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1、2020 6 5 1 TYJL II型计算机联锁 铁道科学研究院通号所研制双机热备系统北京1号线四惠车辆段广州地铁2号线车辆段深圳地铁车辆段南京地铁1号线车辆段 大连轻轨车辆段重庆单轨交通北京13号正线车站计算机联锁以及车辆段计算机联锁 2020 6 5 2 系统结构 2020 6 5 3 TYJL II型计算机联锁系统框图 2020 6 5 4 系统特点 系统具有高安全性系统具有高可靠性系统具有很好的可用性具有可扩展性和远程控制能力具有良好的可维修性 2020 6 5 5 系统组成 监控系统联锁机执表机接口系统电务维修机电源应急台 2020 6 5 6 2020 6 5 7 监控机 监控系统
2、的核心工业控制计算机 接收车站值班员的有效操作命令 提供站场图像显示和语音 文字提示与时钟信息 以及整个系统的工作状态信息 报警信息和简要的故障信息 根据控制台发送的控制命令初选进路 与联锁机进行通信 交换信息 向联锁机传送初选的进路控制命令及其他操作命令信息 接收联锁机发送的道岔 信号机 轨道电路等表示信息 2020 6 5 8 1 监控系统人机接口 系统的人机界面软件安装在监控机中 完成控制台屏幕显示 操作处理 进路预选 站场变化及设备工作状态记录 错误提示等功能 监控系统主要由监控机和控制台组成 2020 6 5 9 自动存储信息 在每天的零点和12点将该点之前的车站值班员所有操作 道岔
3、 信号 轨道表示信息及联锁系统的工作状态等信息 自动存盘 形成以日期为文件名的信息记录文件 和电务维修机交换信息 向电务维修机提供信息记录和未存盘的各种信息 接收维修机修改的时钟信息 同CTC TDCS通信 为控制中心提供站场信息 2020 6 5 10 控制台系统使用的直接人机界面部分 由监控机管辖 功能显示站场状态 接受操作命令 将站场表示 进路状态 操作结果用彩色监视器或单元表示盘的光带显示给操作人员 将操作人员的操作命令传输给监控机 2020 6 5 11 控制台控制台有数字化仪 鼠标 数字化仪加鼠标和单元控制台四种可选方式 2020 6 5 12 2 联锁机联锁机的主要功能 实现与监
4、控机和执表机的通信 联锁备机 在联机状态 定时呼叫主机 进行信息交换和信息比较 实现信号设备的联锁逻辑处理功能 完成进路确选 锁闭 发出开放信号和控制道岔的控制命令 采集现场信号设备状态 如轨道电路状态 道岔表示状态 信号机状态等 2020 6 5 13 联锁机的主要功能 输出动态控制命令 通过动态驱动板驱动偏极继电器 控制动作现场设备 在热备方式工作时 主备机之间进行信息交换 当同步工作时 系统出现故障 能进行热切换 2020 6 5 14 联锁机柜 为了适应不同规模车站的控制对象容量 机柜分为I II和III型 I型为普通型 II型适合于小站 在一个柜内同时安装A B两套联锁系统 型为增强
5、型 其采集增加到两层 最多可容纳28块采集板 驱动层为一层 最多可容纳14块驱动板 普通型的联锁机柜结构如图所示 2020 6 5 15 2020 6 5 16 TYJL II型计算机联锁 6 5 2020 16 2020 6 5 17 2 2联锁机柜的组成 电源指示层计算机层 STD层 采集层驱动层零层 2020 6 5 18 采集驱动层 采集层 电源层 零层 STD层 由三个电源组成 STD总线电源 5V 12V 12V 采集电源 12V 驱动电源 12V 由CPU板 报警板 1604I O板 STD 01通信板 总线母板等组成 由采集板 最多14块 及总线母板组成 由驱动板 最多8块 采
