道岔及轨道区段的编号、中间道岔与延续进路。
（2）联锁表的编制：
主要对联锁图表内各项内容依据平面布置图进行编制。
（3）双线轨道电路图：
主要研究极性交叉的布置和轨道电路送电端、受电端的布置。
（4）电缆网络图：
依据双线图进行电缆网络计算、合理布置。
（5）控制台盘面图：
研究各种单元块的配置。
（6）组合连接图：
根据继电器组合类型及站场布置绘制组合连接图，编制组合排列表。
（7）室内布置图：
各设备的安装布置图
（8）室外设备配线图：
道岔、信号机配线
（9）大网络拼贴设计：
设计拼贴式信号网络连接图，针对故障导向安全原则对具体电路进行分析。
三、进展情况
根据任务书要求，基本内容已经完成，正在进行不拼贴电路图、配线图设计、核对及一些内容的修改，预计再有一个月时间可以完成。
四、指导教师意见
进度及安排合理，设计思路正确，可正常进行下一步设计任务。
结题验收
一、完成日期
2011年9月25日
二、完成质量
该生写作态度较认真，能够按毕业论文的要求完成毕业设计阶段的全部工作，达到毕业论文的要求。
三、存在问题
本论文层次清晰，框架结构也安排得比较合理，理论知识方面仍可进一步加强。
四、结论
本论文在介绍相关理论内容的基础上，结合实际展开分析，给出一定建议，结构较完成，思路较清晰，本文达到本科毕业论文要求，同意答辩。
指导教师：
陈婷婷
2011年9月25日
摘要
电气集中是一种安全、高效、经济的车站联锁设备，是实现铁路现代化和自动化的基础设施之一，是提高车站通过能力的基础。
它把全站的道岔、进路和信号机集中起来控制和监督，实现了站内行车指挥自动化，而且能及时准确地反映现场行车情况，不再需要分散控制室所必需的联系时间，完全消除了因联系有误而引起的事故。
本毕业设计是以实际站场为例，站场是单线4股道。
主要完成了6502电气集中工程设计的部分图纸。
其中有：
车站信号平面布置图、联锁表、双线轨道电路及电缆径路图、控制台盘面图、室内布置图、控制台电源配线图、控制台零层端子配线图、室外电缆配线图。
在论文中简要说明了每张图的设计原理和方法。
通过本次设计，可以对铁路工程设计的基本方法有了初步了解，对铁路现场的一些情况有了更深入的认识，有助于我们在今后能更好的展开电气集中系统的工程设计和设备维护工作。
关键词：
车站信号；电气集中；联锁表
Abstract
Electricalinterlockingisakindofthestationinterlockingequipmentsofsafety,efficiencyandeconomy.Itisoneofinfrastructuresthatrealizesrailwaymodernizationandautomation.Itisthefoundationofraisingcapacityatstation.Itistherunwayswitchofwholestation,routeandsignalmachineconcentratecontrolwithsupervisor,andhaverealizedtrafficcommandautomation.Itcanreflectthetripvehicleconditionon-the-spotintimeaccurately,donotneedagaintoscattercontrolroomtheconnectionwithnecessaryplacetime.Ithaseliminatedcompletelyaccidentbecauseofconnection.
Thetaskofthisdesignistocarryoutelectricalinterlockingdesignforapracticalstationsitethatdesigned.Itissinglelineandfourtracks.Apartsofdiagramsabout6502electricinterlockingengineeringdesignarefinished.Thisdesignmainlyincludes:
Thelayoutofstationsignaling;Interlockingform;Doublelinetrackcircuitlayoutdiagramandcableroutediagram;Controldesklayoutdiagram;Controldeskpowersupplywiring;Controldeskterminalsoflayer0ofrelayrackswiring;Theoutdoorselectriccablewiring.Inthispaper,thedesignprincipleandmethodofeachdiagramareintroduced.
Throughthedesign,wecangetunderstandingthebasicmethodofrailwayprojectdesignpreliminarilyandgetmoreknowledgeoftherailwayscene.Itishelpfulforustobebeingbetterinthefuturetospreadoutequipmentmaintenanceworkandtheprojectdesignofelectricalinterlockingsystem.
