MODULO DE ACCIONAMIENTO Y DE VIGILANCIA PARA UNIDADES DE FUNCIONAMIENTO DE EQUIPOS DE VIA DE SISTEMAS FERROVIARIOS O SIMILARES.

Un módulo de accionamiento y de inspección (1), en particular para unidades de funcionamiento (6),

es decir, equipos de vía, de sistemas ferroviarios o similares, en particular para máquinas de conmutación, que comprende:

una fuente de una señal de potencia de CC (112);

una línea (C1, C2) para suministrar dicha señal de potencia, también conocida como señal de control, a dicha unidad de funcionamiento (6), línea que conecta las salidas de la fuente de señales de potencia a las entradas de la unidad de funcionamiento;

medios de conmutación (412, R1, R2) en la línea de suministro de señales de potencia para activar y desactivar la unidad de funcionamiento (6) mediante controles de habilitación/inhabilitación remotos;

medios de conmutación automáticos para conmutar las entradas de la unidad y/o las salidas de la fuente de señales de potencia al estado de cortocircuito, en el estado de unidad inhabilitada, es decir, sin ninguna señal de potencia en la línea de suministro;

en el que la unidad de funcionamiento (6) presenta tres entradas, es decir, una entrada para un conductor de retorno de señales de potencia común (C3) y dos entradas adicionales para el suministro alternativo de la señal de potencia a una de dichas entradas utilizando dos conductores de suministro de señales de potencia aparte (C1, C2), cada uno conectado a una de dichas dos entradas adicionales y pudiendo conectarse cada uno alternativamente a una salida de la fuente de señales de potencia,

caracterizado porque comprende:

un primer (R1) y un segundo (R2) relé de accionamiento o de control que presentan contactos normalmente abiertos (NR1, RR2) y contactos normalmente cerrados (R11, R12), estando conectado en serie un contacto normalmente abierto (NR1, RR2) de uno de los dos relés (R1, R2) con un contacto normalmente cerrado (R12, R11) del otro de los dos relés (R2, R1) en cada conductor de suministro (C1, C2) y funcionando en una disposición invertida, por lo que excitando cualquier relé de accionamiento o de control una de las dos entradas de la unidad de funcionamiento se conecta alternativamente a la salida de la fuente de señales de potencia (112);

una línea de cortocircuito (C4) que presenta contactos de desconexión de un relé de cortocircuito conectado en serie para conectar en cortocircuito las entradas de la unidad de funcionamiento entre sí y/o a las salidas de la fuente de señales de potencia (112), y contactos de desconexión que normalmente están cerrados, con dichas entradas y/o dichas salidas en un estado de cortocircuito, cuando dichos dos relés de accionamiento o de control (R1, R2) están en un estado de desconexión del conductor correspondiente (C1, C2), excitándose dicho relé de cortocircuito al estado de apertura de contacto de línea de cortocircuito mediante la señal que excita a al menos uno o ambos de dichos relés de accionamiento o de control (R1, R2)

Módulo de accionamiento y de vigilancia para unidades de funcionamiento de equipos de vía de sistemas ferroviarios o similares.

La invención se refiere a un módulo de accionamiento y de verificación, en particular, para unidades de funcionamiento, es decir, equipos de vía, de sistemas ferroviarios o similares, según el preámbulo de la reivindicación 1.

En particular, la invención se refiere a módulos de accionamiento y de verificación para sistemas ferroviarios o similares, en los que la señal de control o de accionamiento para la unidad de funcionamiento es una señal de corriente continua. Además, este módulo de accionamiento y de verificación puede hacerse funcionar en sistemas ferroviarios en los que se suministre potencia de corriente alterna al tren.

Las unidades de funcionamiento típicas son máquinas de conmutación para conmutadores ferroviarios o similares y/u otros equipos de vía que presenten solenoides controlados por una estación central.

El documento WO 01/54262 describe un aparato de control de dos terminales para un motor reversible de dos terminales de una máquina de conmutación ferroviaria. El aparato presenta relés normales e inversos para controlar la potencia de salida para el motor.

