AzL90型計軸系統(tǒng)技術(shù)說明書(V1.1)

1、AzL90型計軸系統(tǒng)技術(shù)說明書(V1.1)北京阿爾卡特交通自動化控制系統(tǒng)有限公司AlcatelTransportAutomationControlSystemCo.,Ltd.,Beijing2004年12月上圖給出AzL90型計軸系統(tǒng)的主要設(shè)備:分別為：1、磁頭（SK30）2、電子盒（EAK30C）3、黃帽子4、計軸評估器（ACE）目錄第一章概述第二章系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4第三章系統(tǒng)軟件和通信.23第一章概述1阿爾卡特德國SEL公司于80年代研制的SIG-L90型安全型微機系統(tǒng)，含有調(diào)度集中、微機聯(lián)鎖、軌道區(qū)段檢查及站間閉塞等功能，該系統(tǒng)于1989年開始在聯(lián)邦德國鐵路上使用。隨著高速鐵路的發(fā)展，德國認(rèn)為軌

2、道電路變得越來越不可靠，復(fù)合閘瓦的使用使分路更加惡化，因此加速了計軸器的開發(fā)和使用。1.1 SEL公司為中國鐵路開發(fā)的AzL90-3型計軸系統(tǒng)由室外設(shè)備EAK30CF口室內(nèi)設(shè)備ACEtt成，用于控制軌道繼電器和向微機聯(lián)鎖輸出計軸數(shù)據(jù)。電子盒EAK30C的硬件和軟件與SIG-L90所使用的完全一樣，而計軸評估器ACE則是在SIG-L90中Achszahler-Auswertung基礎(chǔ)上修改的。1.2 ACE的修改主要包括以下方面：1）新的硬件結(jié)構(gòu)2）新的并行接口結(jié)構(gòu)3）預(yù)處理器接口：雙預(yù)處理器實現(xiàn)故障一一安全原則4）軌道繼電器不落下的情況下進行緊急切斷測試5）特定數(shù)據(jù)設(shè)置功能：軟件版本的輸入6）

3、計軸軟件的改進：（1）區(qū)段增多（2）通過閉塞接口傳送擴展數(shù)據(jù)（3）通過并行接口復(fù)位計軸器1.3 ACE的總配置，如圖1所示：微機聯(lián)鎖并行接口EAK 接口 1（最多接8個EAK ）EAK 接口 2（最多接8個EAK ）圖1 ACE總配置設(shè)備范圍2.1 室外設(shè)備2.1.1 接口2.1.1.1 數(shù)據(jù)接口數(shù)據(jù)通彳t符合CCITTV.23協(xié)議，調(diào)制解調(diào)器速率為1200bps,四線制。發(fā)送電平（分檔可調(diào)）：- 20dB,-10dB,-3dBm,0dB接收電平范圍：- 30dB0dB調(diào)制解調(diào)器插入衰耗：- 0.2dB傳輸電纜：適用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆羌痈衅帘坞娎|、扭絞線對或一個四芯組。2.1.1.2 電源接口額定

4、電壓：220VAC(功耗7W最低工作電壓：160VAC最高工作電壓：260VAC2.1.2 敷設(shè)電纜技術(shù)要求每個EAK30O獨采用兩芯供電。建議每個EAK30C由單獨的線對供電，這樣做是為了避免由于采用共用饋電造成的壓降而產(chǎn)生電源之間的交叉耦合。最大供電電纜長度：線徑：0.8mm最大長度：1.6km線徑：0.9mm最大長度：2.3km線徑：1.4mm最大長度：5.0km數(shù)據(jù)線對：兩對扭絞線或一個四芯組，每組數(shù)據(jù)線最多可并接8個EAK30C。數(shù)據(jù)線的最大電纜長度：線徑：0.8mm最大長度：25km線徑：0.9mm最大長度：30km線徑：1.4mm最大長度：40km(為了取得較高的信噪比和抑制過電

5、壓(防雷),應(yīng)采用屏蔽通信電纜作為數(shù)據(jù)線或供電電纜。)2.1.3 絕緣(EAK)調(diào)制解調(diào)器接口：電纜對機箱和電纜對電子電路，測試電壓為2000V。2.1.4 磁頭兩組磁頭裝于同一根鋼軌上，見AzL90型計軸系統(tǒng)安裝手冊。適合的鋼軌類型：一般的鋼軌剖面，如S41、S49、S54UIC60等類型。適合的車輪/J面：直徑>355mm勺車輪。剖面必須有足以探測的輪緣尺寸，特別小的輪緣需要制定測量方法以保證磁頭能安全可靠地探測出輪軸。鋼軌電流：計軸器不受鋼軌上3000A、50Hz牽引電流的影響。目前尚無直流牽引電流的數(shù)據(jù)。2.1.5 環(huán)境特性工作溫度范圍：-35C+80C(子架環(huán)境條件)濕度：(1