6、集板 最多6块 及总线母板组成 由各种电源端子 切换板及切换手柄组成 切换手柄只有A机才有 B机无切换手柄 联锁机与执表机 联锁机由五层组成 2020 6 5 19 联锁机主要由计算机层 电源层 采集板 驱动板 零层等组成 计算机层计算机层由CPU板 通信板 I O板构成 各板有各自固定的安装位置 机柜上已标明 槽位不能互换 联锁程序固化在CPU板上的U16 U17两个FLASH芯片上 是系统的中枢神经 负责联锁关系检查及联锁运算 2020 6 5 20 层正面 2020 6 5 21 背面 2020 6 5 22 2 2 2计算机层 STD层 STD层主要由 CPU板 网络板 STD01 I
7、 O 1604 板和报警板构成 若CPU板采用7863板 在联锁机上的STD层还应配备内存扩展板7709 或7710 和中断板7320 7308板 2020 6 5 23 CPU板 CPU板是系统的核心部件 联锁程序就安装在该板上 它的故障会导致系统的彻底瘫痪 它故障后 机器会有死机的现象 或报 双份程序比较不一致 的错误信息 2020 6 5 24 报警板 报警板负责软件控制点亮运行灯 通信灯 中断灯 工作灯 联机同步灯等和鸣笛报警 它的故障只会影响指示灯的点亮和鸣笛 不会影响设备的正常工作 2020 6 5 25 STD 01通讯板 联锁机插两块 STD 01 1 经切换控制后与监控机和执
8、表机通信 接收监控机发送来的值班员控制命令 并向其发送站场表示和提示报警信息 接收执表机发送来的站场表示和提示报警信息 并向其发送其所管辖范围内的信号 道岔 等的控制命令 STD 01 2 实现联锁主 备机之间 以及对监视控制机的通信 联锁机的两块通讯板由K2开关区分 2020 6 5 26 STD 01通讯板 2020 6 5 27 STD 1604I O板 用于控制采集总线和驱动总线 板上共有8个I O端口地址 每个端口地址有8位输入和输出 可输入或输出 位信息量 每块板均有不同的地址 根据板上的短路跳接线的位置来设定 该板具有输出回读功能 可以用来检查输出信息的正确性 采集板芯片 U16
9、 U18 U20 U23插273 U11插244驱动板芯片 U17 U23插273 U8插244K1的跳线不同决定1604的用途功能不同 2020 6 5 28 电源层机柜电源层由计算机用电源 采集电源 驱动电源组成 系统对计算机电源的要求很高 其电压不能低于4 9V 否则可能会出现死机 或无故脱机 采集和驱动电源要求其直流电压的输出值大于10V 一般在11 12V之间 2020 6 5 29 电源层正面 2020 6 5 30 电源层背面 2020 6 5 31 采集层用来安装采集板 最多14块 采集板包含有电源测试板及32芯采集端子 每块采集板可以采集32位信息 并以红色采集指示灯指示 红
10、灯点亮表示有采集信息送到采集板 联锁机柜第一块采集板面板左侧的指示灯的含义 2020 6 5 32 采集层正面 2020 6 5 33 驱动层用来安装驱动板 最多14块 采集板包含有电源测试板及32芯采集端子 每块驱动有32位驱动信息 对应每一个驱动信息 驱动板上有一个绿色的指示灯 有驱动信息时指示灯应以3 6Hz的频率闪烁 每一机柜的第一块驱动板的第一和第四控制输出驱动事故继电器 2020 6 5 34 驱动层正面 2020 6 5 35 零层零层的结构 不同机柜的生产厂家的机柜可能有所不同 2020 6 5 36 2 2 4零层 机构底层即为零层 该层仅供安装 芯输出端子板及其他辅助装置使
11、用 如联锁机切换手柄 监控机切换手柄 地线 切换继电器等 零层的正面为各数据传输线的接口座 零层的背面为各切换手柄和地线接线端子等 2020 6 5 37 零层正面 2020 6 5 38 零层背面 2020 6 5 39 3 执表机执行表示机简称执表机 执表机只负责表示信息的采集和控制命令的执行 不参与联锁运算 类似于简单的逻辑系统 不是所有的车站都有执表机 只有当联锁机柜的容量不能满足车站监控对象数量的需要时 才设执表机 执表机的容量为640个二进制对象 控制容量为256个二进制对象 号机状态等 2020 6 5 40 执表机的功能 接收联锁机发出的执行命令和向联锁机发送采集信息 采集现场
