Lời nói đầu
Đờng sắt đợc coi là phơng thức giao thông vận tải chủ yếu - có tác dụng
hết sức quan trọng đối với việc thúc đẩy sự phát triển kinh tế của các nớc trên thế
giới và thúc đẩy sự tiến bộ của xã hội. Chính vì vậy, nhiều quốc gia trên thế giới
đã chú trọng vào việc phát triển Đờng sắt nh một điều kiện để phát triển nền kinh
tế quốc dân và trong đó, việc phát triển hệ thống thiết bị thông tin - tín hiệu trong
ngành Đờng sắt đợc coi là quan trọng nhất. Tác dụng của thiết bị tín hiệu đối với
vận tải Đờng sắt là hết sức quan trọng. Khi năng lực vận tải và tốc độ chạy tàu đ-
ợc yêu cầu nâng cao thì thiết bị tín hiệu càng đóng vai trò quan trọng. Trên cơ sở
đảm bảo an toàn chạy tàu, thiết bị tín hiệu có thể làm tăng năng lực thông qua lên
đến hàng trăm đôi tàu ngày đêm. Thiết bị tín hiệu cũng góp phần đảm bảo an
toàn chạy tàu, nâng tốc độ tàu thông qua ga và giảm nhẹ lao động cho nhân viên
Đờng sắt, tổ chức lao động trong vận tải Đờng sắt đợc gọn nhẹ và hiệu quả hơn.
Vì vậy, việc nghiên cứu để có thể lựa chọn lắp đặt cho Đờng Sắt Việt Nam
một hệ thống tín hiệu tiên tiến là hết sức cần thiết.Theo kinh nghiệm của Đờng
sắt Liên Xô và một số nớc khác, việc áp dụng các phơng tiện điều khiển tự động
để điều khiển chuyển động của đoàn tàu không những nâng cao đợc sự an toàn
mà còn có khả năng tăng năng lực thông qua, tăng tốc độ chạy tàu trên từng khu
đoạn.
Với mục tiêu phát triển ngành Đờng sắt và học hỏi các tri thức khoa học
mới, cùng với sự giúp đỡ của thầy giáo Kiều Xuân Đờng, cô giáo Lê Thị Vân
Anh và các thầy cô giáo trong bộ môn Thông tin tín hiệu - Viễn thông khoa Điện
- Điện tử, nhóm sinh viên chúng em đã nghiên cứu và thực hiện đề tài: Nghiên
cứu thiết kế ga điện khí tập trung kiểu vi xử lý. Đề tài bao gồm các phần sau:
Phần I: Các phơng án thiết kế ga ĐKTT kiểu vi xử lý.
Phần II:Mặt bằng thiết bị tín hiệu.
Phần III: Thiết kế mạch lựa chọn và chấp hành.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Kiều Xuân Đờng, cô giáo Lê
Thị Vân Anh cùng các thầy cô trong bộ môn Thông tin Tín hiệu - Viễn thông đã
tận tình giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài này.
Do thời gian có hạn và trình độ còn nhiều hạn chế nên những vấn đề chúng

Phần II.................................................................................................................................13
Mặt bằng bố trí thiết bị.........................................................................................13
I/- Mặt bằng bố trí thiết bị hiện tại....................................................................13
1/- Tổng quan mặt bằng bố trí thiết bị hiện tại. ...........................................13
2/- Sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị hiện tại......................................................14
II/- Nguyên tắc và phơng án lựa chọn thiết kế...........................................14
1/- Nguyên tắc thiết kế. ................................................................................14
2/- Phơng án lựa chọn thiết kế.......................................................................16
III/- Mặt bằng thiết bị ga ĐKTT kiểu vi xử lý...................................................16
1/- Mặt bằng bố trí thiết bị ga ĐKTT kiểu vi xử lý.......................................16
2/- Bản vẽ bố trí mặt bằng thiết bị ga ĐKTT kiểu vi xử lý...........................17
2
phần III................................................................................................................................18
Thiết kế mạch lựa chọn và chấp hành.........................................................18
I/- Mạch lựa chọn đờng chạy.................................................................................18
II/- Mạch điều khiển ghi..............................................................................................21
III/- Mạch kiểm tra đờng chạy................................................................................22
IV/- Mạch khoá đờng chạy.......................................................................................23
V/- Mạch biểu thị tín hiệu..........................................................................................25
VI/- Mạch điều khiển và thắp đèn tín hiệu......................................................27
VII/- Mạch giải khoá đờng chạy và trở về trạng thái bình thờng..28
VIII/- Mạch nguồn điện................................................................................................32
IX/- Mạch ghép nối PLC/ILTIS......................................................................................33
3
Phần I
Các phơng án thiết kế ga ĐKTT kiểu vi xử lý.