El documento EP-A-0749883, sobre el que se basa el preámbulo de la reivindicación 1, desvela un sistema de control para conmutadores de vías ferroviarias en los que una estación de control central suministra, a través de un cable de tres polos, un motor eléctrico que hace que un conmutador de vía ferroviaria se mueva. El sistema también presenta medios para generar señales de retroalimentación en una línea de cortocircuito para controlar la posición del conmutador.

Los equipos ferroviarios o las unidades de funcionamiento están dispuestos en posiciones de remotas, a una gran distancia del módulo de accionamiento y de verificación, el cual está situado normalmente en instalaciones que también contienen otras unidades de control y de verificación, conocidas como cabinas.

Por lo tanto, por un lado existe la necesidad de reducir el número de conductores utilizados para conectar los accionadores y los dispositivos de vía, estando el sistema distribuido solamente de manera parcial, ya que la ubicación central está en comunicación serie con los diversos controladores de zona (que contienen el subsistema de accionamiento de equipos), los cuales pueden estar situados incluso a una distancia considerable (de 2 a 3 kilómetros) de los equipos de vía. Por otro lado, los conductores de las líneas de comunicación deberán ajustarse además a los límites de longitud impuestos por las necesidades eléctricas y electrónicas.

En el campo particular de los sistemas ferroviarios, los módulos de accionamiento y de verificación y las unidades de funcionamiento deben funcionar con altos grados de seguridad y de una manera vital. Por lo tanto, en caso de se produjera un mal funcionamiento, las unidades afectadas deben volver a llevarse a condiciones de seguridad, que por lo general son condiciones restrictivas.

En particular, cuando se suministra potencia de CA a los trenes, las condiciones de seguridad para el funcionamiento en líneas electrificadas de CA requieren protección contra cualquier control indebido provocado por una tensión inducida y conducida a 50 Hz, así como un elemento de protección para la señal de retroalimentación, que en el sistema de la técnica anterior es una portadora fija de 400 ó 120 Hz.

Un control indebido puede deberse al hecho de que si uno de los conductores de la línea de comunicación está en contacto con tierra en dos ubicaciones, es decir, una en el dispositivo de vía, es decir, la unidad de funcionamiento, y la otra cerca de la cabina, la cual contiene el módulo de accionamiento y de verificación, en ese conductor puede generarse una tensión de ruido de CA inducida y/o conducida debido a la corriente de tracción a 50 Hz. En este caso, si un convertidor de CA a CC está previsto en la salida del módulo, la tensión de ruido genera una corriente que presenta un valor medio distinto de cero, que circula a través del convertidor, del conductor sin fallos y de la carga. Por lo tanto, esta señal de ruido puede simular una señal de control accidental indebida.

Una retroalimentación indebida puede provocarse por la presencia de una señal que presenta una determinada frecuencia en el cable, aún en caso de una doble pérdida a tierra. Una vez más, la señal de ruido puede simular una señal de retroalimentación indebida, lo que puede interpretarse como una indicación de que la unidad de funcionamiento remota ha conmutado a un estado de funcionamiento dado y, por lo tanto, podría generarse una información falsa.

Tal y como se explicará mejor posteriormente en la descripción, la solución a estos problemas de los módulos de accionamiento y verificación de la técnica anterior no es obvia en absoluto. En particular, la necesidad de mejorar el control de seguridad y/o la verificación utilizando funciones vitales, en el contexto de la electrificación de trenes con CA a 50 Hz, y la necesidad de reducir o mantener el número de conductores en las líneas de comunicación contrastan al menos parcialmente entre sí.

Por lo tanto, la invención tiene el objeto de proporcionar un módulo de accionamiento y de verificación que, utilizando disposiciones sencillas y económicas, solucione los problemas de seguridad de los módulos de la técnica anterior presentando los mismos principios básicos de funcionamiento, mejorando al mismo tiempo otras características de seguridad no asociadas directamente con el problema de tracción de CA.

En primer lugar, la invención soluciona el problema anterior proporcionando un módulo de accionamiento y de verificación, en particular para unidades de funcionamiento, es decir, equipos de vía de sistemas ferroviarios o similares, tal y como se define en la reivindicación 1.

