05 第五章 TYJL-TR9計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)《城市軌道交通聯(lián)鎖設(shè)備維護(hù)》教學(xué)課件

《城市軌道交通聯(lián)鎖設(shè)備維護(hù)》?精品課件合集第五章TYJL-TR9

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)第一節(jié)三取二計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖概述一、三取二計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的發(fā)展現(xiàn)狀三取二計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖在我國研制較晚，1995

年，鐵科院承擔(dān)“TR9

容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)”的研究，1996年

11

月

20

日鐵道部科學(xué)研究院研制出我國首套高可靠、高安全容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。TYJL-TR9

型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在哈局密山車站試點(diǎn)開通后，經(jīng)過一年多的安全運(yùn)行，于

1997

年

12

月

19

日通過了鐵道部信號(hào)專家組的鑒定。鑒定意見為：這套系統(tǒng)符合鐵道部《微機(jī)聯(lián)鎖暫行技術(shù)條件》，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。截止2000年，TYJL-TR9

型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)已開通天津鐵廠十號(hào)區(qū)、晏城、晏城北、虞城、劉廟、衡山、淦田等近

50

個(gè)車站。在城軌交通中，德國西門子公司的正線計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖

SICAS

系統(tǒng)，其主機(jī)有兩種冗余方式：二取二熱備方式和三取二方式?，F(xiàn)在運(yùn)行中大都采用三取二的主機(jī)結(jié)構(gòu)，保證設(shè)備的安全性和可用性。目前已在我國廣州、深圳等多個(gè)城市地鐵中運(yùn)用，ATP/ATO

軌旁設(shè)備采用

SIMIS-3216

故障-安全計(jì)算機(jī)，三取二安全型冗余結(jié)構(gòu)，已經(jīng)有近

20

年的安全運(yùn)營實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，其技術(shù)成熟度、使用狀態(tài)已經(jīng)得到市場的認(rèn)可。二、三取二計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的基本結(jié)構(gòu)

三機(jī)多數(shù)表決系統(tǒng)是一種利用故障屏蔽技術(shù)構(gòu)成的可靠性和故障-安全多重計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)框圖如圖

5.1

所示。系統(tǒng)共有

A、B、C

三個(gè)相同的主機(jī)，每個(gè)主機(jī)可以看成是系統(tǒng)中的一個(gè)模塊。三個(gè)模塊同時(shí)執(zhí)行一樣的操作，其輸出送到“表決器”的輸入端，然后把表決器的輸出作為系統(tǒng)的輸出。系統(tǒng)由三個(gè)相同的、各自獨(dú)立的、對命令同步工作的計(jì)算機(jī)組成。過程數(shù)據(jù)由三個(gè)通道輸入，進(jìn)行比較并同時(shí)進(jìn)行多數(shù)表決。只有當(dāng)兩個(gè)或三個(gè)通道的處理結(jié)果相同時(shí)，結(jié)果才能輸出。獨(dú)立于數(shù)據(jù)流的在線計(jì)算機(jī)檢測功能可確保及時(shí)檢查出偶然故障。這一檢測在一定的周期內(nèi)完成一次，一旦檢測出了第一個(gè)故障，相關(guān)的通道會(huì)被切除，系統(tǒng)將按二取二系統(tǒng)方式繼續(xù)工作。

三機(jī)系統(tǒng)的基本原理是：首先以承認(rèn)“多數(shù)模塊的輸出是正確的”為基本出發(fā)點(diǎn)，實(shí)行“多數(shù)表決”的糾錯(cuò)原理，用三取二的表決結(jié)果作為系統(tǒng)的正確輸出。這樣，可以屏蔽任一個(gè)模塊的故障對系統(tǒng)的影響。

編輯時(shí)移動(dòng)錯(cuò)誤造成的不通順語句，已經(jīng)刪除。

圖

5.1三取二冗余結(jié)構(gòu)圖三機(jī)系統(tǒng)中的故障處理機(jī)構(gòu)是表決器，它按三取二多數(shù)表決方式進(jìn)行工作，只要三個(gè)模塊中的任意兩個(gè)模塊的輸出一致時(shí)，則把這個(gè)一致性的輸出作為系統(tǒng)的輸出，且認(rèn)為系統(tǒng)在可靠工作，而不管第三個(gè)主機(jī)模塊是否發(fā)生故障。表決器的配置采用以下兩種形式：一種是把表決器設(shè)在接口電路的輸出端；另一種是把表決器設(shè)置在三個(gè)主機(jī)的輸出接口總線上，在表決器的輸出側(cè)連接三個(gè)主機(jī)的共用輸出接口。在國內(nèi)已知的三取二系統(tǒng)中，各機(jī)之間的同步比較是通過各主機(jī)之間建立的通信通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將它機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到本機(jī)的內(nèi)存中，然后進(jìn)行比較。這樣的比較方法，雖然最終也能發(fā)現(xiàn)雙機(jī)不一致的錯(cuò)誤，并采取倒向安全的措施，但是比較的數(shù)據(jù)范圍有限，只能對內(nèi)存中所交換的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)間滯后，常常是表決器發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，采取安全措施的時(shí)機(jī)滯后。另外由于三取二系統(tǒng)參與安全控制的部件較多，其可靠性相對也較低。第二節(jié)TYJL-TR9

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的設(shè)備組成及功能特點(diǎn)一、TYJL-TR9

系統(tǒng)主要功能TYJL-TR9

容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)已開通多個(gè)車站，具有排列列車、調(diào)車進(jìn)路，引導(dǎo)總鎖閉，單操單鎖封閉道岔，單溜等功能，完全滿足鐵路車站、編組場、城軌車輛段等各種聯(lián)鎖作業(yè)要求，符合鐵道部《微機(jī)聯(lián)鎖暫行技術(shù)條件要求》。二、TYJL-TR9

容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)特點(diǎn)1.沒有單點(diǎn)故障的高可靠性（1）車務(wù)人機(jī)接口：數(shù)字化儀+鼠標(biāo)。（2）上位監(jiān)控機(jī)雙冗余：自動(dòng)切換+手動(dòng)切換。（3）通信通道四冗余。（4）電源雙冗余。（5）CPU

三重化。（6）TRIBUS、I/O

總線、通信總線三重化。（7）I/O

電路三重化。（8）I/O

模塊雙冗余。車務(wù)人機(jī)接口部分可以以數(shù)字化儀為主用，鼠標(biāo)為備用；上位監(jiān)控機(jī)雙機(jī)熱備；聯(lián)鎖系統(tǒng)雙路電源互為備用，有一個(gè)即可正常供電；聯(lián)鎖主處理器可采用

3-2

運(yùn)行方式（即三個(gè)

CPU

都正常，則三取二運(yùn)算，有一個(gè)CPU故障，則二取二運(yùn)算）；I/O板內(nèi)各點(diǎn)都有三條獨(dú)立分電路并進(jìn)行三取二運(yùn)算，有一電路故障仍可繼續(xù)正常工作，所以容錯(cuò)聯(lián)鎖系統(tǒng)中任何單元件、單電路故障不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。2.通過國際認(rèn)證和鐵道部鑒定的高安全性（1）通過德國安全認(rèn)證機(jī)構(gòu)

TUV

六級(jí)認(rèn)證。

（2）達(dá)到

IEC1508

安全標(biāo)準(zhǔn)

3

級(jí)：每小時(shí)出現(xiàn)危險(xiǎn)的概率為

108～107。（3）對

I/O

電路的“短路”和“開路”檢測，取消了動(dòng)態(tài)繼電器。（4）通過了鐵道部專家組鑒定。由于具備三重冗余結(jié)構(gòu)及極高的診斷覆蓋率，本系統(tǒng)的容錯(cuò)聯(lián)鎖主機(jī)通過了德國安全認(rèn)證機(jī)構(gòu)TUV的六級(jí)認(rèn)證并達(dá)到