I/- Mở đầu.
Hiện nay, Đờng sắt Việt nam đang sử dụng nhiều loại thiết bị tín hiệu phục
vụ chạy tàu. Các thiết bị này hầu hết là các loại thiết bị cũ, lạc hậu, kém đồng bộ
nên gây khó khăn cho việc tăng năng lực thông qua cũng nh tốn nhiều nhân công

nh đờng sắt cũng tăng theo với tốc độ cao. Dự kiến ngành đờng sắt sẽ đảm nhận
30 - 40 % khối lợng vận chuyển và đến năm 2010, sản lợng vận chuyển bằng đ-
ờng sắt tăng từ 5-6 lần so với hiện nay.
Qua thực trạng ngành đờng sắt nớc ta và tình hình phát triển kinh tế - xã
hội trong giai đoạn hiện nay và trong giai đoạn tới, ngành đờng sắt cần phải đẩy
nhanh tốc độ phát triển, thực hiện hiện đại hoá để có thể theo kịp tốc độ phát
triển của toàn xã hội và đáp ứng đợc nhu cầu vận tải ngày càng tăng của nền
kinh tế.
Hiện nay, việc áp dụng loại hình thiết bị điện khí tập trung đã đợc nghiên
cứu và sử dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia tiên tiến trên thế giới. Đây là một loại
hình thiết bị hiện đại, có nhiều tính năng kỹ thuật tiên tiến, giúp cho việc giám
sát và điều khiển đợc dễ dàng và giảm đợc đáng kể thời gian cũng nh thao tác lập
đờng chạy, tăng thêm tốc độ chạy tàu, đảm bảo an toàn và tạo điều kiện làm việc
tốt cho các nhân viên khai thác vận tải. So với các loại hình trớc đây, loại hình
điện khí tập trung có những u điểm nổi bật sau:
a/- Về ghi:
Sử dụng ghi động cơ điện, có thanh khoá tự động, kiểm tra độ khít lỡi ghi
với ray cơ bản (yếu tố đảm bảo an toàn hơn tất cả các loại ghi đang dùng)
- Mạch điện quay ghi đã thoả mãn đợc các yêu cầu, khi đờng chạy ở trạng
thái bị khoá, các ghi liên quan đến đờng chạy không thể quay đợc, trên đờng
chạy có xe (bị chiếm dụng), các ghi liên quan đến đờng chạy không quay đợc.
- Ghi động cơ tín hiệu kiểm tra đợc vị trí định vị, phản vị của ghi, nếu ghi ở
trạng thái lơ lửng thì sẽ báo kẹt, ghi bị kẹt thì có thể thao tác để quay ghi trở lại vị
trí ban đầu, đảm bảo an toàn.
- Khi lập đờng chạy, mỗi bộ ghi động cơ quay chỉ mất 6 giây, nếu quay ghi
HKĐ thì mất 2-3 phút/bộ, vì vậy dùng ghi động cơ sẽ lập đợc đờng chạy nhanh,
tạo nên tác nghiệp đón, gửi, dồn tàu nhanh hơn.
