LKD1-H2列控中心硬件維護手冊

LKD-2000H2型車站列控中心硬件系統(tǒng)手冊上海電務(wù)段信息技術(shù)科專業(yè)名詞解釋CIS－ComputerInterlockingSystem鐵路信號計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)TCC－TrainControlCenter地面列車控制中心系統(tǒng)CTC(TDCS、DMIS）－列車調(diào)度管理系統(tǒng)，完成列車集中調(diào)度與監(jiān)督。RSS－鐵路信號計算機監(jiān)測系統(tǒng)，完成車站設(shè)備的狀態(tài)檢測和維修。LEU－軌旁電子單元，點式(非連續(xù))列車控制系統(tǒng)中，用于沿鐵路旁存儲該段鐵路數(shù)據(jù)。BTM－車載設(shè)備，應(yīng)答器傳輸模塊ICU－InterlockComputerUnit聯(lián)鎖計算單元COMM－通訊控制器，連接ICU與操控站。SCM－手動切換模塊CCM－通訊控制模塊目錄列控中心體系結(jié)構(gòu) 頁列控中心體系結(jié)構(gòu)車站列控中心作為與鐵路現(xiàn)場打交道的設(shè)備，是一個大規(guī)模的I/O處理系統(tǒng)。它具有可靠性高、分散度強、可冗余配置的技術(shù)特色。冗余措施車站列控中心的安全計算平臺標準配置采用2取2熱備結(jié)構(gòu)，即A、B雙系冗余備份，每系分別為2取2系統(tǒng)。安全計算單元上設(shè)計有兩套控制網(wǎng)絡(luò)接口電路，即為冗余結(jié)構(gòu)。電源模塊為特殊設(shè)計，功率大，穩(wěn)定性好，實現(xiàn)冗余配置，依據(jù)實際需要在主機柜上可配置2-6個電源。容錯措施上電后，系統(tǒng)自動默認A系為主系，B系為備系，可通過手動方式切換A、B系的主備狀態(tài)。系內(nèi)、系間嚴格確保同步即嚴格執(zhí)行“輸入—運算—輸出”的周期同步。分散隔離措施A、B雙系完全獨立工作，擁有單獨的模塊、輸入/輸出接口、電源和通訊連接。采用現(xiàn)場總線技術(shù)（Profibus-DP）取代傳統(tǒng)的并行總線，使各模板的故障被有效地隔離。所有模板均帶有隔離電路，將通道上竄入的干擾源拒之系統(tǒng)之外，無需另配隔離器。迅速維修措施自診斷能力：A、B分主備系，可手/自動相互切換。主系運算，備系熱備。系內(nèi)故障靠本系自行診斷，主系診斷自己有故障后，降級為備系，備系自動升級為主系。主備切換過程中，現(xiàn)場所有設(shè)備不發(fā)生擾動。故障指示：系統(tǒng)中所有模塊均有狀態(tài)指示燈，包括運行燈、故障燈、網(wǎng)絡(luò)通信燈等。打開機柜，各模板運行狀態(tài)一目了然。此外，在系統(tǒng)歷史站上，操作人員可隨時調(diào)出系統(tǒng)狀態(tài)圖，從圖中可以看到各站、各模塊的運行狀態(tài)。帶電插拔功能：由于采用了特殊保護措施，系統(tǒng)中的所有模塊均可帶電拔插，對系統(tǒng)的運行不會產(chǎn)生任何影響。列控中心硬件構(gòu)成TCC主體硬件設(shè)備標準配置：正面：從上到下依次為電源機籠、指示燈與開關(guān)面板、ICU機籠、液晶顯示器、通訊機籠、兩個LEU；兩個UPS電源；兩個空氣開關(guān)、兩個防雷、一個保險、DB18端子等。背面：除了以上結(jié)構(gòu)，還安裝了工控機、24V西門子電源、兩個安全繼電器、一個TM432接線端子模塊、隔離變壓器等。