Keywords:
Signalingatstations;Electricalinterlocking;Interlockingchart
目录
1. 绪论 1
2. 6502电气集中工程具体设计 1
2.1. 车站信号平面布置图 2
2.1.1. 信号楼的确定 3
2.1.2. 联锁区的划分 3
2.1.3. 确定道岔定位位置 3
2.1.4. 布置信号机 4
2.1.5. 轨道区段的划分和绝缘节位置的确定 5
2.1.6. 道岔、警冲标、信号机坐标的计算 6
2.1.7. 股道、道岔及轨道区段的编号 8
2.1.8. 中间道岔与延续进路 8
2.2. 联锁表 9
2.2.1. 方向栏 9
2.2.2. 进路号码栏 9
2.2.3. 进路栏 9
2.2.4. 排列进路按下按钮栏 10
2.2.5. 确定运行方向道岔栏 10
2.2.6. 道岔栏 10
2.2.7. 敌对信号栏 11
2.2.8. 轨道区段栏 11
2.2.9. 其它联锁栏 12
2.2.10. 中间道岔与延续进路 13
2.3. 双线轨道电路布置图 14
2.3.1. 轨道电路极性交叉的布置 14
2.3.2. 轨道电路送、受电端的布置 15
2.4. 电缆网络图 16
2.4.1. 电缆线路 16
2.4.2. 电缆网络计算 20
2.5. 控制台盘面布置图 24
2.5.1. 设计要求 24
2.5.2. 选择单元类型 25
2.6. 组合联结图、排列表及其运用 26
2.6.1. 组合类型图 26
2.6.2. 组合类型图的运用 28
2.6.3. 组合排列表 29
2.7. 室内设备布置图 31
2.7.1. 信号楼类型的选择 31
2.7.2. 楼内设备布置 31
2.8. 继电器电路图 32
2.8.1. 方向继电器电路 32
2.8.2. 通过按钮继电器电路 33
2.9. 室外设备电路图 34
2.9.1. 道岔控制电路图 34
2.9.2. 信号机点灯电路图 35
2.10. 室内配线图 36
2.10.1. 控制台配线图 36
2.10.2. 组合侧面端子配线图 36
2.10.3. 组合架零层配线图 37
3. 结论 37
6502电气集中工程设计
1.绪论
在铁路发展史上，铁路信号具有举足轻重的地位。
铁路信号是铁路运营的耳目，它的主要功能是保证行车安全[1]。
关于安全条件的检查，最初是靠运营管理措施来保证的，随着铁路运输的发展需要和科学技术的进步，保证行车安全的措施逐步从管理措施向技术措施过渡，以至发展成今天的自动控制系统。
电气集中是实现铁路现代化和自动化的基础设备之一，要求它必须安全可靠，当设备发生故障时，必须导向安全，即必须符合故障安全原则。
故障安全原则是电气集中设计时首要考虑的因素，也是必须遵守的重要原则。
6502电气集中联锁系统即为车站信号控制系统，是目前在我国广泛使用的典型的车站联锁设备，它是一个安全继电集中联锁系统。
这个系统主要包括的技术有：
（1）进路空闲的检测技术；
（2）道岔控制技术；（3）信号控制技术；（4）联锁技术；（5）故障-安全技术。
这些技术都反应在系统的联锁电路中。
在这些电路安装之前，首先需要现场勘测调查，然后设计站场室内室外设备的布置以及电路电缆的走向、送电受电等等。
这也就是本设计所要做的，即6502电气集中工程设计。
6502工程设计中，主要包括车站信号平面布置图、联锁表、双线绝缘轨道电路布置图、电缆径路图、控制台盘面布置图、控制台电源配线图、控制台零层端子配线图、室外电缆配线等内容。
本次设计的主要依据是任务书和指定的站场缩尺图，该设计所选车站为乐都站全站。
该站场为4股道站场，有西宁和兰州两个出站方向。
设计包括两个部分：
一是论文，主要对设计方法及原理的论述；二是6502电气集中工程设计图册。
2.6502电气集中工程具体设计
对于工程设计，首先需要勘测调查。
勘测调查是在接到批准的设计任务书，取得按一定比例绘制的车站线路平面图之后进行的，主要包括收集资料和现场勘测两部分。
车站信号平面布置图应能正确反映电气集中室外主要设备的布置情况及设置地点、线路和股道的运用情况以及站内列车和调车作业的概况等。
所选站场为单线4股道站场，带有专用线一条，牵出线一条,一条货物线。
设计只针对集中联锁区。
其中IIG为正线，可走超限货物列车。
1G、3G、4G为站线。
下行咽喉共布置信号机8架，其中调车信号2架；进站信号机1架X;预告信号机1架YX；出站兼调车信号机4架S1、SII、S3、S4；道岔4组，其中双动道岔为1组，单动道岔为3组。
上行咽喉共布置信号机9架，其中调车信号机9架，进站信号机1架S；预告信号机1架YS；出站兼调车信号机4架XII和X1、X3、X4；道岔6组，其中双动道岔为2组，单动道岔为4组。
在信号平面布置图的基础上进行6502电气集中的其它工程设计。
2.1.车站信号平面布置图
车站信号平面布置图所包含的内容将是6502电气集中所有后续技术图纸的设计依据，而且车站信号平面布置图设计的是否合理，关系到车站通过能力、铁路运输效率等等方面，甚至会影响行车作业安全。