- Khi ghi động cơ điều khiển tập trung tạo cho việc khai thác thuận tiện
nhất là những bộ ghi ở xa. Khi điều khiển tại chỗ thì thời gian điều khiển cũng
5

điểm riêng biệt khác nhau, do đó việc áp dụng các thiết bị điện khí tập trung cũng
6
rất khác nhau. Hiện nay, có hai phơng án thiết kế ga điện khí tập trung đợc áp
dụng rộng rãi trên thế giới. Đó là phơng án điểm nối điểm và phơng án tối u hoá
mạch. Ta cần nghiên cứu và áp dụng một trong hai phơng án này sao cho phù hợp
với điều kiện thực tế đờng sắt nớc ta.
II/- Phơng án tối u hoá mạch .
1/- Khái niệm.
Đây là phơng án đang đợc sử dụng rộng rãi trên nhiều loại hình thiết bị
điện khí tập trung đặc biệt là loại hình điện khí tập trung với liên khoá khống chế
bằng rơ le điện từ. Phơng án này thực chất là phơng án tối u hoá các mạch điện
để rút gọn số rơ le và đồng thời đơn giản hoá việc đấu nối cũng nh bố trí cáp. Ph-
ơng án này dựa trên quan điểm tối u đờng đi giữa hai điểm sao cho đờng đi là
ngắn nhất và thoả mãn các điều kiện đã cho. Các điều kiện này chính là các điều
kiện về liên khoá, đờng chạy, khống chế tín hiệu...
Qua hình vẽ trên, ta có thể thấy ý đồ tổng quát của phơng án thiết kế này.
Ta thấy rằng, để nối mạch điện từ điểm A đến điểm C, mạch điện phải đi qua
điểm B, nh vậy ngoài các điều kiện của riêng điểm A và điểm C thì mạch điện
còn phụ thuộc vào các điều kiện của điểm B. Các điều kiện này chính là điều kiện
khống chế điểm C mà ta cần đa vào. Trong thực tế của đờng sắt, trờng hợp này
rất hay gặp, ví dụ nh muốn lập đờng chạy đón thì rơle tín hiệu đón có điện
các điều kiện phải đầy đủ nh là nút đón phải đợc ấn, rơ le biểu thị cho phép đón
hút (RBCĐ), rơ le tín hiệu gửi các đờng khác phải rơi... Tơng tự với điểm D,
mạch điện phải đi qua điểm B và điểm F tức là muốn nối từ điểm A đến điểm D
thì mạch điện còn phụ thuộc vào điều kiện của điểm B và điểm F. Ta có thể nhận
thấy mạch điện này chung với mạch điện nối từ A đến C đoạn mạch nối từ A đến
7
A B C
D
E

4 3
2 1
KA
KD
LN
CRLX RHBC
LRN
CRPT
một đờng chạy đã lập). Trạng thái làm việc của các rơle khác quyết định đến quá
trình khởi động hay không của rơle này, đây chính là nguyên lý tối u hoá mạch
điện.
2/- Ưu, nhợc điểm của phơng án tối u hoá mạch.
* Ưu điểm của phơng án:
Qua tìm hiểu phơng án ở trên ta có thể thấy đợc một số u điểm của phơng
án này nh sau:
- Do các mạch tối u nên có nhiều đoạn chung giữa các điểm nên tiết kiệm
đợc cáp nối trên một số trục chính. Mạch đợc tối u nên có thể tiết kiệm đợc số
tiếp điểm rơle.
- Mạch điện đơn giản nên dễ sửa chữa.
* Nhợc điểm của phơng án.
Tuy nhiên, phơng án này cũng có một số nhợc điểm chính nh sau:
- Do có nhiều đoạn chung nên dòng điện trên các đoạn đó rất lớn, tạo ra
dòng qua các tiếp điểm rơ le cũng rất lớn.