12、信号设备状态 输出动态控制命令 通过动态驱动板驱动偏极继电器 控制现场设备 执表机柜与联锁机柜的区别 只是没有联锁软件 其他完全相同 2020 6 5 41 4 接口系统TYJL II型计算机联锁系统基本上完全保留了6502继电集中联锁对室外设备的控制和表示电路 如道岔控制电路 信号点灯电路等 以这些电路中的相关继电器 定 位操纵继电器 定 位表示继电器 轨道继电器 信号继电器和灯丝继电器等 为界面进行控制和信息采集 2020 6 5 42 通常在机械室内靠近计算机房的地方设置接口架 由联锁机 执表机的零层端子 采集层和驱动层引出的采集回线和驱动回线以及大量的采集和驱动电缆均以32芯插头插接至
13、本接口架的里侧 接口架是主控系统与接口系统的一个十分清晰的分界面 2020 6 5 43 接口系统可分为两大部分 一是基本未做更改的6502继电电路以及其他电路或系统 二是计算机联锁所特有的 分为采集电路 驱动电路和专用防护电路 接口电路必须符合故障 安全原则 2020 6 5 44 信息采集电路 2020 6 5 45 输出驱动电路 2020 6 5 46 防护电路TYJL II型计算机联锁主控系统中经过改进的采集板和驱动板已经达到部颁防雷标准 在接口系统中增设的防护电路是为重雷区内增强雷电防护能力而设的 对电气化区段牵引电流的侵入也有相当的防护能力 2020 6 5 47 5 电务维修机电
14、务维修机通过与主备监控机连接 接收监控机送来的系统运行状态的各种信息 储存记录系统的全部运行信息 向监控机传送修改后的时钟信息 电务维修机是计算机联锁系统的重要辅助设备 为维修人员提供人机界面 与其他系统的连接一般也是通过维修机实现的 2020 6 5 48 电务维修机的功能屏幕显示功能记录功能操作记录 车站值班员的操作过程记录 铅封按钮记录 车站值班员对铅封按钮的操作记录 变化信息 所采集的变化信息记录 提示信息 控制台错误提示记录 报警记录 各种报警提示信息记录 2020 6 5 49 电务维修机的功能图像再现功能时钟功能监控系统的时钟统一由维修机进行调校 以使整个系统的时钟保持一致 与远
15、程诊断设备的通信功能与微机监测及TDCS CTC的接口功能帮助功能 2020 6 5 50 工控主机箱 键盘 14英寸显示器 鼠标 CPU板PC总线母板以太网卡硬盘3英寸软盘驱动器显卡微机电源调监通信串口多功能板 电务维修机 打印机 电务维修机 2020 6 5 51 2020 6 5 52 6 电源电源系统主要由系统电源及配电柜 主控机柜电源 动态驱动电源 切换电源组成 2020 6 5 53 2020 6 5 54 2020 6 5 55 7 应急盘在计算机联锁系统失效时 用以控制道岔和引导信号 应急盘有直观 清晰的站场图形表示 并有道岔位置及引导信号开放的表示 双机热备型计算机联锁的两套
16、设备正常时 无须使用应急盘 只有两套设备都不能使用时 为了不影响行车 才启用应急盘扳动道岔 替代人摇道岔 但应急盘没有联锁条件 它的安全要由人来保证 2020 6 5 56 五 系统软件1 系统软件构成 2020 6 5 57 系统软件2 系统软件概述人机对话层联锁逻辑运算层执行层安全输入程序和安全输出程序 监控机软件流程如右图所示 2020 6 5 58 六 传输通道1 联锁通信总线联锁机之间和联锁机与执表机之间交换的表示 驱动信息能否安全可靠地传输 直接关系到系统的安全性 可靠性 联锁机与监控机 联锁机之间 联锁机与执表机通信采用ARCNET通信接口 联锁机之间通过集成于CPU板上的ARCNET网卡进行通信 联锁机与监控机的通信为独立ARCNET网卡 2020 6 5 59 2 维修机通信维修机通过以太网与主备监控机连接 构成维修局域网 3 与CTC TDCS的通信监控机可同CTC TDCS通信 采用TCP IP协议 2020 6 5 60 七 系统的切换1 双机切换技术双机通信双机同步单机自检测双机切换 2020 6 5 61 双机同步备机脱机备机联机联机同步 2020 6 5