En particular, los equipos o las unidades de funcionamiento a los que se hace referencia en este documento incluyen las denominadas máquinas de conmutación, las cuales se accionan mediante un motor de CC. Para que los puntos de conmutación se accionen en cualquier dirección a partir de cualquier posición de funcionamiento, conocida como posición "normal" o "inversa", la polaridad de la señal de potencia suministrada al motor tiene que invertirse. Esto sucede gracias a una línea de suministro que presenta tres conductores, dos de los cuales son para la señal de potencia y están conectados alternativamente a la salida de potencia de una fuente de dicha señal de potencia y el otro es un conductor de retorno para dicha señal de potencia, que es común para los dos estados de funcionamiento alternativos de la línea de suministro.

Más en general y sin estar limitada al caso de las máquinas de conmutación, la invención contempla una unidad de funcionamiento que presenta tres entradas, es decir, una entrada para un conductor de retorno común de señales de potencia y dos entradas adicionales para el suministro alternativo de la señal de potencia a una de dichas entradas utilizando dos conductores de suministro de potencia aparte, cada uno conectado a una de dichas dos entradas adicionales y cada uno pudiendo conectarse alternativamente a una salida de la fuente de señales de potencia.

Según una realización ventajosa, el relé de cortocircuito puede funcionar a través de una par de contactos normalmente cerrados de cada uno de los dos relés de accionamiento o de control.

Según una realización ventajosa, se proporciona un relé de protección que presenta contactos conectados en serie al conductor de señales de retorno en la línea de suministro de señales de potencia, relé de protección que está en el estado de contacto abierto cuando no hay ninguna señal de control que coincide con la señal que excita a al menos uno de dichos dos relés de accionamiento o de control y al relé de cortocircuito.

En la realización particular específicamente diseñada para máquinas de conmutación accionadas por motor, máquinas de conmutación que se utilizan para establecer los puntos de conmutación de un desvío o una conmutación entre dos posiciones de parada límites opuestas, es decir, normal e inversa, dichas máquinas de conmutación presentan tres entradas, incluyendo una entrada común para un conductor de retorno de señales de potencia y dos entradas para el suministro alternativo de la señal de potencia, provocando cada una, cuando se les suministra dicha señal de potencia, que el motor gire...

1. Un módulo de accionamiento y de inspección (1), en particular para unidades de funcionamiento (6), es decir, equipos de vía, de sistemas ferroviarios o similares, en particular para máquinas de conmutación, que comprende:

una fuente de una señal de potencia de CC (112);

una línea (C1, C2) para suministrar dicha señal de potencia, también conocida como señal de control, a dicha unidad de funcionamiento (6), línea que conecta las salidas de la fuente de señales de potencia a las entradas de la unidad de funcionamiento;

medios de conmutación (412, R1, R2) en la línea de suministro de señales de potencia para activar y desactivar la unidad de funcionamiento (6) mediante controles de habilitación/inhabilitación remotos;

medios de conmutación automáticos para conmutar las entradas de la unidad y/o las salidas de la fuente de señales de potencia al estado de cortocircuito, en el estado de unidad inhabilitada, es decir, sin ninguna señal de potencia en la línea de suministro;

en el que la unidad de funcionamiento (6) presenta tres entradas, es decir, una entrada para un conductor de retorno de señales de potencia común (C3) y dos entradas adicionales para el suministro alternativo de la señal de potencia a una de dichas entradas utilizando dos conductores de suministro de señales de potencia aparte (C1, C2), cada uno conectado a una de dichas dos entradas adicionales y pudiendo conectarse cada uno alternativamente a una salida de la fuente de señales de potencia,

caracterizado porque comprende:

un primer (R1) y un segundo (R2) relé de accionamiento o de control que presentan contactos normalmente abiertos (NR1, RR2) y contactos normalmente cerrados (R11, R12), estando conectado en serie un contacto normalmente abierto (NR1, RR2) de uno de los dos relés (R1, R2) con un contacto normalmente cerrado (R12, R11) del otro de los dos relés (R2, R1) en cada conductor de suministro (C1, C2) y funcionando en una disposición invertida, por lo que excitando cualquier relé de accionamiento o de control una de las dos entradas de la unidad de funcionamiento se conecta alternativamente a la salida de la fuente de señales de potencia (112);