6、)磁頭不受濕度和水的影響(2)EAK30C防水的外罩內(nèi)部偶爾冷凝2.2 計軸評估器2.2.1 接口2.2.1.1 數(shù)據(jù)接口EAK接口：EAK接口數(shù)=2每個接口可并接的EAK30啖=8EAK接口的特性：見2.1.1.1閉塞接口：與相鄰ACE之間的接口數(shù)=2數(shù)據(jù)通彳t符合CCITTV.21協(xié)議，調(diào)制解調(diào)器速率為300bps,二線制。發(fā)送與接收電平范圍：見2.1.1.1傳輸電纜：見2.1.1.1微機聯(lián)鎖接口：與微機聯(lián)鎖的接口數(shù)=1數(shù)據(jù)通彳t符合CCITTV.23協(xié)議，調(diào)制解調(diào)器速率為1200bps,四線制。2.2.1.2 電源接口額定電壓：220VAC(功耗70W最低工作電壓：187VAC最高工作電

7、壓：253VAC2.2.1.3 并行接口光耦輸入24VDC光耦輸入電流=10mA（額定）繼電器接點輸出：最大切換電流=4A最大切換電壓=250VDC電阻負(fù)荷0.8A、24VDC的情況下，接點壽命為4X1062.2.2 環(huán)境特性ACEM裝在無冷卻的封閉機殼內(nèi)。工作溫度范圍：-25C+55C（子架環(huán)境條件）濕度：平均濕度：<75相對濕度：每年30天為95，其余天數(shù)為85。2.2.3 絕緣要求（ACE）調(diào)制解調(diào)器接口（EAK接口、閉塞接口、微機聯(lián)鎖接口）：前部插頭對機箱和前部插頭對電子電路，隔離變壓器的測試電壓為500V。并行接口（軌道繼電器）：前部插頭對機箱和前部插頭對電子電路，繼電器和光藕

8、的測試電壓1500V。電子電路對機箱的測試電壓為500V。2.2.4 接地計軸器的機箱是接地的。電子電路的GND（邏輯地）接地可改進EMC（電磁兼容）性能。2.2.5 電磁兼容性（EMC）為了確保對電磁干擾的高度防護和減少幅射、傳輸干擾，設(shè)備設(shè)計中已經(jīng)采取了措施：包括接口電纜和電路板的屏蔽及電源中加入濾波器。EMCt擾性能測試依照IEC801-15進行。2.3 最小區(qū)段長度要保證一個短區(qū)段被順序占用，就要求有一個最小占用時間（自第一個軸進入到最后個軸出清）。這個時間取決于連向接口的EAK數(shù)目和ACE的處理時間，EAK的數(shù)目決定了一個查詢周期的時間。列車占用最大反應(yīng)時間：2.9秒列車出清最大反應(yīng)

9、時間：3.75秒（以上列出的時間不包括安全型繼電器的吸起或落下時間）系統(tǒng)設(shè)計中考慮了即使占用最大反應(yīng)時間大于列車通過時間的情況，能保證測出列車占用區(qū)段。如果需要，還可調(diào)整區(qū)段出清的延時時間，（即快速占用，慢出清），延時時間為：。秒、2秒、4秒或6秒（參見2.3.3編碼器部分）。在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，軌道繼電器均應(yīng)落下，以下列出不同情況下的反應(yīng)時間：由于ZP30C方面出現(xiàn)的故障：EAK接口故障，數(shù)據(jù)失效時：2.9秒EAK接口超時，ACE未能在規(guī)定時間內(nèi)收到EAK的報文時：2.5秒由于AC面出現(xiàn)故障：計算機故障時：0.25秒安全型接口故障：無輸出變化時：0.4秒有輸出變化時：1.05秒第二章系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1

10、AzL90-3型計軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計軸評估器（ACE是一個安全型的雙微機（具有軟件比較器）系統(tǒng)，其任務(wù)為：1）輪詢所有計軸室外設(shè)備EAK30O取得計軸數(shù)據(jù)（兩個串行口上最多達16個EAK30C。2）通過串行數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與相鄰ACE換計軸數(shù)據(jù)（每個ACEM多發(fā)送4個計軸器的數(shù)據(jù)）。3）對來自EAK30C勺數(shù)據(jù)進行運算，確定計軸區(qū)段的狀態(tài)（最多為16個區(qū)段）。4 ）區(qū)段狀態(tài)輸出至軌道繼電器（最多為16個區(qū)段）。5 ）通過串行數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)向微機聯(lián)鎖輸出所有計軸區(qū)段的狀態(tài)（最多為16個區(qū)段）。6）安全型微機的自檢。7 ）接口的自檢。8 ）如果一臺計算機或并行口發(fā)生與安全有關(guān)的故障，將作出安全的反應(yīng)。2ACE結(jié)構(gòu)AC

11、E框圖，如圖2所示。ACE子機架及印制板布置圖，如圖3所示。雙機系統(tǒng)的每臺計算機由以下部件構(gòu)成：1 ）CPU（INTEL8088處理器）2 ）EPROM（2X64KBYTE）3 ）RAM（16KBYTE）4 ）UART（4個串行數(shù)據(jù)接口）5 ）I/O鎖存、擴展數(shù)據(jù)總線，用來連接輸入、輸出板正如圖4所示，這些板通過TTL計算機總線連結(jié)起來，計算機總線包括8條數(shù)據(jù)線、16條地址線和一些控制線；輸入和輸出數(shù)據(jù)在并行接口處通過擴展COM嗷據(jù)總線（即擴展I/O總線）完成，擴展總線包括8條數(shù)據(jù)線、16條地址線和控制線。名稱Spr64P1Spr64P2Spr16R1Zpz1BldAbdkS/E-D1E/As

