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1、计算机联锁系统的背景知识计算机联锁的类型国铁目前广泛使用计算机联锁系统的有双机热备、三取二容错、二乘二取二计算机联锁系统，纳入的9种计算机联锁系统：1、双机热备的五种：TYJL-、DS6-11、VPI、 CIS-1、 JD-1A2、三取二容错的两种：TYJL-ECC、TYJL-TR93、二乘二取二两种，DS6-K5B、EI32-JD4、维规公布实施后，获得“行政许可的ILOCK、 TYJL-ADX、TYJL-这三种也为二乘二取二计算机联锁系统。TYJL-II型计算机联锁系统铁道科学研究院通号所研制铁道科学研究院通号所研制双机热备系统双机热备系统1. TYJL-II型的应用型的应用北京北京1号线
2、四惠车辆段号线四惠车辆段 广州地铁广州地铁2号线车辆段号线车辆段深圳地铁车辆段深圳地铁车辆段 南京地铁南京地铁1号线车辆段、号线车辆段、大连轻轨车辆段大连轻轨车辆段 重庆单轨交通重庆单轨交通北京北京13号正线车站计算机联锁以及车辆段计算机联锁号正线车站计算机联锁以及车辆段计算机联锁目录系统硬件组成系统硬件组成子系统及其功能子系统及其功能系统软件系统软件系统的性能系统的性能一、系统硬件组成1.系统结构2.系统特点系统具有高安全性系统具有高安全性系统具有高可靠性系统具有高可靠性系统具有很好的可用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可扩展性和远程控制能力具有良好的可维修性具有良好的可
3、维修性3.系统组成1.监控系统监控系统2.联锁机联锁机3.执表机执表机4.接口系统接口系统5.电务维修机电务维修机6.电源电源7.应急台应急台1.监控系统监控系统 人机接口。系统的人机界面软件安装在监控机中，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。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。监控系统主要由监控机和控制台组成。二、子系统及功能监控机监控机-监控系统的核心，工业控制计算机。监控系统的核心，工业控制计算机。功能功能 接收车
4、站值班员的有效操作命令，提供站场图像显示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。状态信息，报警信息和简要的故障信息。 与联锁机进行通信，交换信息，向联锁机传送初选的与联锁机进行通信，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。的道岔、信号机、轨道电路等表示信息。 自动存储信息，在每天的零点和自动存储信息，在每天的零点和12点将该点之前的车点将该点之前的
5、车站值班员所有操作、道岔、信号、轨道表示信息及联锁站值班员所有操作、道岔、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。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。未存盘的各种信息，接收维修机修改的时钟信息。 同同CTC、TDCS通信，为控制中心提供站场信息。通信，为控制中心提供站场信息。 根据控制台发送的控制命令初选进路。根据控制台发送的控制命令初选进路。控制台控制台系统使用的直接人机界
6、面部分，由监控机管辖。有数字化仪、鼠系统使用的直接人机界面部分，由监控机管辖。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。标、数字化仪加鼠标和单元控制台四种可选方式。 功能功能 显示站场状态，接受操作命令；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；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。将操作人员的操作命令传输给监控机。2.联锁机联锁机联锁机主要由计算机层、电源层、采集板、驱动板、联锁机主要由计算机层、电源层、采集板、驱动板、零层等组成。零层等
7、组成。联锁机的主要功能：联锁机的主要功能： 实现与监控机和执表机的通信。联锁备机在联机实现与监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。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、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。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。态、信号机状态等。输出动态控制命令，通过动态驱动板驱动偏极继电器，输出动态控制命令，通过动态驱动板驱
8、动偏极继电器，控制动作现场设备。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。步工作时，系统出现故障，能进行热切换。3.执表机执表机 执行表示机简称执表机。执表机只负责表示信息的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。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。量不能满足车站监
9、控对象数量的需要时，才设执表机。执表机的容量为执表机的容量为640个二进制对象，控制容量为个二进制对象，控制容量为256个个二进制对象。二进制对象。执表机的功能：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接收联锁机发出的执行命令和向联锁机发送采集信息；息； 采集现场信号设备状态；采集现场信号设备状态； 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。器，控制现场设备。4.接口系统接口系统 TYJL-II型计算机联锁系统基本上完全保留了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继