IEC1508

安全標(biāo)準(zhǔn)的

3

級(jí)（連續(xù)運(yùn)行每小時(shí)出現(xiàn)危險(xiǎn)故障的次數(shù)為

10－8～10－7）。另外，I/O

板對結(jié)點(diǎn)的“STUCKON”（粘在接通狀態(tài)）和“STUCKOFF”（粘在斷開狀態(tài)）自診斷保證了的系統(tǒng)

I/O的故障安全。聯(lián)鎖軟件完全滿足鐵道部《微機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)條件》，并通過了鐵道部專家組的鑒定。3.雙機(jī)和三機(jī)的高可用性（1）上位監(jiān)控機(jī)的雙機(jī)熱備。（2）聯(lián)鎖主機(jī)的三取二結(jié)構(gòu)。（3）采用IEC1508標(biāo)準(zhǔn)MIL_STD故障率計(jì)算MTTF為200年。（4）1994年TRICONEX公司根據(jù)維修記錄計(jì)算

MTTF

為

1

000

年。

已刪除了無法考證的內(nèi)容

原文沒有MTTF，是否應(yīng)加上？不用加，MTTF是修復(fù)前平均時(shí)間）是指某個(gè)元件預(yù)計(jì)的可運(yùn)作平均時(shí)間，和維修記錄無關(guān)。4.高可靠的聯(lián)鎖軟件（1）以

IEC1131

為標(biāo)準(zhǔn)的TRISTATION1131編程環(huán)境，提供了很好的文檔管理機(jī)制，有利于提高聯(lián)鎖軟件的可靠性和安全性。（2）聯(lián)鎖安全軟件與聯(lián)鎖功能軟件的分離，降低了軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。（3）通用聯(lián)鎖模塊庫與定制特殊功能模塊相結(jié)合，提高了聯(lián)鎖軟件的通用性和靈活性。（4）“貼圖”編程方式降低了編程的復(fù)雜性，提高了聯(lián)鎖軟件的開放性。（5）“CAD”編程方式可大大減少編程工作量，減少人為差錯(cuò)。5.簡單的設(shè)計(jì)和施工（1）內(nèi)部是完整的三取二系統(tǒng)，外部的接口是一套系統(tǒng)。（2）沒有切換電路，I/O

電纜只有一套，取消了動(dòng)態(tài)繼電器。盡管聯(lián)鎖系統(tǒng)是完整的三重化系統(tǒng)，但是其三重化完全在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，對外界來講只是一套系統(tǒng)，也就是說外界沒有復(fù)雜的切換電路，I/O

電纜也只有一套，數(shù)量比雙機(jī)熱備系統(tǒng)減少了一半，設(shè)計(jì)與施工的工作量大大減少，同時(shí)減少了整個(gè)系統(tǒng)的故障點(diǎn)，便于維修。6.便于系統(tǒng)維護(hù)（1）完善的自診斷能力。（2）清晰的故障顯示。（3）在線故障模塊替換。（4）不需要任何特殊知識(shí)、專用工具，不用動(dòng)任何配線。廣泛的在線自診斷功能能迅速診斷、定位故障點(diǎn)，現(xiàn)場維護(hù)人員只需根據(jù)聯(lián)鎖系統(tǒng)的狀態(tài)燈和電務(wù)維修機(jī)上的詳細(xì)提示，對故障板簡單地進(jìn)行在線替換即可，不需要特別的專業(yè)知識(shí)，不需要任何特殊工具，不需要?jiǎng)尤魏闻渚€。7.能帶故障安全運(yùn)行（1）沒有單故障引起停機(jī)。（2）熱備模塊自動(dòng)切換。（3）遠(yuǎn)程診斷可遠(yuǎn)程分析故障。由于單點(diǎn)故障不影響聯(lián)鎖系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此在現(xiàn)場無備用模塊或維修人員不在等情況下，聯(lián)鎖系統(tǒng)仍可帶故障正常運(yùn)行。另外在有熱備用模塊的情況下，聯(lián)鎖系統(tǒng)能自動(dòng)完成切換功能，并作出故障報(bào)警，停止故障模塊工作。遠(yuǎn)程診斷功能可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的故障診斷，在遠(yuǎn)處能了解系統(tǒng)的故障情況，便于根據(jù)具體情況派相應(yīng)人員進(jìn)行維修。三、硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)TYJL-TR9

型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)有硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。其硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與

TYJL-Ⅱ型雙機(jī)熱備計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)類似，有以下幾個(gè)組成部分：容錯(cuò)聯(lián)鎖主機(jī)、監(jiān)控機(jī)、控制臺(tái)、電務(wù)維修機(jī)、系統(tǒng)電源、接口架及繼電器組合架，以及與其配套的計(jì)算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)（可選用）、遠(yuǎn)程診斷設(shè)備、調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)等，如圖5.2

所示。下面對各主要部分進(jìn)行簡要說明。圖

5.2TYJL-TR9

型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖1.容錯(cuò)聯(lián)鎖機(jī)聯(lián)鎖機(jī)是車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中的核心部分。它主要對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行信息采集，通過監(jiān)控機(jī)接收值班員發(fā)出的操作命令，由聯(lián)鎖程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，根據(jù)不同的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行驅(qū)動(dòng)輸出，直接動(dòng)作組合架上的繼電器，控制現(xiàn)場的信號(hào)設(shè)備，并把現(xiàn)場的狀態(tài)傳遞給監(jiān)控機(jī)，以便在控制臺(tái)上顯示。聯(lián)鎖機(jī)由以下幾部分組成：（1）聯(lián)鎖機(jī)籠（8110）。（2）主處理器模塊（3006，3008），主要功能是進(jìn)行邏輯運(yùn)算。（3）電源模塊（8312），主要功能是提供計(jì)算機(jī)工作的內(nèi)部電源。（4）采集模塊（3564），用于采集現(xiàn)場信息，并傳遞給處理器模塊。（5）驅(qū)動(dòng)模塊（3674），用于執(zhí)行處理器的命令，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場繼電器。（6）通信模塊（4119A），用于聯(lián)鎖機(jī)和其他設(shè)備之間進(jìn)行通信。2.監(jiān)控機(jī)監(jiān)控機(jī)也稱上位機(jī)，和控制臺(tái)連成一體，完成人機(jī)接口功能（圖形顯示，命令下達(dá)），同時(shí)與聯(lián)鎖機(jī)完成高可靠高安全的信息交換，并和電務(wù)維修機(jī)進(jìn)行信息交換。（1）主要組成：兩臺(tái)上位監(jiān)控機(jī)、網(wǎng)絡(luò)接口、音響接口。（2）主要功能：①兩臺(tái)互為熱備的工業(yè)控制機(jī)組成上位監(jiān)控機(jī)，可自動(dòng)切換和手動(dòng)切換。②完成圖形顯示、命令輸入。③完成與聯(lián)鎖機(jī)信息交換。3.電務(wù)維修機(jī)電務(wù)維修機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)與上位監(jiān)控機(jī)、下位聯(lián)鎖主機(jī)相連。（1）主要組成：電務(wù)維修機(jī)、網(wǎng)絡(luò)接口、音響接口、打印機(jī)。（2）主要功能：①實(shí)時(shí)再現(xiàn)站場圖形、車務(wù)操作、系統(tǒng)狀態(tài)（I/O

狀態(tài)和模塊工作狀態(tài)），系統(tǒng)故障音響報(bào)警提示。②后臺(tái)完成對系統(tǒng)的運(yùn)行記錄（一個(gè)月范圍內(nèi)），可對以上記錄查詢、圖形再現(xiàn)和打印。③與供選配的系統(tǒng)接口，如微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)、遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)、調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)、DMIS等，可與聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。電務(wù)維修機(jī)主要參數(shù)為：586處理器，133MHz

以上主頻，32M

以上內(nèi)存，1024×768以上分辨率，WIN95操作系統(tǒng)，DELPHI編程語言。4.遠(yuǎn)程控制中心目前遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)以電話拔號(hào)、網(wǎng)絡(luò)方式與聯(lián)鎖系統(tǒng)的電務(wù)維修機(jī)聯(lián)網(wǎng)，可實(shí)時(shí)顯示站場圖形、車務(wù)操作、系統(tǒng)狀態(tài)（I/O