12、pr1UbrStE/Aspr2S/E-D2BldAbdkZpz2Spr16R2Spr64P3Spr64P4StabRgl1Rgl2Adp48PSUBRACK1CABLE1CABLE2編R58224582245822258222274373CR0175822258222582223CR017274375822258222582245822458222582225822258222582312743627436001360013512652114801600382CAAB09111091010911182CAAB1600311480126520013500136087210853008530105

13、71264306255962633用途EPROM64kEPROM64kRAM16kCPU(8088)空板通用同、異步接發(fā)器I/O鎖存中斷控制器I/O鎖存通用同、異步接發(fā)器空板CPU(8088)RAM16kEPROM64kEPROM64k電源DC24/15電源DC24/5電源DC24/5內(nèi)部總線處理器子機架電纜電纜名稱BldAbdkBldAbdkMod1Mod2TkUe1BAnp1ZuoEgbBAnp2TkUe2DschUmSpl1Spl2AS1AS2AS3GSpWdlAdp48PSUBRACK2CABLE1CABLE2編R274372743758222582225822258222582225

14、822258222582225822258222582225822258222582225823158222582312743627436160041600413441134411106109091110110909111061082500827112520125200855108551085511411010571245506255962633用途空板空板MODEM(EAK)MODEM(EAK)監(jiān)督板總線適配器總線編碼器總線適配器監(jiān)督板串行數(shù)據(jù)開關(guān)空板空板輸出板輸出板輸出板電源AC220/DC24內(nèi)部總線處理器子機架電纜電纜名稱BldAbdkBldAbdkBldAbdkBldAbdkEgb1

15、Egb2BAnp1Egb3BAnp2Egb4Spl1Spl2AS1AS2AS3AS4AS5GSpWdlAdp48PSUBRACK3CABLE1CABLE2編R2743727437274372743758222582225822258222582225822258222582225822258222582225822258222582315822258231274362743616004160021600316003085620856209091085620909108562125201252008551085510855108551085511411010571245606255962633用

16、途空板空板空板空板輸入板輸入板總線適配器輸入板總線適配器輸入板空板空板輸出板輸出板輸出板輸出板輸出板電源AC220/DC24內(nèi)部總線處理器子機架電纜電纜圖3ACE子機架及印制板布置圖計算機總線(TTL)圖4計算機構(gòu)成2.1 CPU處理機是準(zhǔn)16位機INTEL8088,晶體是12MHz,一個定時器（8253）、一個中斷控制器（8259）、一個串行接口（8251）和一片EPROM。2.1.1 中斷定時器中斷用I2。RAM奇偶校驗出錯（陷井）用非屏蔽中斷。每個CPU定定時器，每6.6ms產(chǎn)生一個中斷，這是兩個CPU同步的基準(zhǔn)，用于數(shù)據(jù)的比較和輪詢串行接口板（S/E-D）;RA順對每一字節(jié)均產(chǎn)生和儲存

17、一個校驗位（bit）,當(dāng)讀RAM時，電路產(chǎn)生一個新的校驗位并與原儲存的校驗位比較, 中斷，導(dǎo)致CPU進入暫停狀態(tài)。2.1.2 CPU串行接口CPU板上的UART即通用同步/異步串行接口，如果不等，則產(chǎn)生一個不可屏蔽的用來診斷接口通信（診斷儀使用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)終端）連結(jié)，并使用以下參數(shù)： 8個數(shù)據(jù)位 2個停止位 無校驗 300bps速率即使計算機在故障一一安全的條件下進入暫停狀態(tài), 障的信息。2.1.3 EPROM這里使用8251芯片，并采用異步方式），在CPU的前面板上使用 RS232或口插頭通過此接口仍可繼續(xù)操作并得到有關(guān)故EPROMCPU板上的EPROW包括程序的初始矢量，整個程序（包括初始化

18、數(shù)據(jù)）則存在板上（Spr64P）。2.2 計算機外圍設(shè)備2.2.1 RAM板（Sprl6R）RAM板容量為16K字節(jié)，每個字節(jié)包括8位數(shù)據(jù)及l(fā)位校驗位；RA順上包括讀RAM寸進行校驗的邏輯電路。2.2.2 EPROM板（Spr64P）兩塊EPROMS每板容量為64K字節(jié)，每字節(jié)8位數(shù)據(jù)；每塊板的校驗也存在上面，這是為了進行內(nèi)部配置校核用的。第一塊EPROMS（CPU1的Spr64P2或CPU2的Spr64P3）配置在CP麻選擇器的0段上。第二塊EPROMS（CPU1的Spr64P1或CPU2的Spr64P4）配置在CPU選擇器的4段上。2.2.3串行接口板（S/E-D）串行接口板上有4片UAR