una línea de cortocircuito (C4) que presenta contactos de desconexión de un relé de cortocircuito conectado en serie para conectar en cortocircuito las entradas de la unidad de funcionamiento entre sí y/o a las salidas de la fuente de señales de potencia (112), y contactos de desconexión que normalmente están cerrados, con dichas entradas y/o dichas salidas en un estado de cortocircuito, cuando dichos dos relés de accionamiento o de control (R1, R2) están en un estado de desconexión del conductor correspondiente (C1, C2), excitándose dicho relé de cortocircuito al estado de apertura de contacto de línea de cortocircuito mediante la señal que excita a al menos uno o ambos de dichos relés de accionamiento o de control (R1, R2).

2. Un módulo según la reivindicación 1, caracterizado porque, como una alternativa, los contactos de desconexión del relé de cortocircuito son un par de contactos de cortocircuito (R11, R12) del primer y del segundo relé de accionamiento o de control (R1, R2), contactos (R11, R12) que se controlan mediante dichos relés de accionamiento o control y que están cerrados en el estado inactivo de dichos relés de accionamiento o de control (R1, R2).

3. Un módulo según la reivindicación 1 ó 2, en el que se proporciona un relé de protección (R3) que presenta contactos conectados en serie al conductor de señales de retorno (C3) en la línea de suministro de señales de potencia, estando el relé de protección (R3) en el estado de contacto abierto cuando no hay ninguna señal de control que coincide con la señal que excita a al menos uno de dichos dos relés de accionamiento o de control (R1, R2) y al relé de cortocircuito.

4. Un módulo según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los relés (R1, R2, R3) se controlan mediante un microprocesador que recibe señales de retroalimentación desde una tarjeta de verificación y de diagnósticos, que a su vez genera dichas señales como respuesta a los controles de una unidad lógica de control.

5. Un módulo según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un circuito de retardo (612) para introducir un retardo de tiempo entre la señal de control para accionar o habilitar la unidad de funcionamiento y la transmisión de la señal de potencia a la unidad de funcionamiento (6) o la conexión de la unidad de funcionamiento (6) al generador de señales de potencia (112) con dicha señal de potencia en su salida.

6. Un módulo según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de funcionamiento (6) está equipada con medios (106) para generar señales de retroalimentación que confirman el accionamiento y/o la conmutación de la misma a un estado de funcionamiento, señales que se generan cuando la operación de control o la función operativa se lleva a cabo mediante la unidad de funcionamiento (6) durante el suministro de señales de potencia, dichos generadores de señales de retroalimentación formados al menos parcialmente por la línea de cortocircuito (C4) o por componentes conectados a dicha línea de cortocircuito (C4).

7. Un módulo de accionamiento según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está diseñado para accionar una máquina de conmutación (6) activada por motor, dicha máquina de conmutación estableciendo los puntos de conmutación de un desvío entre dos posiciones de parada límites opuestas, es decir, normal e inversa, presentando dicha máquina de conmutación (6) tres entradas, incluyendo una entrada común para un conductor de retorno de señales de potencia y dos entradas para el suministro alternativo de la señal de potencia, provocando cada una, cuando se les suministra dicha señal de potencia, que el motor gire en cualquier sentido, proporcionándose en el módulo:

dos conductores (C1, C2) para suministrar la señal de potencia a cada una de las dos entradas de señales de potencia, conductores que están diseñados para conectarse alternativamente a la salida de señales de potencia de la fuente de señales de potencia (112) mediante dos relés de accionamiento o de control (R1, R2), presentando cada relé de accionamiento o de control (R1, R2) contactos (NR1, RR2, R12, R11) para desconectar cualquier conductor (C1, C2), que funcionan en modo invertido, estando conectados en serie entre sí (NR1, RR2; R12, R11) los contactos de desconexión de los dos relés de accionamiento o de control (R1, R2) en cada uno de los dos conductores de suministro de señales de potencia (C1, C2);

una línea de cortocircuito (C4) que conecta las salidas de la fuente de señales de potencia (112) y/o las entradas de la máquina de conmutación (6) cuando no hay ninguna señal de potencia o los relés de accionamiento o de control (R1, R2) no están excitados, mientras que los contactos de desconexión de los dos conductores de suministro de señales de potencia están cerrados, y dicha línea de cortocircuito (C4) incluye contactos de desconexión (R11, R12) de un relé de cortocircuito, estando dichos contactos de desconexión normalmente cerrados cuando dicho relé está en el estado no excitado, controlándose dicho relé mediante la señal que controla los relés de suministro o de control (R1, R2).