所以，车站信号平面布置图设计的优劣直接影响6502电气集中整个设计的质量。
在这张图纸上能正确反映电气集中室外主要设备的布置情况及设置地点、线路和股道的运用情况以及站内列车和调车作业的概况等。
车站信号平面布置图包括以下内容：
1、信号楼及其设置位置，联锁区的全部线路以及与联锁区有密切联系的非联锁区线路；
2、联锁区内的全部道岔，需标明每组道岔岔尖距信号楼中心的距离；
3、信号机的布置及每架信号机至信号楼中心的距离；
4、分割轨道区段的全部轨道绝缘节，需标明各绝缘节距信号楼中心的距离；
5、道口房和机车出入库闸楼的位置；
6、继电器箱和局部控制盘等距信号楼中心的距离；
7、标明桥梁、涵洞及高架天桥的位置；
8、标明道口宽度及其距信号楼的距离；
9、站台的位置、宽度及线路间距；
10、信号楼外墙至最近线路中心的距离；
11、通话柱位置；
12、股道上及咽喉区内，与信号机有关的及侵入限界的绝缘节处的警冲标位置；
13、进站信号机外方制动距离内进站方向为超过6‰的下坡道时，应画出接近车站的制动距离内线路坡道示意图；
14、对集中道岔、股道、色灯信号机及道岔和无道岔轨道电路区段均需标出编号和名称；
15、车站线路应以箭头表示其接车方向；
16、当有局部控制道岔时，应对局部控制的道岔在平面图上除标以联锁道岔外再画圆圈表示；
17、应附有道岔类型及股道有效长度的统计表。
下面就结合所设计的站场，根据信号平面布置图中的内容和要求分别说明设计方法。
2.1.1.信号楼的确定
信号楼理论上应设置在靠近道岔较多的咽喉一侧,这主要考虑到节省电缆费用,在实际情况中也要考虑具体的地理环境。
信号楼的具体位置,应保证信号楼靠近线路一侧的外墙至最近线路中心有一定的距离（距到发线时不少于5米,距正线时不少于7米）。
信号楼坐标为（0,0）,本站所有的设备包括信号机、道岔、警冲标等坐标均以信号楼为参考对象。
2.1.2.联锁区的划分
信号平面布置图内只包括联锁区内的线路和道岔以及与联锁区有密切联系的非联锁区线路，因此，在拿到站场缩尺平面图后应首先确定联锁区的范围。
只有联锁区内的道岔才需要由信号楼集中控制，也只有在联锁区内的信号设备才需要考虑联锁关系。
因此，确定联锁区的范围也就是确定电气集中的设计范围。
凡列车进路以及与列车进路有联系的调车进路上的道岔都应划入联锁区内。
对于某些可划可不划的个别道岔，若划入联锁区比较有利，则以划入联锁区为宜。
在电气集中车站，联锁区内的道岔都由信号楼集中控制，故联锁区也可以称为集中区。
2.1.3.确定道岔定位位置
在联锁区划定之后，应确定联锁区道岔的定位位置。
道岔定反位的确定主要考虑两个因素，一是为了保证安全，对于某些因其所处位置不同而会影响行车安全的道岔，应以引向安全位置为定位。
二是从设备的维护和减轻劳动强度以及提高效率等方面考虑，有关道岔应以开向作业比较繁忙的线路为定位。
在电气集中车站，在所排列的进路使用完毕后并不要求道岔恢复定位，也就是说平时道岔可处于两个位置中的任意一个位置。
考虑到便于道岔两个位置的命名、绘图时的参考位置、当联锁失效仍以手动方式搬动道岔以及道岔局部控制、非进路调车等电路的技术条件中仍要检查有关道岔的定位位置，并沿用了手动道岔确定定位的原则。
确定道岔定位位置的原则如下：
1、单线区段车站的进站道岔，应以由车站两端向不同线路开通的位置为定位。
2、复线区段车站正线上的进站道岔，为向各该正线开通的位置。
3、所有区间及站内正线上的其它道岔，除引向安全线及避难线外，均向各该正线开通的位置。
4、引向安全线，避难线的道岔，为向各该安全线和避难线开通的位置。
5、侧线上的道岔除引向安全线和避难线者外，为向列车进路开通的位置或靠近站舍进路开通的位置。
6、在决定道岔位置时，可以划成双动道岔的，应尽量划成双动道岔。
2.1.4.布置信号机
首先应对车站线路运用情况进行充分了解，再布置信号机。
一般先布置列车信号机，再布置调车信号机。
1、进站信号机
进站信号机用于对由区间线路驶向车站内方的接车进路进行防护，设置在每一方向的进站口道岔外方，列车运行前进方向线路的左侧。
技规59条规定，进站信号机应设于距进站道岔尖轨尖端（顺向为警冲标）不少于50米的地方，如因调车作业或制度距离的需要，一般不超过400米。
除基本要求外，还应结合勘测调查和收集到的资料来确定进站信号机设置的地点。
2、预告信号机
预告信号机对主体信号机起预告作用。
一般安装在非自动闭塞区段进站信号机前方，与主体信号机间距不得少于800米。
当预告信号机显示不足400米时，安装间距不得小于1000米。
3、出站信号机
为了禁止或准许列车由车站开往区间，车站内有发车作业的道发线股道上，均应设出站信号机。
在编组场的头部设线群出站信号机。
确定设置地点时，在不侵入限界的条件下，主要应从最大限度地利用股道有效长度考虑选择和确定出站信号机的设置地点。
为此信号机应尽量向道岔群靠近，设置在警冲标内方（对向道岔为尖轨尖端外方）
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