19、T（8251）芯片，本系統(tǒng)中用異步通信方式，對EAK30C的兩個接口用1200bps,對相鄰ACE的兩個接口用300bps。UAR甘艮文用以下參數(shù)： 數(shù)據(jù)位為8bit 停止位為1bit 奇校驗 數(shù)據(jù)速率為300bps或1200bps單個報文串成長報文，并含有傳輸安全型數(shù)據(jù)所必須的冗余碼和相應(yīng)的協(xié)議。2.3并行輸入接口每塊并行輸入板要連至兩個CPU的擴展數(shù)據(jù)總線上，而兩個CPU之間是相互隔離的。2.3.1 并行輸入板（Egb）每塊輸入板有8個輸入單元，輸入電壓（采集電壓）用24VDC,光耦隔離，每塊板并行地接至兩個CPU的兩條擴展總線上，如圖5所示。兩個I/O子架上最多可達8塊平行輸入板，實用4

20、塊，不插時要用跨接板（jumper）代替。8個輸入輸入板（Egb）擴展總線1擴展總線2圖5輸入板框圖在I/O-2子架上的Egb3（地址94H）和Egb4（地址95H）用于計軸區(qū)段的預(yù)復(fù)位（ResetAC）,對應(yīng)于下行端用Egb3,上行端用Egb4,每個計軸區(qū)段設(shè)一個按鈕，見圖6。平常狀態(tài)bit0區(qū)段1(ResetAC.X)0120I/O-2子架230輸入3340(Egb3)450560670bit780地址：94Hbit0區(qū)段9(ResetAC.X)01100I/O-2子架2110輸入43120(Egb4)413051406150bit7160地址：95H圖6輸入板連接區(qū)段8和16用于大區(qū)間空

21、閑檢查（見2.4.2）。對于計軸區(qū)段有兩種復(fù)位方式：一種是預(yù)復(fù)位方式，即通過車站值班員按下相應(yīng)的復(fù)位按鈕，使輸入板上輸入ResetAC.X（區(qū)段號）為1,這可以在診斷口上查找，預(yù)復(fù)位需要走一趟車，正確計軸后才能復(fù)零，軌道繼電器才能吸起；另一種是直接復(fù)位，這需要由電務(wù)人員與車務(wù)人員一起按下復(fù)位按鈕，直接復(fù)位需要負(fù)一定的責(zé)任，因此建議只用于設(shè)備調(diào)試階段。當(dāng)軸數(shù)小于1或等于l時，可以進行預(yù)復(fù)位。對于大區(qū)間檢查方式，當(dāng)大區(qū)間空閑（計軸為零），而某區(qū)段軸數(shù)為l時，經(jīng)特殊繼電電路設(shè)計，可通過按壓預(yù)復(fù)位按鈕，不需要走一趟車就能復(fù)位。當(dāng)EAK故障、通信受干擾或計軸數(shù)為負(fù)時，ACE均判為干擾狀態(tài)，干擾狀態(tài)可用兩

22、種方式復(fù)位，但不能輕易使用直接復(fù)位。由于工務(wù)單軌車等原因，造成區(qū)段軸數(shù)大于1時，不能復(fù)零，必須人為制造一個干擾，如把EAK電源切斷一下，ACE判為干擾狀態(tài)后，才有可能復(fù)位，當(dāng)然首先考慮用預(yù)復(fù)位。預(yù)復(fù)位按鈕按壓的時間不許超過5秒鐘，也不允許連續(xù)按壓兩次（偶數(shù)次不允許，奇數(shù)次可以），否則只能使區(qū)段進入干擾狀態(tài)，而不能使軌道繼電器吸起。至于區(qū)段是否處于干擾狀態(tài)，或能否進行預(yù)復(fù)位，只有通過診斷口查清。2.3.2 并行輸入板上輸入安全型條件監(jiān)督環(huán)和總復(fù)位按鈕是作為安全型輸入處理的，要求由兩塊獨立的輸入板一起讀入，并在每個讀周期內(nèi)檢驗其極性是否正確。一一一一一一一一一一一一一一一一V7V6V5V4V3V2

23、V1V000G5G4G3G2G1G00P6P5P4P3P2P1P0一一一一一一GFV1GFV0bit7bit6bit5bit4bit0123VG4P56表1編碼器開關(guān)排列開關(guān)向右（位1）為1,向左（位2）為0,第1、2行沒有用;第3行的設(shè)置與ACE軟件的版本一致，在出廠時已進行設(shè)置；第5行P0P6均設(shè)為0,與本系統(tǒng)中專用數(shù)據(jù)設(shè)置版本一致；第6行GFV0、GFV1是調(diào)整軌道繼電器吸起延時用的：bit3bit2bit1bit 01I/O-2子架2輸入13(Egb1)456bit 7 地址：92H平常狀態(tài)監(jiān)督環(huán)1總復(fù)位（Reset AC公共） 0bit 0 1I/O-2子架2輸入23(Egb2)45

24、6bit 7地址：93H平常狀態(tài)監(jiān)督環(huán)1總復(fù)位（Reset AC公共）1圖7安全型輸入第一組輸入占用 Egb1和Egb2板白b bit。，當(dāng)監(jiān)督環(huán)電路連通時，并且 督板）給出條件電源時，bit0輸入為1,否則為0。第二組輸入占用 Egb1和Egb2板的bit1，總復(fù)位按鈕未按下時，TKUe1 和 TKUe2 (監(jiān)Egbl的bitl輸入為0,而Egb2的bit1輸入為1,按下總復(fù)位按鈕后，二者易位?？倧?fù)位按鈕可配合區(qū)段復(fù)位按鈕（Reset AC.X） 一起實現(xiàn)立即復(fù)位的作用，但此按鈕僅能用于設(shè)備調(diào)試過程中。2.3.3 編碼器（ZuoEgb）編碼器是一塊特殊的輸入板，是設(shè)置數(shù)據(jù)用的，板上有兩組6X