8. Un módulo de accionamiento según la reivindicación 7, caracterizado porque presenta un relé de protección (R3), cuyos contactos de desconexión están situados en el conductor de retorno de señales de potencia (C3) y que se excita al estado abierto mediante una señal que coincide en el tiempo con el estado de no excitación de los dos relés de accionamiento o de control (R1, R2), señal que se genera mediante una fuente distinta a la de la señal que controla a los dos relés de suministro o de control (R1, R2).

9. Un módulo de accionamiento según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque la máquina de conmutación (6) presenta medios (106) para generar una señal de retroalimentación, incluyendo un circuito oscilatorio que genera una señal a una frecuencia predeterminada cuando la máquina de conmutación (6) conmuta a uno de dichos dos estados de funcionamiento predeterminados, activándose el circuito oscilatorio para generar la señal de retroalimentación en la frecuencia predeterminada cuando un condensador (Cn, Cr) de capacitancia predeterminada está introducido en un bucle de dicho circuito, mediante conmutadores (Cpn, Cpr) que conmutan al estado cerrado mediante medios que detectan uno de dichos estados de funcionamiento, mientras que se proporcionan medios de recepción/transmisión (T1, T2) de señales de retroalimentación oscilatorias, preferentemente conectados en serie con la línea de cortocircuito (C4).

10. Un módulo de accionamiento según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque presenta una modulación de ancho de impulso (20, 21) que requiere una señal de modulación que puede generarse o bien por el microcontrolador que controla los relés auxiliares y los diagnósticos, o bien mediante un circuito de vía activo, conectado en paralelo a los condensadores remotos o a dichos condensadores tal y como se ha mencionado en la reivindicación anterior, y alimentado por dicha señal de retroalimentación sobre la que funciona el modulador.

11. Un módulo de accionamiento según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende medios para detectar la señal de retroalimentación oscilante, medios que comprenden medios de análisis de señales de retroalimentación para comprobar la corrección de la frecuencia del portador y la frecuencia de modulación de la señal de retroalimentación y para generar una señal (KN, KR) para indicar que la unidad de funcionamiento ha conmutado correctamente al estado de funcionamiento correspondiente.

12. Un módulo según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende medios (12) para detectar la ausencia de cualquier señal de retroalimentación, medios que comparan el tiempo durante el cual no se ha detectado ninguna señal de retroalimentación con un umbral máximo permitido ajustable, y medios que controlan, con el accionador en el estado inactivo, los medios para bloquear, suprimir y/o retardar la señal que indica que la unidad de funcionamiento ha conmutado correctamente al estado de funcionamiento correspondiente durante un tiempo predeterminado mayor que el tiempo de ciclo máximo de la lógica del ordenador de zona, o para generar una señal que indica que la unidad de funcionamiento no ha conmutado correctamente al estado de funcionamiento cuando el tiempo durante el cual no se ha detectado ninguna señal de retroalimentación supera dicho umbral máximo permitido.

13. Un módulo según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye contactos (R12, R11) que normalmente están cerrados en el estado no excitado de los relés de accionamiento o de control (R1, R2).

14. Un módulo según una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que las funciones de control o de verificación de unidad se obtienen con la ayuda de relés guiados por fuerzas, que pueden exponerse a una interrupción y a una excitación indebida en caso de fallo, por lo que tales relés deben supervisarse entre sí y/o mediante los dispositivos electrónicos para evitar controles de unidad indebidos y para iniciar un fallo de verificación de posición si dichos relés no conmutan a la posición deseada por la lógica del aparato.

15. Un módulo según una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que se proporcionan dos cables aparte, presentando cada uno tres conductores, utilizándose el primer cable (C1, C2, C3) para señales de control y utilizándose el segundo cable para señales de retroalimentación (C1', C2', C3').