狀態(tài)、模塊工作狀態(tài)），并可獲取聯(lián)鎖系統(tǒng)一個(gè)月內(nèi)的所有記錄。5.系統(tǒng)電源配電柜為系統(tǒng)的各個(gè)部分提供穩(wěn)定可靠的交流電源。四、TYJL-TR9

系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)1.聯(lián)鎖軟件的構(gòu)成及特點(diǎn)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件按系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)劃分為三個(gè)軟件包：人機(jī)對話處理軟件包、聯(lián)鎖邏輯處理軟件包和執(zhí)行表示軟件包。各種軟件包之間由專用通信軟件實(shí)現(xiàn)溝通。人機(jī)對話處理軟件包不涉及行車安全，主要包括按鈕命令處理和進(jìn)路初選軟件，圖像顯示軟件和記錄、儲(chǔ)存、打印軟件。聯(lián)鎖軟件主要有以下幾方面的特點(diǎn)：（1）軟件數(shù)據(jù)模塊的連接結(jié)構(gòu)與站場的幾何圖形完全對應(yīng)，也就是說采用站場圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場的每一信號(hào)、道岔和區(qū)段在程序中均有其對應(yīng)的數(shù)據(jù)模塊，相鄰的模塊通過上下鏈數(shù)據(jù)指針相互連接。一個(gè)數(shù)據(jù)模塊是描述某個(gè)信號(hào)（或道岔區(qū)段）的特征的所有數(shù)據(jù)的集合。對于不同的站場，數(shù)據(jù)各不相同，而聯(lián)鎖程序編制成通用的。（2）程序模塊采用分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，程序模塊分為選路、確選、鎖閉、開放信號(hào)等若干個(gè)子模塊。一個(gè)程序鏈接層可類比站場網(wǎng)絡(luò)型繼電聯(lián)鎖（型號(hào)6502）的一條網(wǎng)絡(luò)線，采用此種結(jié)構(gòu)使程序?qū)哟吻逦?，并提高了程序模塊的獨(dú)立性。在安全方面，這種分層遞進(jìn)的結(jié)構(gòu)也比聯(lián)鎖表檢查方式好，因?yàn)槁?lián)鎖檢查是多層的，上一層的錯(cuò)誤往往會(huì)被下一層發(fā)現(xiàn)，必須在相鄰的上一層通過后才允許進(jìn)入下一層，在層次的傳遞過程中還得進(jìn)行多種校核。這些措施使得聯(lián)鎖程序具有了相當(dāng)?shù)臋z測能力，在聯(lián)鎖運(yùn)算的同時(shí)，也間接地檢查了聯(lián)鎖機(jī)硬件本身。因?yàn)橐坏┻@些校核不一致，就意味著有錯(cuò)誤出現(xiàn)。（3）聯(lián)鎖程序采用冗余編碼方式，以減少形成危險(xiǎn)錯(cuò)誤的可能性。（4）程序具有較完善的錯(cuò)誤輸出指示。這些錯(cuò)誤可分為三類：操作人員操作錯(cuò)誤、現(xiàn)場設(shè)備的故障和微機(jī)本身的錯(cuò)誤。在此程序中共設(shè)有二百多個(gè)錯(cuò)誤出口，給出錯(cuò)誤信息顯示，并可記錄、打印。對于不同的錯(cuò)誤輸出，程序采取程序卷回、重復(fù)運(yùn)算、報(bào)警等不同處理辦法。2.聯(lián)鎖軟件的編制TYJL-TR9

型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的聯(lián)鎖軟件采用了

TRISTATION-1131

編制。該開發(fā)軟件以

IEC1131作為標(biāo)準(zhǔn)，在功能上充分地考慮了軟件設(shè)計(jì)的安全性和可靠性，提供了一系列的保密授權(quán)等級(jí)管理措施及完善的可打印文檔。聯(lián)鎖軟件采用功能圖塊編制，邏輯關(guān)系簡潔高效、清晰易懂、易于調(diào)試、易于修改、易于審核，該軟件生成的程序及有關(guān)報(bào)告文件本身就是相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范文檔。采用面向?qū)ο蟮木幊谭绞?，如信?hào)、道岔、區(qū)段等聯(lián)鎖邏輯均做成標(biāo)準(zhǔn)模塊（如同電氣集中的標(biāo)準(zhǔn)組合），經(jīng)嚴(yán)格審核、測試后，加入到聯(lián)鎖軟件庫中，便于以后具體站場聯(lián)鎖使用。聯(lián)鎖軟件庫的管理十分嚴(yán)格，但是其建立和完善卻十分方便，如具體站場需要新增加一特殊模塊，只需根據(jù)有關(guān)原則，按部就班地編制有關(guān)聯(lián)鎖邏輯，并經(jīng)過審核、測試，即可加入到聯(lián)鎖軟件庫中，供具體站場使用。具體站場的聯(lián)鎖軟件的編制采用圖形繪制（如同電氣集中的組合拼裝），十分形象直觀。為了減少人為差錯(cuò)，提高軟件的可靠性，這部分現(xiàn)在由FS系列微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)提供。TYJL-TR9型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的聯(lián)鎖軟件采用這種形象直觀的編程方式，并且不用太多考慮系統(tǒng)硬件的安全性，只需關(guān)心聯(lián)鎖軟件自身的可靠性、安全性，因此十分簡單清晰，有利于保證聯(lián)鎖軟件的高可靠性、高安全性。聯(lián)鎖軟件庫具備很好的繼承性和封裝性，為今后的聯(lián)鎖軟件庫的完善提供了方便。并且這些聯(lián)鎖軟件庫的相應(yīng)文檔是提供國際認(rèn)證的最好材料。第三節(jié)TYJL-TR9

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的基本工作原理TYJL-TR9

型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖主要由容錯(cuò)聯(lián)鎖機(jī)、監(jiān)控機(jī)、電務(wù)維修機(jī)、遠(yuǎn)程控制中心、系統(tǒng)電源配電柜等組成。本節(jié)主要介紹各組成部分的工作原理。一、聯(lián)鎖機(jī)1.容錯(cuò)聯(lián)鎖主機(jī)原理TYJL-TR9

型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)容錯(cuò)聯(lián)鎖機(jī)原理如圖

5.3

所示。TYJL-TR9

型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的容錯(cuò)聯(lián)鎖機(jī)的容錯(cuò)能力是通過系統(tǒng)從輸入模塊、主處理器模塊到輸出模塊三大部分的全面三重化結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，這樣保證了系統(tǒng)中任何部件的單永久性故障或由于各種原因造成的瞬間故障發(fā)生時(shí)容錯(cuò)聯(lián)鎖系統(tǒng)仍能無差錯(cuò)、不間斷地工作。容錯(cuò)聯(lián)鎖系統(tǒng)的每個(gè)I/O模塊都有三條完全獨(dú)立的分電路。輸入模塊上的每條采集分電路分別采集繼電器接點(diǎn)（DJ、XJ、DB、FB、GJ等）并將采集結(jié)果經(jīng)過三條I/O總線送入相應(yīng)的主處理器，在每個(gè)聯(lián)鎖掃描周期，三個(gè)主處理器通過專門的高速總線系統(tǒng)

TRIBUS進(jìn)行同步通信，表決輸入數(shù)據(jù)。每個(gè)主處理器模塊根據(jù)表決后的輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行聯(lián)鎖程序，然后將聯(lián)鎖程序產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)經(jīng)過三條

I/O

總線送到輸出模塊，在輸出模塊上進(jìn)行硬件表決，三取二（一路故障時(shí)二取二）后輸出，最后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)繼電器（XJ、DC、FC等）。圖