系統(tǒng)機柜TP104:配1個電源機籠TM413＋1個ICU機籠TM410+1個通訊機籠TM414A+1塊指示燈及切換面板+4個GPS+2個LEU；電源機籠TM413：6槽位，配6塊24VDC電源TM450，分為3組，兩兩冗余輸出；ICU機籠TM410：8槽位，配4塊ICU連鎖計算單元TM420+2塊通訊控制器TM421+2塊手動切換模塊TM422，A、B系各4塊；通訊機籠TM414A:10槽位,配6塊RS422通訊模塊TM480和4塊LEU模塊TM490，A、B系各5塊；TP104系統(tǒng)控制機柜機柜結(jié)構(gòu)TCC所有的硬件都安裝在TP104機柜內(nèi)。機柜外形尺寸：800(寬)600(深)2116(高)，單位:mm。TP104機柜為框式結(jié)構(gòu)，前后開門，左右側(cè)板可拆卸，底部安裝有萬向滑輪，可隨意移動。機柜前后門下部設(shè)有通風口，機柜頂部裝有排風單元，機柜底座與機柜主體之間有橡膠絕緣。機柜內(nèi)部配線內(nèi)部接線在TCC各個硬件設(shè)備之間建立通訊聯(lián)系。機籠間的內(nèi)部接線主要有：電源線、DP通訊線、指示燈及切換開關(guān)面板連線、電源狀態(tài)連線及LEU之間的連接等。A、B系相互獨立，ICU機籠和通訊機籠有各系獨立的通訊接口、電源接口及輸入/輸出接口，不可混接。對于每個系，模塊的數(shù)據(jù)通訊采用冗余的PROFIBUS-DP總線，籠間用4孔連接器相連。其中“A＋、A－”為一對DP通訊接點，“B+、B－”為另一對DP通訊接點，互為冗余。機柜外部配線圖示外部信號電纜從機柜底部的進線孔進入機柜，由下至上走線，分別連至相應(yīng)的外部接線端子。機籠間的外部接線主要有：電源線、TM480模塊的RS422接口和TM490模塊的RJ45接口等。要求柜內(nèi)線纜走線整齊美觀并綁扎固定。外部電纜連接圖示機柜電源系統(tǒng)由供電系統(tǒng)進入TCC的交流電源線只需接火線（L）和零線（N）。必須注意：供電系統(tǒng)的交流保護地最終應(yīng)與TCC系統(tǒng)的保護地匯于一點接到大地。要求系統(tǒng)的電源必須保證連續(xù)不間斷供電（UPS）。對電源的基本要求如下：電壓：單相220AC（－15%～＋10%）頻率：50HZ±1HZ波形失真率：小于3%1路220VAC從機柜底部的進線孔進入機柜，經(jīng)空氣開關(guān)1后分為兩路，一路為機柜風扇供電，一路經(jīng)過1:1隔離變壓器后由DB端子分配成多路220VAC為UPS供電。電源模塊TM450將UPS1和UPS2輸入的兩路220VAC轉(zhuǎn)換成24VDC,為ICU機籠、通訊機籠和RS422轉(zhuǎn)換模塊供電。UPS2輸出一路經(jīng)空氣開關(guān)2后由DB端子分配成多路220VAC為工控機和液晶顯示器供電。機柜接地系統(tǒng)TCC硬件的接地系統(tǒng)包括：保護地和防雷地，在柜內(nèi)匯于一點，通過公共接地銅排接入大地。保護地：機柜體保護地、機籠保護地、電源交流保護地相連匯于柜底接地螺釘。防雷地：通訊機籠防雷接地、電源防雷器和變壓器屏蔽地匯于防雷接地排連接到柜底接地螺釘。機籠TM410、TM413、TM414A列控中心機籠包括8槽位ICU機籠TM410、6槽位電源機籠TM413和10槽位通訊機籠TM414A。用螺釘固定在機柜TP104標準19英寸4UICU機籠和通訊機籠中的模塊分屬于A、B兩系，各占一半；電源機籠中的冗余電源模塊共同為系統(tǒng)供電。當機籠中有空槽位閑置不用時，需要安裝空面板。正視圖側(cè)視圖正視圖側(cè)視圖空面板的安裝TM410ICU機籠ICU機籠共有8個槽位，配置TM420、TM421和TM422模塊共8塊，A、B系各占4塊。槽位號從前面板看過去由左至右依次為0~7號，其中0~3號插A系模塊，4~7號插B系模塊。各槽位固定一種模塊，不可插錯，具體分配如下：TM4204塊；0號槽、1號槽2塊為A系；5號槽、6號槽2塊為B系；TM4212塊；2號槽1塊為A系；7號槽1塊為B系；TM4222塊；3號槽1塊為A系；4號槽1塊為B系；槽號模塊類型A系0TM4201TM4202TM4213TM422B系4TM4225TM4206TM4207TM421A、B系各有1個4位撥碼開關(guān)設(shè)定籠號，籠號必須設(shè)成一致才可以正常通訊。