- Việc tối u hoá yêu cầu tỉ mỉ và phức tạp.
- Do có nhiều đoạn chung nên khi một đoạn chung bị sự cố thì các đoạn
liên quan sẽ không thể hoạt động.
- Tính linh hoạt thấp, khi đã thiết kế và lắp đặt sử dụng cho một ga cụ thể
thì không thể sửa đổi, nâng cấp. Lúc đó phải tháo dỡ hoàn toàn và tối u lại mạch
từ đầu.
III/- Phơng án điểm nối điểm.

E
E F
F
RKT.L4
RXĐ.2-8M
+48V=Nguồn
giải khoá đư
ờng chạy
2
1
RĐ1.COM RKTR.C RKTR.C
RXĐ.2-8M
RĐ1.2-8M
RKP.8
+48V=Nguồn
giải khoá đư
ờng chạy
Mạch điện khôi phục khoá lối ra
mạch điện trên dễ dàng nhận thấy các mạch điện giống nhau một đoạn từ nguồn
tới rơle xác nhận đờng RXĐ2-8M nhng chúng lại không dùng chung nhau đoạn
đó mà hai mạch độc lập hoàn toàn. Nh vậy phơng án điểm nối điểm đợc xây
dựng trên cơ sở hoạt động độc lập hoàn toàn với nhau nhng vẫn liên hệ với nhau
thông qua các mạch điện lôgic khả trình PLC không sử dụng chung các đoạn
giống nhau để cho mạch điện làm việc tin cậy, an toàn.
2/- Ưu, nhợc điểm của phơng án.
* Ưu điểm
Khác với phơng án tối u hoá mạch, phơng án điểm nối điểm có nhiều u
điểm hơn. Đó là:
- Phơng án điểm nối điểm tạo ra các mạch điện độc lập với nhau, vì vậy,
mạch điện làm việc tin cậy hơn.

dụng các thiết bị cũ, lạc hậu, tận dụng các thiết bị cũ và thiết bị sản xuất trong n-
ớc, các nguyên tắc, điều kiện kỹ thuật và đảm bảo an toàn còn đơn giản. Ta có
thể thấy đợc tình hình thiết bị của ga thiết bị ghi hộp khoá điện nh sau:
* Thiết bị ngoài ga:
- Cột tín hiệu:
+ Cột TH đón và gửi đều dùng tín hiệu đèn màu kiểu thấu kính. ở đờng
chính có tàu thông qua ga đều dùng cột cao cho tín hiệu gửi tàu, còn lại dùng cột
thấp
+ Trực ban trực tiếp điều khiển cột tín hiệu đón, gửi tàu.
- Tay bẻ ghi có hộp khoá điện:
Trực ban trực tiếp khống chế nguồn cung cấp cho hộp khoá điện
Gác ghi trực tiếp điều khiển ghi.
- Tủ rơle vào ga:
Tủ rơ le vào ga đợc đặt gần cột đón tàu, trong đó có các thiết bị:
+ Rơ le tín hiệu đón đờng chính là điều kiện để nối thông mạch thắp đèn
đón đờng chính.
+ Rơ le tín hiệu đón đờng phụ là điều kiện để nối thông mạch thắp đèn đón
đờng phụ.
+ Rơ le tín hiệu dẫn đờng là điều kiện để nối thông mạch thắp đèn tín hiệu
dẫn đờng.
+ Rơle kiểm tra sợi tóc cơ cấu A và rơ le kiểm tra sợi tóc cơ cấu B.
+ Rơle ray đầu ga.
13
+ Rơ le mất điện xoay chiều
- Tủ rơ le ra ga:
Đợc đặt ở trung tâm các cột gửi tàu trong đó có các thiết bị:
+ Rơ le đờng chạy
+ Rơ le tín hiệu gửi tàu hớng chính
+ Rơ le tín hiệu gửi tàu hớng phụ
+ Rơ le sợi tóc đờng chính