5.3TYJL-TR9型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)容錯(cuò)聯(lián)鎖機(jī)原理圖對每個(gè)I/O模塊，容錯(cuò)聯(lián)鎖系統(tǒng)都支持熱備功能，若主模塊在運(yùn)行中發(fā)生故障，容錯(cuò)聯(lián)鎖系統(tǒng)能立即將熱備模塊投入聯(lián)鎖，保證系統(tǒng)不間斷運(yùn)行。2.容錯(cuò)聯(lián)鎖機(jī)籠及布置容錯(cuò)聯(lián)鎖機(jī)籠分主機(jī)籠和擴(kuò)展機(jī)籠兩類。主機(jī)籠如圖

5.4

所示，系統(tǒng)除一個(gè)主機(jī)籠外，可根據(jù)站場規(guī)模最多接入

14

個(gè)擴(kuò)展機(jī)籠。圖

5.4

主機(jī)籠兩套冗余的電源模塊位于所有機(jī)籠的左側(cè)。在主機(jī)籠中，向右接下來是

3

個(gè)主處理器模塊，然后是通信模塊，剩余部分為

6

個(gè)邏輯

I/O

槽位。每個(gè)邏輯槽位有

2

個(gè)物理槽位，一個(gè)為工作模塊，另一個(gè)為可選的熱備板。實(shí)際運(yùn)用中，通信模塊占了

1

個(gè)邏輯槽位，所以主機(jī)籠只有

5

個(gè)邏輯槽位可用。擴(kuò)展機(jī)籠與主機(jī)籠布置相似，但不需要主處理器模塊和通信模塊，可提供

8

個(gè)邏輯I/O槽位。在主機(jī)籠電源模塊上方有一系統(tǒng)控制鑰匙開關(guān)，其有

4

個(gè)控制位置，分別是：RUN——正常運(yùn)行位置；PROGRAM——編程位置，用于下裝聯(lián)鎖程序；STOP——關(guān)機(jī)位置；REMOTE——遙控位置。在機(jī)籠的背板左上角為

6

個(gè)

I/O

總線擴(kuò)展端子，三入三出，各機(jī)籠通過

3

條冗余

I/O

總線電纜相互連接。在

I/O

總線擴(kuò)展端子的下方為兩套電源模塊的接地、交流電源、報(bào)警接線端子。在主機(jī)籠的I/O總線擴(kuò)展端子右側(cè)為鋰電池盒，為系統(tǒng)停電后保持聯(lián)鎖程序之用。機(jī)籠的背板右側(cè)為I/O引線端子。容錯(cuò)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)部具有

3

套系統(tǒng)，但對外界卻只有

1

套簡單接口，采集和驅(qū)動(dòng)都只需

1

條

I/O

線即可?？偝叽?8.26

cm×40

cm×45.09

cm機(jī)籠材料鍍鋅和焊接的冷軋鋼板質(zhì)

量機(jī)籠20

kg電源模塊2.3

kg主處理器模塊2.1

kg通信模塊2.3

kgI/O

模塊2.1～2.7

kg平均機(jī)籠65

kg機(jī)籠的機(jī)械規(guī)格如表

5.1

所示。表5.1機(jī)籠的機(jī)械規(guī)格3.總線系統(tǒng)和電源分配TYJL-TR9型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的容錯(cuò)聯(lián)鎖主機(jī)的三類三重化總線蝕刻在機(jī)籠背面，即：TRIBUS、I/O總線和通信總線，如圖

5.5

所示。圖5.5TYJL-TR9

型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)容錯(cuò)聯(lián)鎖主機(jī)籠背板圖TRIBUS

由

3

條獨(dú)立的串行鏈路組成，速率為

4

MBaud。TRIBUS

在每次聯(lián)鎖周期的開始同步

3

個(gè)主處理器，每個(gè)主處理器將數(shù)據(jù)傳送到相鄰的上游和下游主處理器。每個(gè)

I/O

模塊都通過

I/O

端子連接到繼電器去。機(jī)籠上

2

個(gè)模塊位置連接在一起是

1

個(gè)邏輯槽位，其中，一個(gè)作工作模塊，另一個(gè)作熱備模塊。每個(gè)

I/O

連接端子都同時(shí)連接到工作模塊和熱備模塊上，這樣保證工作模塊和熱備模塊可得到相同信息。I/O

總線負(fù)責(zé)

I/O

模塊和主處理器模塊間的數(shù)據(jù)交換，速率為

375

KBaud

波特。三重化的

I/O

總線設(shè)在機(jī)籠背板底部。I/O

總線的每一條分電路負(fù)責(zé)在

3

個(gè)主處理器當(dāng)中的

1

個(gè)主處理器與其相應(yīng)的

I/O

模塊的分電路間傳遞信息。I/O

總線可用三條

I/O

總線電纜在機(jī)籠間延伸。機(jī)籠上的電源用位于背面中心下方的

2

個(gè)獨(dú)立電源排進(jìn)行供電。每個(gè)機(jī)籠內(nèi)的模塊通過雙重化的電源調(diào)整穩(wěn)壓器可以從

2

個(gè)電源排中取電。在每個(gè)輸入和輸出模塊中有

4

組穩(wěn)壓電源調(diào)整器，即每條分電路

A、B、C

各有一組，另一組作狀態(tài)指示用。4.電源模塊如圖

5.6

所示，容錯(cuò)聯(lián)鎖機(jī)的每個(gè)機(jī)籠都裝有

2

個(gè)電源模塊（8312），以雙冗余的方式工作。每個(gè)電源模塊都能承擔(dān)機(jī)籠中所有模塊在額定溫度下全負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)的供電能力，能給所在機(jī)籠提供計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有模塊工作所需的各種電源，如＋5

V

電源等。在一個(gè)電源模塊正常工作時(shí)，另一個(gè)電源模塊可在線替換。電源模塊位于機(jī)籠左側(cè)。系統(tǒng)的接地、交流電源、報(bào)警繼電器等的接線端子位于機(jī)籠背板的左側(cè)。引入交流電源額定值最小為

240

W。圖

5.6TYJL-TR9容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)容錯(cuò)聯(lián)鎖機(jī)電源模塊原理圖每個(gè)電源在機(jī)籠的背面裝有獨(dú)立的電源排，并有內(nèi)部的診斷電路用以檢查電壓的輸出范圍和超溫條件。每個(gè)從背面獲取電源的模塊為每條分電路都配有獨(dú)立的電壓調(diào)整穩(wěn)壓器。分電路短路只能影響這條分電路的電源調(diào)整穩(wěn)壓器，而不會(huì)影響整個(gè)電源總線。電源模塊的報(bào)警指示和報(bào)警繼電器在以下情況下動(dòng)作：（1）硬件結(jié)構(gòu)與軟件設(shè)置不一致。（2）一個(gè)模塊與系統(tǒng)失去聯(lián)系。（3）一個(gè)模塊故障。（4）一個(gè)主處理器檢測出一個(gè)系統(tǒng)故障。（5）一個(gè)電源模塊的交流電無輸入。（6）一個(gè)電源模塊有“電池低”或“超溫”報(bào)警。5.主處理器模塊TYJL-TR9

型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)有

3

個(gè)主處理器模塊插在主機(jī)籠上，每個(gè)主處理器模塊完全獨(dú)立地與

I/O

子系統(tǒng)通信并執(zhí)行聯(lián)鎖程序，3

個(gè)主處理器在每個(gè)循環(huán)周期比較數(shù)據(jù)，多數(shù)表決，從而構(gòu)成三取二系統(tǒng)。主處理器模塊原理如圖

5.7

所示。每個(gè)主處理器模塊的時(shí)鐘、電源、穩(wěn)壓電路都完全獨(dú)立。每個(gè)主處理器模塊有

3

個(gè)處理器分別并行運(yùn)行完成各自的任務(wù)。另外在每個(gè)主處理器模塊都有

1

套高速表決總線系統(tǒng)——TRIBUS。它在

3

個(gè)主處理器模塊間的作用如下：圖5.7TYJL-TR9型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)主處理器模塊原理圖（1）診斷數(shù)據(jù)和通信數(shù)據(jù)的傳遞。（2）對所有采集數(shù)據(jù)的傳遞和硬件表決。（3）對上次聯(lián)鎖程序的輸出數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)的傳遞和硬件表決。（4）對聯(lián)鎖程序代碼進(jìn)行比較。TRIBUS