25、8開關(guān),相同的，在初始階段由每個 CPU讀入，一組正讀，另一組取反，然后兩個要求設(shè)置成完全CPU間再進行核對。表1給出其中一組開關(guān)的排列。GFV1、GFV0=00:0秒（不延時）GFV1、GFV0=01:2秒GFV1、GFV0=10:4秒GFV1、GFV0=11:6秒第4行G0G5是每個ACE都要設(shè)定的，用來選擇計軸器的配置方式，一共有36種結(jié)構(gòu)，見表2所示。區(qū)段結(jié)構(gòu)編號G5G0EAK配置數(shù)量二進制十進制EAK接口1EAK接口2000000033000001134000010235000011336000100437000101538000110643000111744001000845001

26、001946001010104700101111480011001253001101135400111014550011111556010000165701000117580100101863010011196401010020650101012166010110226701011123680110002473011001257401101026750110112776011100287701110129780111103083011111318410000032851000013386110001034871000113588表2計軸器配置表結(jié)構(gòu)0是最小配置，兩個EAK接口均有3個EAK30

27、C接入，如圖8所示。8與16是大區(qū)間軌道區(qū)段圖8最小配置軟件版本為1.0時，結(jié)構(gòu)35是最大配置，兩個EAK接口均接入8個EAK30C如圖9所示：8與16是大區(qū)間軌道區(qū)段圖9最大配置軟件版本升級到2.0后，最大配置為50,在ACE的兩個接口間可形成區(qū)間，具體配置方法如下圖所示：Configuration 40Configuration36-ACEi接口1一接接口2EAK匚3:口巴二L口地址：:二口4：E二區(qū)間32156789101112131415EAKKl.p地址Configuration37Configuration41ACEI接口1!接口2EAKI76J*45*I門I3J2I101地址.0

28、123I45I67區(qū)間EAK111098765432113141516地址9876543211112131415CE接口 2地址65432189101112131415Configuration38接口1Configuration42接口1|EAK區(qū)間Configuration39ACE接口1接口2*r-EAK6J_5"4|I3JAI!_0J地址。！已11Y_5I6/區(qū)間|109876543*21111213141516Configuration43ACE接口1匚|一接接口2IIEAK地址區(qū)間Configuration44接口1ACE接口2EAK匕目上EI巴上H地址:二上，I4上:二

29、I23456789101112131415Configuration48-ACE-接口1J接接口20000!3部由口日日巴巴臼臼區(qū)間1234567891011121314151615Configuration 49Configuration45-ACEI接口1L|接接口2EAK匕-6J，-WI16工11_0J地址0-一_1456789101112131415_2| 4 I 5 I 6 I 7 I 8 I 9 I I I I I I_314_16I6_7II141312 I 11109 I 87 I 654 I 321 I152.4 并行輸出接口兩個I/O子架上最多可有 8塊并行輸出板，每板包括

30、 8個輸出繼電器。由于這些繼電器既非214567I8910有加強接點，也不是安全型的，因此兩個獨立的CPU!過擴展數(shù)據(jù)總線安排相同的輸出板，1213114'ACE|Configuration46r-ACE接口1、接接口2'eak=I6543|2I10地址01234J567區(qū)間I123I456I78I91011I121314I15Configuration50-ACE-接口1、一"接接口2|EAK_|_回回國臼回國百歸地址S0000I123I456I789I101112I14I15I1316ACE接口 2Configuration47接口1同時需要安全型繼電器或具有加強

31、接點的繼電器作為復(fù)示，并且復(fù)示繼電器的接點還要輸回到CPU中，以便檢查輸出是否正確。必須指出，計算機的運算無論怎樣精確，但最后一環(huán)，即輸出是一個薄弱環(huán)節(jié)，因此上述雙機同時輸出，并將輸出回讀檢查措施是必不可少的，這是安全型系統(tǒng)中常用的方法。1.1.1 并行輸出板（AS）系統(tǒng)中上、下行兩側(cè)，包括大區(qū)間，最多將有16個計軸區(qū)段，即將有16個軌道繼電器，根據(jù)兩個CPU同時給輸出的原則，系統(tǒng)共需4塊輸出板（AS），共有32個輸出，見圖10所示，對于不需要的輸出板，可以不插，為美觀起見，可加一補空板（不是跨接板）。自CPU2擴展bit01I/O-2子架2AS13(12H)456bit7GF11GF211V

32、gF3.1G匚d1GI4.1GF5.1GF6.1GF7.1GF8.1自CPU2擴展bit01I/O-2子架2AS23(14H)456bit7n4田9.1用10.111.1下總線12.1仃13.1側(cè)14.1區(qū)15.1間16.1自CPU1擴展總線bit01I/O-2子架2AS33(13H)456bit7-GF1.2C匚O9GF2.2324.25.26.27.28.2自CPU1擴展總線/bit01I/O-2子架2AS43(15H)456bit7J9.210.211.212.213.214.215.216.2圖10輸出配置注：計軸區(qū)段出清時（即不占用時）輸出為1。用于上行側(cè)區(qū)間2.4.2軌道繼電器因為