10、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控制电路，信号点灯电路等），以这些电路中的相关继电器定继电器定/反位操纵继电器、定反位操纵继电器、定/反位表示继电器、反位表示继电器、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。行控制和信息采集。 通常在机械室内靠近计算机房的地方设置接口架，由联锁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动回线以及
11、大量的采集和驱动电缆均以32芯插头插接至本接口芯插头插接至本接口架的里侧。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。界面。 接口系统可分为两大部分：接口系统可分为两大部分： 一是基本未做更改的一是基本未做更改的6502继电电路以及其他电路或系统；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。用防护电路。 接口电路必须符合故障接口电路必须符合故障安全原则。安全原则。信息采集电路信息采集电路 I/OCPUGJ,(XJ,DJ,)采集电路原理 输
12、出驱动电路输出驱动电路 防护电路防护电路 TYJL-II型计算机联锁主控系统中经过改进的采集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。电气化区段牵引电流的侵入也有相当的防护能力。5.电务维修机电务维修机 电务维修机通过与主备监控机连接，接收监控机送电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来的系统运行状态的各种信息，储
13、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。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。过维修机实现的。电务维修机的功能电务维修机的功能 1. 屏幕显示功能屏幕显示功能 2.记录功能记录功能 操作记录，车站值班员的操作过程记录；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；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；
14、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；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；报警记录，各种报警提示信息记录；电务维修机的功能电务维修机的功能 3. 图像再现功能图像再现功能 4. 时钟功能时钟功能 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。系统的时钟保持一致。 5.与远程诊断设备的通信功能与远程诊断设备的通信功能 6.与微机监测及与微机监测及TDCS、CTC的接口功能的接口功能 7. 帮助功能帮助功能6. 电源电源 （1电源系统主要由以下几部分组成：电源系统主要由以下几部分组成
15、： 系统电源及配电柜系统电源及配电柜主控机柜电源主控机柜电源动态驱动电源动态驱动电源切换电源切换电源 （2电源分布图如下：电源分布图如下：配电柜容量3 KVA220V应急台KZ KF24V220V联锁A机联锁B机执表A机执表B机监控A机监控B机24V控制台220V接口架动态稳压电源A动态稳压电源B220V微机房运转室机械室电流表电源屏电源分布图7.应急盘应急盘 在计算机联锁系统失效时，用以控制道岔和引导信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。置及引导信号开放的表示。 双
16、机热备型计算机联锁的两套设备正常时，无须使双机热备型计算机联锁的两套设备正常时，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。没有联锁条件，它的安全要由人来保证。1.系统软件构成系统软件构成三、系统软件 2.系统软件概述系统软件概述 人机对话层人机对话层 联锁逻辑运算层联锁逻辑运算层 执行层执行层安全输入程序和安全输出程序。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。监控机软件流程如右图所示。 四
17、、系统的性能1. 系统的安全性：系统的安全性： 高可靠性和实现故障安全是对联锁系统的基本要求。TYJL型计算机联锁系统在核心联锁系统的软、硬件设计和结构上采取了一系列措施，使其具有良好的可靠性和故障安全性能。 （1系统严格采用闭环控制原理，通过对输出控制命令分层双重回读的闭环 控制.（2采用动态输出方式，当软、硬件故障时，系统将自动停止动态输出。 （3采用多种软件冗余技术提高系统的安全性。（4信息采集采用动态检查、双译码校核以及采集总线控制命令回读的工作方 式，以确保采集电路的故障安全 （5采用专用的、无任何“黑箱部分的软件平台和全部软件固化后“就地运行的工作方式提高系统软件的可靠性和安全性。 （6联锁总线采用专门研发安全信息通道。 2.系统具有高可靠性和出色的可用性（1系统全面采用成熟的计算机技术、网络通信技术和工控技术。（2TYJL-II型系统是国内第一个实现了双机热备功能的计算机联锁系统，该系统直至I/O接口及配线部分均为双套，热备时任何部分故障，均不影响正常使用。 组长：李长清组员：石庆武 吴多庆 何云靖 管明荣 林斌海