為完全隔離、串行通信，速率為

4

MBaud。1

個(gè)

DMA（直接內(nèi)存存取）控制器獨(dú)立于聯(lián)鎖軟件完成同步、傳輸、表決、數(shù)據(jù)糾正。容錯(cuò)聯(lián)鎖系統(tǒng)廣泛的診斷可對每個(gè)主處理器模塊、I/O

模塊和通信通道進(jìn)行檢驗(yàn)，查看是否完好。瞬間故障被記錄下來，并通過硬件表決電路屏蔽。永久故障被診斷出后，可對故障模塊進(jìn)行熱更換。主處理器模塊的診斷包括：（1）驗(yàn)證聯(lián)鎖程序代碼和內(nèi)存。（2）測試所有處理器的指令和操作代碼。（3）驗(yàn)證每個(gè)I/O通信處理器和分電路間的雙口RAM。（4）驗(yàn)證CPU、每個(gè)I/O通信處理器和分電路間的握手信號(hào)和中斷信號(hào)。（5）檢查CPU、每個(gè)I/O通信處理器和分電路處理器的ROM、雙口RAM、RS485收發(fā)器的反饋。（6）驗(yàn)證TRICLOCK和TRIBUS接口。每個(gè)主處理器模塊底部有一個(gè)

RS232

口可供系統(tǒng)工作人員作診斷分析用。該口可最大隔離DC

500

V。主處理器模塊可接受雙重化電源供電，電源母線排列在主機(jī)籠內(nèi)，一個(gè)電源或電源母線故障不會(huì)影響聯(lián)鎖系統(tǒng)正常工作。指示燈說

明PASS（完好）模塊通過自診斷測試FAULT（故障）模塊有故障需替換ACTIVE（工作）模塊正在執(zhí)行聯(lián)鎖程序MAINT1（維修1）軟件誤差計(jì)數(shù)錯(cuò)誤多，應(yīng)更換模塊，以免硬件故障MAINT2（維修2）軟件誤差計(jì)數(shù)錯(cuò)誤多，應(yīng)更換模塊，以免硬件故障COMTX（通信發(fā)送）通信總線正在發(fā)送數(shù)據(jù)COMRX（通信接收）通信總線正在接收數(shù)據(jù)I/OTX（I/O發(fā)送）I/O總線正在發(fā)送數(shù)據(jù)I/ORX（I/O接收）I/O總線正在接收數(shù)據(jù)表5.2主處理器模塊面板指示燈說明6.聯(lián)鎖機(jī)的工作電源（AC

220

V）TR9容錯(cuò)聯(lián)鎖機(jī)由主機(jī)籠和擴(kuò)展機(jī)籠組成，每個(gè)機(jī)籠都有

2

個(gè)電源模塊（8312）分別給所在機(jī)籠提供計(jì)算機(jī)工作所需的各種電源，每個(gè)機(jī)籠的2

個(gè)電源模塊采用熱備方式工作。為此系統(tǒng)為聯(lián)鎖機(jī)提供兩路

AC

220

V

電源，分別由配電柜中的

UPS

A

機(jī)籠和

UPS

B

提供。在每個(gè)機(jī)籠（包括主機(jī)籠和擴(kuò)展機(jī)籠）的左上角有電源接線端子，采用壓接方式接線，UPSA提供的A路電源接入機(jī)籠的1路接線端子，UPSB提供的B路電源接入機(jī)籠的2路接線端子，如圖5.8

所示。圖

5.9

所示為電源的接線端子，L＋接220

V

火線，N接零線，G接地線。

圖5.8聯(lián)鎖機(jī)籠的電源接線圖

圖

5.9電源接線端子7.采集驅(qū)動(dòng)電源（IOZ、IOF）TYJL-TR9容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的采集驅(qū)動(dòng)電源采用

DC

24

V，系統(tǒng)中稱之為IOZ，IOF。它們由兩個(gè)西門子DC

24

V（10A）開關(guān)電源提供，兩個(gè)電源采用熱備方式工作。采集板、驅(qū)動(dòng)板正常工作，除了前述由電源模塊提供的計(jì)算機(jī)內(nèi)部電源外，還需由外部接入24

V

直流電源。因此

IOZ

和

IOF

除了作為采集驅(qū)動(dòng)電源外，還兼作采集板和驅(qū)動(dòng)板的工作電源。8.聯(lián)鎖機(jī)通信聯(lián)鎖機(jī)的通信是指聯(lián)鎖機(jī)與上位機(jī)和維修機(jī)之間的通信，如圖5.10

所示。在聯(lián)鎖機(jī)上負(fù)責(zé)與上位機(jī)和維修機(jī)通信的設(shè)備是通信板（4419A）。每個(gè)通信板面板上與外界通信的端口有5個(gè)，其中端口1、2、3都可以與上位機(jī)或維修機(jī)通信，第4、5端口作別的用途。實(shí)際運(yùn)用中采用了

2

塊通信板，可用的通信口有7個(gè)。上位機(jī)和維修機(jī)都使用串口1和聯(lián)鎖機(jī)通信。圖

5.10聯(lián)鎖機(jī)與上位機(jī)和維修機(jī)的通信在

TYJL-TR9

容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中，上位機(jī)安裝在行車室內(nèi)的控制臺(tái)中，由于距離聯(lián)鎖機(jī)柜比較遠(yuǎn)，為了克服線路上的干擾，因此聯(lián)鎖機(jī)與上位機(jī)之間的通信采用光纜通信（長度一般不大于

50

m）。在聯(lián)鎖機(jī)和上位機(jī)之間增加光端機(jī)設(shè)備，用來進(jìn)行光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。聯(lián)鎖機(jī)與光端機(jī)之間采用標(biāo)準(zhǔn)的RS232串口通信，光端機(jī)與光端機(jī)之間使用光纜通信，光端機(jī)與上位機(jī)之間使用標(biāo)準(zhǔn)

RS232

串口通信。聯(lián)鎖機(jī)與維修機(jī)通信主要解決的是把上位機(jī)發(fā)給聯(lián)鎖機(jī)的命令信息和聯(lián)鎖機(jī)發(fā)給上位機(jī)的站場狀態(tài)信息由聯(lián)鎖機(jī)發(fā)給維修機(jī)進(jìn)行記錄。通信采用標(biāo)準(zhǔn)RS232

通信協(xié)議，通道采用通信電纜。光端機(jī)與光端機(jī)之間使用光纜通信，光端機(jī)與上位機(jī)之間使用標(biāo)準(zhǔn)

RS232

串口通信。9.聯(lián)鎖機(jī)中主機(jī)籠和擴(kuò)展機(jī)籠之間的擴(kuò)展問題TYJL-TR9

型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)根據(jù)站場的大小來決定擴(kuò)展機(jī)籠的個(gè)數(shù)，主機(jī)籠利用3根

I/O

電纜總線進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)展方法如圖

5.11

所示，順序?yàn)椋郝?lián)鎖主機(jī)籠—擴(kuò)展機(jī)籠

1—擴(kuò)展機(jī)籠2—…擴(kuò)展機(jī)籠n。圖中A-A、B-B、C-C為

3

根

9

芯通信電纜，直接在機(jī)籠之間連接。圖

5.11

聯(lián)鎖機(jī)籠之間的擴(kuò)展二、監(jiān)控機(jī)TYJL-TR9

容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中，監(jiān)控機(jī)通稱上位機(jī)，其主要功能是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話。操作人員利用鼠標(biāo)進(jìn)行操作，辦理接發(fā)車進(jìn)路、調(diào)車進(jìn)路等。上位機(jī)根據(jù)操作人員不同的操作情況給聯(lián)鎖機(jī)發(fā)送不同的命令，聯(lián)鎖機(jī)根據(jù)上位機(jī)發(fā)來的命令，經(jīng)過聯(lián)鎖運(yùn)算，把站場進(jìn)路狀態(tài)信息發(fā)送給上位機(jī)，在監(jiān)視器上表現(xiàn)出來，提供給車務(wù)操作人員分析現(xiàn)場情況。本系統(tǒng)操作基本與