33、GFX.1和GFX.2是非安全型繼電器，且只有一組接點，因此都需要增加復(fù)示，作為軌道繼電器使用。復(fù)示繼電器都用安全型繼電器，并需采取特別措施，以保證故障一一安全，見后續(xù)。JGJQKZ24j二QKF2414147QGJ114XDQGJ24、 ,11QGJ1GF1.11QGJ2GF1.2GF7.17QGJ2GF7.2XDQGJ1GF8.1GF8.2GF9.19QGJ1GF9.2GF15.1GF15.2GF16.1GF16.2149QGJ24QKF2415QGJ1115QGJ214SDQGJ114SDQGJ214圖11軌道繼電器（復(fù)示繼電器）ACE的每個EAK接口可并接8個EAK30C,即可有8個測

34、軸點，而每兩個測軸點構(gòu)成一個計軸區(qū)段，每個計軸區(qū)段設(shè)XQGJ1和XQGJ2一對軌道繼電器，因此ACE每側(cè)可有7個計軸區(qū)段。（未包括大區(qū)間區(qū)段）為了在某些情況下計軸自動閉塞停用時，不致太大地影響運輸效率，我們設(shè)計院向SEL公司提出了增加大區(qū)間檢查的功能，作為計軸自動閉塞的后備方案。實現(xiàn)此方案就要求有監(jiān)督大區(qū)間內(nèi)列車是否出清的設(shè)施，為此把離相鄰兩站最近的兩個測軸點視為一個計軸區(qū)段，ACE對大區(qū)間內(nèi)軸數(shù)的運算結(jié)果，用輸出板上bit7位輸出，即GF8.1、GF8.2和GF16.1、GF16.2,與之對應(yīng)的軌道（復(fù)示）繼電器為XDQGJ1、XDQGJ2和SDQGJ1、SDQGJ2。（固定作為最后一個區(qū)段

35、使用）2.4.3監(jiān)督回路由于CPU的輸出屬于非安全電路，如GFX.1或GFX.2可能粘接點，或驅(qū)動芯片1411有擊穿等情況時，軌道繼電器可能錯誤吸起（當(dāng)然不考慮一對GF輸出同時故障的情況），為此利用每對復(fù)示繼電器的接點狀態(tài)回送到CPU內(nèi)加以檢查，見圖12,一旦發(fā)現(xiàn)一對復(fù)示繼電器的接點不一致，就切斷所有軌道繼電器的電源，如果一對復(fù)示繼電器本應(yīng)吸起，由于斷線等原因，其中之一落下，其結(jié)果也會使所有軌道繼電器落下。圖12中，如果1QGJ2因故落下，就切斷了Egb1和Egb2中bit0的輸入，而Egb1和Egb2是并列地連到兩個CPU輸入總線上的，因此兩個CPUtt勻感知輸出部分已經(jīng)出現(xiàn)了不安全因素，立

36、即使監(jiān)督板TKUel和TKUe2的輸出切斷條件電源，JGJ落下，因此所有軌道繼電器均落下。為了恢復(fù)正常工作，只有排除故障后，利用JTA才能使監(jiān)督回路重新得到條件電源，見圖13。圖13監(jiān)督回路中的接通按鈕當(dāng)按壓JTA按鈕時，如果所有軌道繼電器已恢復(fù)正常，Egbl和Egb2的bit0有輸入，兩個CPU的TKUel和TKUe2接點接通，則監(jiān)督電路會得到穩(wěn)定的條件電源，JGJ吸起，使各軌道繼電器吸起。必須注意到，作為監(jiān)督工具，其組成部分的TKUelTKUe2和Egbl、Egb2也是非安全電路，因此對其本身CPUm要進行監(jiān)督檢查。在ACE開機和以后每隔24小時，都要對其進行檢測，具體步驟是使TKUel和

37、TKUe2分另1J斷開三次，每次500ms,如果Egbl和Egb2的bit0輸入隨之而變，則表明測試成功（緊急切斷試驗），如果測試失敗，計算機將進入暫停狀態(tài)，當(dāng)然會相繼切斷TKUe1和TKUE2的接點，使所有軌道繼電器落下，倒向安全。緊急切斷試驗中，為了不使所有軌道繼電器錯誤失磁落下，將采取措施以渡過500ms的短暫時間，因此在JGJ上并聯(lián)200uf電容，使JGJ保持在吸起狀態(tài)，從而也保持了軌道繼電器的吸起。由于采用了監(jiān)督手段，所以XQGJ1和XQGJ2可以分別在電路中加以應(yīng)用。2.5 串行接口4個UART構(gòu)成安全型串行接口總線，接口中2個接至EAK數(shù)據(jù)總線、2個接至相鄰ACE數(shù)據(jù)總線。另外2