ICU后背板上的2個DB25插座，是TM422模塊與“指示燈與切換面板”接口，它和DB9插座“POWERSTATED”與TM432配套使用，在列控中心系統(tǒng)中用于連接安全繼電器。ICU后背板上的3個DB9插座“POWERSTATEA/B/C”是“電源狀態(tài)輸入”接口。與TM413電源機籠背板的“電源狀態(tài)輸出”接口相連后，TM422模塊可將當前系統(tǒng)電源狀態(tài)顯示在軟件中；ICU后背板上的4個DB9插座“ICUCOM**”是TM410模塊與GPS的接口，分別與機柜內(nèi)的4個GPS相連。TM413電源機籠電源機籠有6個槽位，可配置3對TM450電源模塊，兩兩冗余均流輸出,為ICU機籠TM410、通訊機籠TM414及其它現(xiàn)場設(shè)備提供24VDC電源。TM414A通訊機籠TM414A通訊機籠有10個槽位，槽號奇偶分離。從前面板看過去第0、2、4、6、8號槽位于左側(cè)，放置A系模塊；第1、3、5、7、9號槽位于右側(cè)，放置B系模塊。槽號固定不變，各槽位放置的模塊類型也固定不變，不可插錯，具體分配如下：TM4806塊；0號槽、2號槽、4號槽3塊為A系；1號槽、3號槽、5號槽3塊為B系；TM4904塊；6號槽、8號槽2塊為A系；7號槽、9號槽2塊為B系；模塊通訊站地址=機籠籠號×10+槽號，站地址隨籠號變化。模塊外部接口和撥碼開關(guān)位于TM414A機籠的背板?；\號設(shè)定撥碼開關(guān)（4個）：A、B系各2個，兩兩冗余?；\號必須設(shè)成一致才可以正常通訊，即4個撥碼開關(guān)的設(shè)定必須相同。終端匹配撥碼開關(guān)（2個）：A、B系各1個。2個撥碼開關(guān)的狀態(tài)必須設(shè)成一致。同時撥至“ON”,連接終端匹配電阻；同時撥離“ON”，斷開終端匹配電阻。在DP通訊鏈路中，如果TM414A機籠是最末端機籠，則需要接入終端匹配電阻吸收信號反射和回波。DB9連接器（6對）：A、B系各3對，是TM480模塊的RS422通訊接口，外接CIS、CTC、RSS設(shè)備。標準RJ45接口（4對）：A、B系各2對，是TM490模塊的RJ45以太網(wǎng)接口，外接LEU設(shè)備。TM480模塊外接線圖TM490模塊外接線圖TM420ICU聯(lián)鎖計算單元特點嵌入式低功耗32位RISC處理器16MBSDRAM16MBFlash冗余配置，二取二表決1路專用安全數(shù)據(jù)表決通道，ICU雙機數(shù)據(jù)交換1路專用安全數(shù)據(jù)表決通道，系間ICU數(shù)據(jù)交換2路專用安全數(shù)據(jù)交換通道，分別向2個COMM傳送數(shù)據(jù)1路Profibus-DP控制網(wǎng)復位按鈕、硬件看門狗支持熱插拔原理框圖指示燈技術(shù)指標型號TM420聯(lián)鎖計算模塊基本性能電源CPU32位RISC處理器工作電源24VDC±5%SDRAM16MB功率消耗Max.7.5W@24VFlash16MB工作環(huán)境通訊工作溫度0℃~安全數(shù)據(jù)表決通道2路通訊速率：10Mbps工作濕度5%~90%，無冷凝存儲溫度-20℃~安全數(shù)據(jù)交換通道2路通訊速率：10Mbps存儲濕度5%~90%，無冷凝物理特性PROFIBUS-DP控制網(wǎng)1路通訊速率：1.5Mbps尺寸規(guī)格（寬×高×深）53mm×173安裝方式機籠安裝安裝機籠TM410ICU機籠TM421通訊控制器特點嵌入式486DX4100MHz兼容處理器16MBSDRAM16MBFlash4路安全數(shù)據(jù)交換通道，記錄、監(jiān)控A、B系ICU數(shù)據(jù)1路10Base-T以太網