6502

控制臺(tái)的操作相同。下面主要討論上位機(jī)的工作原理及其有關(guān)連線。上位機(jī)B包括以下幾個(gè)部分：工控

機(jī)B、監(jiān)視器B、光端機(jī)B、視頻復(fù)示器B、電流傳感器。它們共用一套控制臺(tái)電源B。各個(gè)部分的功能如下：（1）工控機(jī)：處理命令和信息。（2）監(jiān)視器：顯示站場情況。（3）光端機(jī)：上位機(jī)和聯(lián)鎖機(jī)通信設(shè)備。（4）視頻復(fù)示器：把工控機(jī)的視頻信號(hào)分為四個(gè)。電流傳感器：感應(yīng)道岔動(dòng)作電流并把感應(yīng)電壓輸入給上位機(jī)，上位機(jī)在屏幕上顯示道岔動(dòng)作的電流曲線。

圖中是監(jiān)控B機(jī)，是否應(yīng)對應(yīng)？同上上位機(jī)

A、B的電源連線如圖

5.12

所示。圖

5.12上位機(jī)

A、B

的電源連線2.監(jiān)控機(jī)的連線在

TYJL-TR9

容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中，上位機(jī)工作是否正常由以下幾個(gè)部分的工作是否正常來決定，即電源是否可靠，與聯(lián)鎖機(jī)的通信是否正常，視頻復(fù)示器與監(jiān)視器是否可靠連接，喇叭是否可靠連接，與集線器的通信是否正常，電流傳感器是否能夠提供準(zhǔn)確的道岔動(dòng)作電流曲線，鼠標(biāo)的連接是否可靠。上位機(jī)主要使用研華

PC-610

型和

CompactPCI

型工業(yè)控制機(jī)，這里主要以

PC-610

型為例進(jìn)行說明。上位機(jī)是系統(tǒng)正常工作最重要的環(huán)節(jié)。當(dāng)上位機(jī)正常工作時(shí)，表明電源是可靠的，上位機(jī)前部的電源面板

POWER（電源）指示燈亮穩(wěn)定燈光，表示電源正常。工控機(jī)前部面板上的另外兩個(gè)指示燈的表示意義如下：中間指示燈是硬盤工作指示燈，當(dāng)硬盤工作時(shí)，其指示燈亮閃爍燈光；第三個(gè)指示燈是鍵盤鎖指示燈，當(dāng)工控機(jī)面板上的鍵盤鎖按鈕（藍(lán)色）按下后，鍵盤鎖指示燈亮穩(wěn)定燈光，鍵盤暫時(shí)封閉，按鍵不起作用。當(dāng)要重新起用鍵盤時(shí)，再按下鍵盤鎖按鈕，指示燈滅燈，鍵盤恢復(fù)使用。當(dāng)不能正常提供

220

V

電源時(shí)，面板的燈全部不亮。（1）顯示器：用來顯示站場圖形，與它連接的線有兩條。（2）電源線：當(dāng)正常提供顯示器的電源時(shí)，顯示器前面的按鈕開關(guān)亮黃色穩(wěn)定燈光。（3）視頻線：顯示器的視頻線與工控機(jī)的顯示卡用15芯的視頻電纜相連，當(dāng)工控機(jī)的電源打開時(shí)，工控機(jī)的顯示卡輸出視頻信號(hào)，顯示器的開關(guān)中亮綠色穩(wěn)定燈光。注意：當(dāng)系統(tǒng)需要增設(shè)后臺(tái)設(shè)備（值班員監(jiān)視信號(hào)員操作所用的顯示器）時(shí)，在監(jiān)控機(jī)和顯示器之間增加一個(gè)視頻復(fù)示器，其主要用途是在有一路輸入信號(hào)時(shí)，提供四路輸出信號(hào)。（4）喇叭：用于進(jìn)行語音提示。與它連接的線只有一條——音頻線。喇叭是和工控機(jī)的聲卡用

2

芯音頻線連接起來的，音頻線的插頭和聲卡的音頻輸出口（聲卡從上向下第三個(gè)接口）相連。如果系統(tǒng)有聲音報(bào)警提示時(shí)，通過音頻線把音頻信號(hào)傳給喇叭來提示，如上行接近、系統(tǒng)報(bào)警，等等。（5）集線器（HUB）：一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，系統(tǒng)利用它來把兩個(gè)上位機(jī)和維修機(jī)連接起來，組成一個(gè)局域網(wǎng)，使電務(wù)人員可以在維修機(jī)上進(jìn)行上位機(jī)的時(shí)鐘和關(guān)機(jī)密碼的修改。（6）鼠標(biāo)：用來辦理行車作業(yè)，信號(hào)員通過鼠標(biāo)來進(jìn)行列車和調(diào)車作業(yè)。它通過鼠標(biāo)線和上位機(jī)的串口2連接。（7）光端機(jī)：一種通信設(shè)備，主要進(jìn)行光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。和光端機(jī)連接的線有

3

條。（8）電流傳感器：一種感應(yīng)設(shè)備，主要作用是把感應(yīng)到的道岔動(dòng)作電流傳遞給工控機(jī)，使工控機(jī)在顯示器上顯示道岔動(dòng)作時(shí)的電流曲線。在使用CompactPCI型工業(yè)控制機(jī)時(shí)采用機(jī)械電流表。有

5

條線與電流傳感器連接：電源線、與上位機(jī)

A

連接電纜、與上位機(jī)

B

連接電纜、提速道岔電源線、非提速道岔電源線。3.上位機(jī)的通信上位機(jī)的通信分為兩種：上位機(jī)和聯(lián)鎖機(jī)之間的通信；上位機(jī)A、上位機(jī)B和維修機(jī)之間的通信。TYJL-TR9容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中上位機(jī)A和上位機(jī)B與聯(lián)鎖機(jī)之間的通信是完全獨(dú)立的，其通信互不干擾。它們和聯(lián)鎖機(jī)的通信方式完全一樣，采用標(biāo)準(zhǔn)的

RS232

串口通信。通信通道采用光纜，使信號(hào)在傳輸過程中不受干擾。上位機(jī)和維修機(jī)之間的通信采用局域網(wǎng)的形式，3臺(tái)工控機(jī)通過各自的

RJ45

線（網(wǎng)線）和集線器相連接。集線器是安裝在控制臺(tái)內(nèi)的，它的面板上有十幾個(gè)接線孔，如圖

5.13

所示，是用來連接RJ45線用的。系統(tǒng)中的所有網(wǎng)線均連接在集線器的接線孔中。通信時(shí)對應(yīng)接線孔的指示燈閃爍。圖5.13集線器三、維修機(jī)維修機(jī)是為了方便電務(wù)維修而設(shè)置的一項(xiàng)設(shè)備。它的主要功能是：實(shí)時(shí)再現(xiàn)站場運(yùn)營情況；記錄車務(wù)操作；記錄站場狀態(tài)信息；記錄報(bào)警信息；所有的記錄以文件的形式存儲(chǔ)1個(gè)月；提供分類查詢的手段檢索所有的記錄，并可定向查找某些記錄；打印記錄；遠(yuǎn)程診斷；修改維修機(jī)的時(shí)鐘，同時(shí)將監(jiān)控機(jī)

A、B

的時(shí)鐘修改；修改監(jiān)控機(jī)

A、B

清除嚴(yán)重報(bào)警的密碼。1.維修機(jī)的電源系統(tǒng)維修機(jī)的電源采用系統(tǒng)電源中的

UPS

A

提供的

220

V

電源。維修機(jī)安裝在維修臺(tái)中，維修機(jī)的配套設(shè)備中有打印機(jī)、調(diào)制解調(diào)器。因此維修臺(tái)的電源又分為