38、個預(yù)處理器用于微機聯(lián)鎖的安全型串行接口。調(diào)制解調(diào)器符合CCITTV.2l（300bps,二線全雙工）和CCITTV.23（1200bps,四線全雙工）規(guī)定。通信模式和發(fā)送電平的設(shè)置，利用調(diào)制解調(diào)器板上的開關(guān)完成。2.5.1 至EAK和相鄰ACE的串行接口分別受控于兩個CPU的2個UART用于收、發(fā)相鄰ACE或EAK的串行數(shù)據(jù)，通過I/O鎖存器的控制口（輸出UMSXimUMSX2來切換數(shù)據(jù)。接收數(shù)據(jù)是并行地送至2個UART見圖14所示。圖14串行數(shù)據(jù)切換閉塞接口（即AC&和ACEi+i）設(shè)計為可同時互傳安全型數(shù)據(jù)。2.5.2 至微機聯(lián)鎖的串行接口此串行接口的設(shè)計也可同時互傳安全型數(shù)據(jù)。兩

39、個預(yù)處理器，每個接至一個擴展數(shù)據(jù)總線，預(yù)處理器通過數(shù)據(jù)通信協(xié)議服務(wù)于各自的CPU通過各自的擴展總線，由CPU依次輪詢。每個預(yù)處理器在CP曲制下交替地發(fā)送各自的安全型信息，見圖15所示。至微機聯(lián)鎖圖15至微機聯(lián)鎖接口2.6 數(shù)據(jù)比較串行和并行接口的輸出數(shù)據(jù)，事先在兩個CPU之間進行交換及校核，以保證兩組計算數(shù)據(jù)完全一致。校核之后，串行數(shù)據(jù)輸出至UART對并行數(shù)據(jù)，則將存放在總線適配器（BAnp）中，用控制命令SPUM輸送至輸出板。同樣，串行和并行接口的輸入數(shù)據(jù)，也在兩個CPU之間進行交換和校核。數(shù)據(jù)交換通過擴展數(shù)據(jù)總線的前部電纜進行，見圖16。計算機總線1計算機總線2擴展總線1擴展總線2圖16數(shù)

40、據(jù)交換數(shù)據(jù)交換按以下步驟進行：一個CPU在I/O鎖存的控制口上輸出一同步脈沖（SYNC,同時核對另一個CPU否也同樣做了。當(dāng)兩個CPUS立同步后，內(nèi)部時間亦同步，數(shù)據(jù)交換正式開始。2.7 電源供給ACE由交流220伏電源供電，I/O子架上的AC/DC變換器實現(xiàn)電源與電子電路的隔離。2.8 故障一一安全反應(yīng)2.8.1 計算機暫停下述故障將導(dǎo)致計算機停止其正常操作：1）計算機的內(nèi)部故障（CPU/RAM/EPROM2）兩計算機不同步3）計算數(shù)據(jù)不正確4）編碼器數(shù)據(jù)有誤5）IMC（間隔測量電路，亦稱看門狗）檢測不正常6）安全型并行輸入不一致在上述情況下，只有診斷接口尚可工作?；謴?fù)兩計算機的工作，需要人

41、工啟動，在中斷控制板（Ubrst）上的開關(guān)就是為此而設(shè)的，見2.8.4。在操作不正常的情況下，在IMC（即看門狗監(jiān)督每個計算機輸出正常間隔的“生命”脈沖）切斷并行輸出的場合，電路將關(guān)閉與安全型繼電器有關(guān)的電源?！吧泵}沖見圖17,系統(tǒng)時鐘：T=6.6ms。系統(tǒng)時鐘LTLTLnLrLruiRrirLrL“生命”脈沖66ms*.66msReset（復(fù)位）圖17“生命”脈沖一旦IMC切斷了安全型輸出，只有在正確的時間利用復(fù)位脈沖（Reset）才能恢復(fù)。（Reset脈沖見圖17所示）2.8.2 安全型并行輸出故障當(dāng)檢測到安全型并行輸出故障時，計算機將撤消送給IMC的“生命”脈沖，導(dǎo)致切斷安全型繼電器

42、（復(fù)示繼電器）的條件電源。計算機將繼續(xù)向相鄰ACE和微機聯(lián)鎖提供串行計軸數(shù)據(jù)。短路IMC的接點可恢復(fù)CPUMIMC的正常操作。2.8.3 安全型處理器的自檢處理器執(zhí)行下述內(nèi)容的周期性檢查：1 ）CPURAWEPROM2 ）數(shù)據(jù)編碼器3 ）IMC和監(jiān)督環(huán)4 ）EAK30C勺自檢CPU/RAM/EPROM的檢測在背景任務(wù)中完成，其它三項檢測則在每24小時調(diào)用的任務(wù)中執(zhí)行。設(shè)備其它部分的檢測在狀態(tài)改變（列車運行）時進行，即體現(xiàn)在輸出繼電器上。2.8.4 電壓監(jiān)測中斷控制板（Ubrst）包括以下電源電壓監(jiān)測的電路：1） +5V（CPU1）2） +5V（CPU2）3） +15V4） +24（輸出板）前面