(wǎng)，與上層操作站進行數(shù)據(jù)交換復位按鈕，硬件看門狗支持熱插拔原理框圖指示燈技術(shù)指標TM421通訊控制模塊基本性能電源CPUIntel486DX4兼容100MHz工作電源24VDC±10%SDRAM16MB功率消耗Max.10W@24VFlash16MB工作環(huán)境通訊工作溫度0℃~安全數(shù)據(jù)交換通道4路通訊速率：10Mbps工作濕度5%~90%，無冷凝存儲溫度-20℃~監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)1路通訊速率：10Mbps存儲濕度5%~90%，無冷凝物理特性尺寸規(guī)格（寬×高×深）53mm×173mm安裝方式機籠安裝安裝機籠TM410ICU機籠TM422手動切換模塊概述手動切換A/B系主從狀態(tài);驅(qū)動互鎖安全繼電器互鎖安全繼電器可有效防止A、B系同時為主，進一步增強了TCC系統(tǒng)的可靠性。并采集安全繼電器狀態(tài);互鎖安全繼電器可有效防止A、B系同時為主，進一步增強了TCC系統(tǒng)的可靠性。監(jiān)測電源狀態(tài)、顯示當前系工作狀態(tài);2路PROFIBUS-DP總線;雙CPU工作方式，對數(shù)據(jù)結(jié)果進行2取2表決，通過2條DP總線把表決結(jié)果分別上報給2個系的ICU。輸出采用雙端控制，每個CPU控制一端，保證輸出的可靠性；當此模塊不存在時，兩系自動工作，通過網(wǎng)絡(luò)來自動確定兩系的主從狀態(tài)。電源過流保護功能；容錯和自診斷功能；與機柜正面“狀態(tài)指示與控制指示燈狀態(tài)指示與控制面板技術(shù)指標TM422手動切換模塊基本參數(shù)輸入通道24路18路24VDC電源狀態(tài)檢測；4路安全繼電器狀態(tài)2路切換開關(guān)狀態(tài)檢測輸出通道5路3路LED燈狀態(tài)；1路安全繼電器驅(qū)動1路安全繼電器狀態(tài)采集驅(qū)動工作周期60ms隔離電壓1500Vrms電源工作電壓24VDC±5%功率消耗<7W@24V工作環(huán)境工作溫度-5℃~工作濕度5%~90%，無冷凝存儲溫度-20℃~存儲濕度5%~90%，無冷凝物理特性尺寸規(guī)格（寬×高×深）53mm×173mm安裝方式機籠安裝安裝機籠TM410ICU機籠TM432切換面板端子模塊功能TM432端子模塊是TM422手動切換模塊與切換面板、安全互鎖安全繼電器的連接部件，與TM422共同完成切換信號的采集及系統(tǒng)狀態(tài)的顯示。接線TM432通過兩根25針預制電纜和一根9針預制電纜與TM410機籠相連；TM432通過自制散線與切換面板、安全互鎖繼電器相連，散線標識如表1所示。接線時，散線標識要與TM432的接線端子標識一一對應(yīng)。安全互鎖繼電器采用PSR-SCP-24UC/URM/5×1/2×2型。其中A1/A2為繼電器線圈正負接點，71/72為常閉接點，23/24、43/44、53/54為3對常開接點。表1TM432接線端子/散線標識說明標識含義標識含義AM+A系主指示燈正端AM-A系主指示燈負端AS+A系備用指示燈正端AS-A系備用指示燈負端AE+A系故障指示燈正端AE-A系故障指示燈負端AK+A系為主正端AK-A系為主負端BM+B系主指示燈正端BM-B系主指示燈負端BS+B系備用指示燈正端BS-B系備用指示燈負端BE+B系故障指示燈正端BE-B系故障指示燈負端BK+B系為主正端BK-B系為主負端AA1A繼電器A1號接線端子BA1B繼電器A1號接線端子AA2A繼電器A2號接線端子BA2B繼電器A2號接線端子A23A繼電器23號接線端子B23B繼電器23號接線端子A24A繼電器24號接線端子B24B繼電器24號接線端子A43A繼電器43號接線端子B43B繼電器43號接線端子A44A繼電器44號接線端子B44B繼電器44號接線端子A53A繼電器53號接線端子B71B繼電器71號接線端子A54A繼電器54號接線端子B72B繼電器72號接線端子A71A繼電器71號接線端子A72A繼電器72號接線端子安裝TM432端子模塊采用35mmDIN軌道安裝方式，通過模塊底部的支架將模塊固定在橫向?qū)к壣?。