4

個(gè)電源：維修機(jī)電源（220

V）、顯示器電源（220

V）、打印機(jī)電源（220

V）、插座電源（220

V），供調(diào)制解調(diào)器用。2.維修機(jī)的連線維修機(jī)的連線比較多，打印機(jī)、遠(yuǎn)程診斷、監(jiān)測、調(diào)監(jiān)等都與它連接。（1）顯示器：顯示站場平面圖，通過視頻電纜與視頻口連接。（2）鼠標(biāo)：操作設(shè)備，通過鼠標(biāo)線與串口2相連。（3）鍵盤：操作設(shè)備，通過鍵盤線與鍵盤口相連。（4）打印機(jī)：打印設(shè)備，通過打印電纜與并行口1相連。打印機(jī)主要是用來打印聯(lián)鎖設(shè)備運(yùn)行記錄的，在需要的時(shí)候，電務(wù)人員可以把記錄打印下來進(jìn)行保存。（5）調(diào)制解調(diào)器：遠(yuǎn)程通信用的一種設(shè)備，通過RS232串口電纜與串口3相連。工程中心通過電話線與調(diào)制解調(diào)器連接，在需要時(shí)通過它可以把維修記錄傳回診斷中心。（6）通信線：與聯(lián)鎖機(jī)通信，接在串口1上。（7）網(wǎng)線：與上位機(jī)通信，連接在網(wǎng)卡上。（8）監(jiān)測：通過通信電纜與串口4相連，對信號(hào)設(shè)備的性能檢測。（9）調(diào)監(jiān)：通過通信電纜與串口5相連，連接調(diào)度中心。3.維修機(jī)的通信維修機(jī)的通信連接比較多，主要有聯(lián)鎖機(jī)、上位機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、調(diào)監(jiān)設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備等。（1）與聯(lián)鎖機(jī)通信：采用通信電纜與聯(lián)鎖機(jī)通信。（2）與上位機(jī)通信：采用局域網(wǎng)形式與上位機(jī)通信（具體見上位機(jī)通信）。（3）與調(diào)制解調(diào)器通信：采用標(biāo)準(zhǔn)的

RS232

通信。（4）與監(jiān)測設(shè)備通信：通信格式由兩個(gè)設(shè)備提供單位協(xié)商。（5）與調(diào)監(jiān)設(shè)備通信：通信格式由兩個(gè)設(shè)備提供單位協(xié)商。四、電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是系統(tǒng)工作的重要前提。TYJL-TR9型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的電源系統(tǒng)包括：配電柜、UPS、I/O

電源。1.配電柜配電框外觀如圖

5.14

所示。配電柜的主要功能是為系統(tǒng)提供可靠的工作電源，如：聯(lián)鎖機(jī)的兩路工作電源，控制臺(tái)的兩路工作電源，維修機(jī)的工作電源以及系統(tǒng)采集驅(qū)動(dòng)

220

V

電源。配電柜的面板上有輸入/輸出指示燈，維修人員可方便地判斷故障。配電柜中對應(yīng)每一路輸入或輸出都有一個(gè)開關(guān)（采用南非油壓開關(guān)），在輸入/輸出短路時(shí)能夠及時(shí)切斷電源，以防損壞設(shè)備。圖

5.14

配電柜外觀配電柜中裝有兩個(gè)UPS來提供不間斷電源。兩個(gè)

UPS

是完全分開的，UPS

A

提供系統(tǒng)所需的A路電源（220

V），UPS

B提供系統(tǒng)所需的B路電源（220

V）。聯(lián)鎖機(jī)、控制臺(tái)、I/O

電源都同時(shí)接有兩路電源，保證一路電源故障時(shí)，除報(bào)警外，系統(tǒng)可以不間斷工作。配電柜中，當(dāng)UPS要檢修時(shí)，可以甩開UPS而由外接輸入電源直接給設(shè)備提供電源。配電柜配有防雷設(shè)備，采用德國OBO防雷元件。配電柜的連線主要有：（1）輸入

220

V（3

kV）（電源屏—配電柜）。（2）聯(lián)鎖機(jī)

A

路電源

LA

220

V（配電柜—聯(lián)鎖機(jī)柜插座

A）。（3）聯(lián)鎖機(jī)

B

路電源

LB

220

V（配電柜—聯(lián)鎖機(jī)柜插座

B）。（4）控制臺(tái)

A

路電源

KA

220

V（配電柜—控制臺(tái)

1D-1，2）。（5）控制臺(tái)

B

路電源

KB

220

V（配電柜—控制臺(tái)

2D-1，2）。（6）I/O

電源

A

220

V（配電柜—IO

電源

1）。（7）I/O

電源

B

220

V（配電柜—IO

電源

2）。注意：當(dāng)系統(tǒng)的UPS出現(xiàn)故障需要維修時(shí)，首先關(guān)閉

UPS

對應(yīng)的供電設(shè)備，如

UPS

A

出現(xiàn)故障，首先切換為使用上位機(jī)

B，把上位機(jī)A關(guān)閉，同時(shí)關(guān)閉維修機(jī)，然后把對應(yīng)的輸出開關(guān)斷開（由于聯(lián)鎖機(jī)和

I/O

電源仍由

UPS

B

提供另一路電源，所以系統(tǒng)除報(bào)警之外，仍然能夠正常使用），關(guān)閉

UPS

A。然后把K1

閘刀打在

UPS

檢修位置，重新閉合斷開的開關(guān)，則系統(tǒng)甩開

UPS

A，直接由外接電源供電。當(dāng)

UPS

A

檢修完畢后，又按照同樣的步驟把

K1

閘刀切換到

UPS

工作位置，恢復(fù)

UPS

A

工作。2.

UPSTYJL-TR9

容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)采用兩個(gè)相互獨(dú)立的

UPS（UPS

A和UPS

B），當(dāng)一個(gè)

UPS

出現(xiàn)故障時(shí)不影響系統(tǒng)的正常使用。UPS

參數(shù)如下：（1）型號(hào)：APC。（2）輸入電壓：0～300

V。（3）輸入頻率：50

Hz。（4）功率：2

kV·A。（5）輸出電壓：230

V。注意：開啟

UPS

時(shí)，必須在

UPS

接通輸入電源

30

s，工作正常后方可加載。UPS

的具體使用方法參照

UPS

的使用說明書。3.

I/O

電源（1）I/O電源的技術(shù)要求。TYJL-TR9容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中，采集驅(qū)動(dòng)電源采用單獨(dú)的

DC

24

V

電源，它由兩個(gè)西門子生產(chǎn)的DC24

V

開關(guān)電源（以后簡稱

I/O

電源）提供。其外觀如圖

5.15

所示。圖

5.15I/O電源外觀（2）I/O電源參數(shù)。①型號(hào)：SIEMENSSITOPPOWER10A。②輸入電壓：120V/230

V。③輸入頻率：50/60Hz。④輸出電壓：DC24

V。⑤外形尺寸：100mm×125mm×135mm⑥接線端子：L1——輸入火線；N——輸入零線；PE——地線；120V

和

AC——輸入電壓為120

V

時(shí)的連接端子；L＋——輸出DC＋24V；M——輸出DC－24V。⑦表示燈：OK——表示電源工作正常（3）I/O

電源的工作。采集驅(qū)動(dòng)電源是系統(tǒng)正常工作的必要前提，在系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了兩個(gè)