43、板上的開關(guān)，必要時用來以手動方式檢查電壓監(jiān)測電路是否正常工作，并接通ACE電源。3EAK30C勺結(jié)構(gòu)3.1 EAK30C的組成gn綠色指示燈rt紅色指示燈'可調(diào)電阻 R48圖18EAK30C組成EAK30C由6塊板組成（圖18）,SE-A板（發(fā)送/接收板）與磁頭接口，ZPR板（CPU雙）讀入兩個SE-A板送來的輪脈沖和監(jiān)視信號，并通過調(diào)制解調(diào)器板（MO函）接收輪詢報文和發(fā)送狀態(tài)報文，電源板（SV板）將室內(nèi)送來的電源變換成兩組24V電源，供兩CPUS使用,CPUS再產(chǎn)生5V電源，調(diào)制解調(diào)器板則產(chǎn)生土5V電源。調(diào)制解調(diào)器前面板上有一插頭供測試用。3.2 EAK30C的連線EAK30C勺連線

44、如圖19所示。/ 16SK1/E+SK1/E-+-E0 SE-A1SK1/S+SK1/S-RX (SK1)：k17匚1819TX (SK1)2021SK2/S-SK2/S+-E0 SE-A2SK2/E-SK2/E+TX (SK2)222324RX (SK2)；:25- J26600 Q2728600 a2930EAK30C202110d16 Z12ZPR1 d12 (CPU1) Z10 d10229238247d16ZPR2Z12d12(CPU2) Z10d102114221323122411DL2B1 6DL2Ad25Modd22(MODEM)d28d26命令線DL1B1 4DL1A1 3r

45、狀態(tài)線（-）SVB2SVd18(電源)d24SVA1電源（+）E0 (地)15圖19EAK30C端子SK1是磁頭1,SK2是磁頭2,TX是發(fā)送磁頭，RX是接收磁頭，命令線、狀態(tài)線和電源線通過屏蔽通信電纜與室內(nèi)相連，當(dāng)EAK30C位于線路終端時，為了阻抗匹配，要接入600Q電阻，因此將27與28、29與30短接。端子715是調(diào)整EAK地址用的，見表3所示:F子號EAK地7891011121314150*w.V14A.2.3V4,Vw.5.6.7.表3EAK地址設(shè)置的端子配線表3.3 EAK30C框圖EAK30C框圖見圖20所示。圖20室外設(shè)備框圖第三章系統(tǒng)軟件和通信AzL90-3型計軸系統(tǒng)由室內(nèi)

46、ACE和室外EAK30C組成。每個EAK30C具有兩臺相同的計算機（ZPR）,它們互相獨立的計軸，每個ZPR又同時與兩個S/E-A單元接口，通過該接口讀入輪脈沖和監(jiān)視信號，根據(jù)ACE的命令發(fā)出自測（模擬部分）控制信號。此外，EAK30C還提供一個調(diào)制解調(diào)器接口，通過該接口與ACE通信，接收來自ACE的命令，并發(fā)送狀態(tài)報文給ACE。ACE具有兩組并行口，其中一組是并行輸入口，用于“預(yù)復(fù)位”輸入，另一組是并行輸出口，用于驅(qū)動安全型的復(fù)示繼電器。ACE還具有對微機聯(lián)鎖、EAK、相鄰ACE等五個串行接口，目前只使用了對EAK的接口，通過兩個EAK接口，依次輪詢各EAK30C（輪詢報文有時帶有命令，因此

47、可統(tǒng)稱命令報文），并接收來自EAK的狀態(tài)報文。1EAK30C的任務(wù)1.1接口1.1.1每個ZPR同時與兩個S/E-A單元接口，通過此接口，讀入：輪脈沖一一監(jiān)視信號通過編碼器讀入設(shè)備的地址碼。ZPR向S/E-A單元發(fā)送：一一硬件自測（模擬部分）控制信號1.1.2第二個接口是對調(diào)制解調(diào)器的串行接口，用于接收：來自ACE的報文同時發(fā)送：給ACE的報文一一給調(diào)制解調(diào)器發(fā)送的控制信號（RTS）1.2ZPR的任務(wù)ZPR的任務(wù)分為三部分：計軸（考慮計軸的方向）一一監(jiān)視硬件的模擬部分控制串行接口1.2.1 計軸當(dāng)一車輪通過兩個磁頭時，兩個S/E-A單元均送出一個輪脈沖，如果兩個輪脈沖重疊就計一個軸。軸數(shù)根據(jù)計軸的方向存入加/減計數(shù)器中。如果先從磁頭1（SKa）收到輪脈沖，則計數(shù)器讀數(shù)加l,如果先從磁頭2（SKb）收到輪脈沖，則計數(shù)器讀數(shù)減1。軸數(shù)由10位二進制數(shù)表示。如圖21所示。計數(shù)器增1計數(shù)器減1磁頭1（SKa）磁頭2（SKb）II=計數(shù)邊界圖21計軸邊界程序中用脈沖濾波器將短于4ms的輪脈沖抑制掉，不予計數(shù)，但作為短輪脈沖（WPS）向ACE報告。1.2.2硬件監(jiān)視ZPR監(jiān)視S/E-A單元模擬電路的運行狀況，共三個方面：1）計軸功能是否正常這是依靠檢查每次收到輪脈沖以后是否啟動了計數(shù)（需要輪脈沖重疊）來確定的。如果連續(xù)兩次只從一個磁頭收到輪脈沖或軸計數(shù)器增1之后又立即減l,將發(fā)送故障報警信