安裝方向：面對導軌，模塊的接線端子位于上側(cè)。步驟1：傾斜模塊，使模塊的上側(cè)卡槽卡住35mmDIN導軌的邊沿。步驟2：輕推模塊使下側(cè)卡槽卡入35mmDIN導軌邊沿。當聽到“咔嗒”一聲時，說明模塊已安裝到位。拆卸步驟1：朝箭頭方向用力使下側(cè)卡槽翹起，脫離35mmDIN導軌的邊沿。步驟2：旋轉(zhuǎn)模塊將上側(cè)卡槽扳離35mmDIN導軌。技術(shù)指標TM432切換面板端子模塊平均故障間隔時間（MTBF）≥106h物理特性尺寸規(guī)格（寬×高）115mm×安裝方式導軌安裝工作環(huán)境工作溫度-5℃~工作濕度5%~90%，無冷凝存儲溫度-20℃~存儲濕度5%~90%，無冷凝TM480RS422通訊模塊概述實現(xiàn)TCC與CIS、CTC和RSS的通訊連接；2路PROFIBUS-DP總線；冗余RS422通訊接口,防雷保護；雙CPU工作方式,每個CPU分別實現(xiàn)DP總線與RS422總線的協(xié)議轉(zhuǎn)換；2個CPU二取二表決，如表決不一致，則模塊進入故障安全狀態(tài)；指示燈連接器針序號D型連接器信號定義1R+接收＋2T+發(fā)送＋3NC空4NC空5NC空6R-接收－7T-發(fā)送－8NC空9NC空防雷保護RS422通訊接口具有防雷保護功能，符合TB/T3074-2003《鐵道信號設(shè)備雷電電磁脈沖防護技術(shù)條件》試驗等級4（線地電壓4kV，線線電壓2kV）的要求。試驗方法：與信號傳輸線連接的設(shè)備，用波形10/700μs，按試驗等級4的要求進行正、負極性各5次，間隔為1min的線－地和線－線沖擊試驗。技術(shù)指標TM480RS422通訊模塊電氣特征RS4222路通訊隔離電壓1000Vrms防雷線地電壓4kV@10/700μs線線電壓2kV@10/700μs電源工作電壓24VDC±10%功率消耗<5W@24V工作環(huán)境工作溫度-5℃~45℃工作濕度5%~90%，無冷凝存儲溫度-25℃~存儲濕度5%~90%，無冷凝物理特性尺寸規(guī)格（寬×高×深）43mm×173mm×280mm安裝方式機籠安裝安裝機籠TM414ATM490LEU通訊模塊概述完成TCC與LEU間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；2路PROFIBUS-DP總線；冗余RJ45以太網(wǎng)接口；雙CPU工作方式,每個CPU分別實現(xiàn)DP總線與以太網(wǎng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換；2個CPU二取二表決，如表決不一致，則模塊進入故障安全狀態(tài)；指示燈連接器TM490與LEU通過直通網(wǎng)線連接，采用標準RJ45接口，信號定義如表1所示：表1RJ45連接器信號定義針序號信號定義線色含義1TData+白橙數(shù)據(jù)發(fā)送正2TData-橙數(shù)據(jù)發(fā)送負3RData+白綠數(shù)據(jù)接收正6RData-綠數(shù)據(jù)接收負技術(shù)指標TM490LEU通訊模塊電氣特征RJ45接口2路接口協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議802.310M以太網(wǎng)IP協(xié)議IPv4電源工作電壓24VDC±5%功率消耗<6W@24V工作環(huán)境工作溫度-5℃工作濕度5%~90%，無冷凝存儲溫度-25℃存儲濕度5%~90%，無冷凝物理特性尺寸規(guī)格（寬×高×深）