I/O

電源，分別稱為

I/O

電源

1

和I/O

電源

2。它們的輸入

220

V

電源由系統(tǒng)配電柜提供，如圖

5.16

所示。上面為

I/O

電源

1，下面為

I/O

電源

2。IODYJ1、IODYJ2

是為監(jiān)督

I/O

電源

1

和

2

輸出的監(jiān)督繼電器。兩路都有輸出時(shí)，IODY1J

和

IODY2J都吸起，系統(tǒng)對這兩個(gè)繼電器進(jìn)行采集，當(dāng)任意一個(gè)電源故障，沒有輸出時(shí)，其對應(yīng)的監(jiān)督繼電器落下，系統(tǒng)報(bào)警。IODYJ1和IODYJ2都安裝在系統(tǒng)事故組合1中。繼電器AKJ和BKJ是兩個(gè)控制繼電器，如果系統(tǒng)設(shè)有應(yīng)急臺(tái)時(shí)，則AKJ和BKJ裝在應(yīng)急臺(tái)中。平時(shí)處于落下狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)需要使用應(yīng)急臺(tái)時(shí)，把應(yīng)急臺(tái)的閘刀打在接通位置，AKJ和BKJ吸起。分別切斷兩個(gè)

I/O

電源的

AC

220

V

電源輸入，將系統(tǒng)的采集驅(qū)動(dòng)電源切斷，聯(lián)鎖機(jī)停止采集驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)由應(yīng)急臺(tái)控制。若系統(tǒng)沒有設(shè)計(jì)應(yīng)急臺(tái)，I/O

電源的輸入電源直接由配電柜提供。新配電柜

I/O

電源

1、2

均放入柜中，原理不變。圖5.16I/O

電源輸入接線圖4.采集驅(qū)動(dòng)電源本系統(tǒng)中采集驅(qū)動(dòng)電源采用

DC

24

V

電源。圖

5.17

是接在圖

5.16

后的，兩路

DC

24

V

經(jīng)過電源板（DYB）后輸出一路DC

24

V，兩路輸入任何一路故障均不會(huì)影響DYB的輸出。經(jīng)過總事故復(fù)示繼電器（ZSGJF）前接點(diǎn)的DC

24

V

稱為

IOZ，不經(jīng)ZSGJF前接點(diǎn)的DC

24

V

稱為

IOF。ZSGJ的驅(qū)動(dòng)電路如圖5.18

所示。圖

5.17IOZ、IOF、ZIOZ要說明

ZIOZ，必須先說明

ZSGJ。一套完整的TYJL-TR9容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中，都要設(shè)一個(gè)總事故繼電器（ZSGJ用JPXC-1000安全型繼電器），由系統(tǒng)第一個(gè)驅(qū)動(dòng)板的第二位和第三位脈動(dòng)輸出，通過一個(gè)ZSGDTB（總事故動(dòng)態(tài)板）來驅(qū)動(dòng)，如圖

5.17

所示。平時(shí)聯(lián)鎖機(jī)在不斷地進(jìn)行自檢，如系統(tǒng)沒有任何失控或?yàn)?zāi)難性故障，則聯(lián)鎖機(jī)不斷驅(qū)動(dòng)ZSGJ，使之吸起，保持IOZ和IOF的正常工作。當(dāng)系統(tǒng)檢測到有失控或?yàn)?zāi)難性故障時(shí)，打落掉ZSGJ，切斷采集驅(qū)動(dòng)電源IOZ，使系統(tǒng)停止輸入/輸出。系統(tǒng)需要恢復(fù)時(shí)，由于ZSGJF落下，使系統(tǒng)無法獲得IOZ，不能驅(qū)動(dòng)ZSGJ。在此情況下，采用不經(jīng)ZSGJF接點(diǎn)的ZIOZ來復(fù)位第一塊驅(qū)動(dòng)板。具體電路見第一塊驅(qū)動(dòng)板電源接線圖，前面已介紹。由于ZSGJ的接點(diǎn)允許通過的電流比較弱，不能用其接點(diǎn)來切斷IOZ，因此增設(shè)ZSGJF（總事故復(fù)示繼電器）來切斷IOZ，它采用JWJXC-100繼電器。接點(diǎn)是加強(qiáng)型的，允許通過的電流值比較高。五、應(yīng)急臺(tái)TYJL-TR9

容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，在系統(tǒng)中增加應(yīng)急臺(tái)。應(yīng)急臺(tái)是在聯(lián)鎖系統(tǒng)因故停止工作后，車務(wù)人員采用引導(dǎo)總鎖閉方式接車而采用的一種輔助設(shè)備。下面對其功能、連線和使用作簡單說明。1.應(yīng)急臺(tái)的功能（1）在聯(lián)鎖系統(tǒng)不工作時(shí)可單獨(dú)操縱道岔，可以顯示道岔位置。（2）辦理引導(dǎo)總鎖閉，并開放引導(dǎo)信號(hào)。（3）切斷聯(lián)鎖系統(tǒng)的DC

24

V工作電源。2.應(yīng)急臺(tái)的連線在應(yīng)急臺(tái)工作時(shí)，操縱道岔和道岔表示燈的電源全部采用

DC

24

V，此DC

24

V

是由電源屏提供的

KZ、KF電源。如圖5.19

所示，在應(yīng)急臺(tái)中設(shè)置一個(gè)閘刀K和兩個(gè)繼電器AKJ和BKJ（JWJX-480）。聯(lián)鎖機(jī)工作時(shí)，把K

打在斷開位置，AKJ和BKJ落下。前面討論I/O

電源時(shí)講過，系統(tǒng)給兩個(gè)

I/O

電源提供

220

V

電源時(shí)，要經(jīng)過應(yīng)急臺(tái)中

AKJ

和

BKJ

的落下接點(diǎn)。當(dāng)使用應(yīng)急臺(tái)時(shí)，把K打在接通位置（1、2閉合，4、5閉合），AKJ和BKJ吸起，切斷兩個(gè)I/O

電源的輸入。聯(lián)鎖機(jī)停止輸入/輸出，現(xiàn)場道岔轉(zhuǎn)為由應(yīng)急臺(tái)控制。我們把經(jīng)過閘刀K的KZ稱為RKZ，KF稱為RKF。為了供電方便，改進(jìn)了計(jì)算機(jī)供電的配電柜，閘刀K納入了配電柜中，改叫YJK，功能不變。另外，為了單獨(dú)操縱道岔，在應(yīng)急臺(tái)的面板上設(shè)置了道岔總定按鈕（ZDA）和道岔總反按鈕（ZFA）。在操縱道岔時(shí)要同時(shí)按壓該道岔的單操按鈕和ZDA或ZFA。經(jīng)過ZDA第一組接點(diǎn)的RKZ稱為ZD-KZ，經(jīng)過ZDA第二組接點(diǎn)的RKF稱為ZD-KF，經(jīng)過ZFA第一組接點(diǎn)的RKZ稱為ZF-KZ，經(jīng)過ZFA第二組接點(diǎn)的RKF稱為ZF-KF。圖

5.20

所示是一個(gè)小站的應(yīng)急臺(tái)臺(tái)面布置圖。上面有一個(gè)綠色總定按鈕（ZDA）和一個(gè)黃色總反按鈕（ZFA）。應(yīng)急臺(tái)上對應(yīng)每一組道岔有一個(gè)白色道岔單操按鈕，用來操縱道岔。同時(shí)對應(yīng)站場的每一個(gè)咽喉還設(shè)有帶鉛封的引導(dǎo)總鎖按鈕（YZSA）和引導(dǎo)信號(hào)按鈕（YDA）。整個(gè)應(yīng)急臺(tái)臺(tái)面上除了引導(dǎo)總鎖閉按鈕是非自復(fù)式按鈕外，其余全是自復(fù)式按鈕。圖5.20應(yīng)急臺(tái)盤面圖應(yīng)急臺(tái)臺(tái)面上的表示燈有三種：第一種是電源表示燈，當(dāng)K打在接通位置時(shí)，指示燈亮紅燈，應(yīng)急臺(tái)不工作時(shí)此燈滅燈；第二種是道岔位置表示燈，對應(yīng)每一組道岔有兩個(gè)表示燈——道岔定位表示燈（綠色）和道岔反位表示燈（黃色）；第三種是引導(dǎo)按鈕表示燈，當(dāng)引導(dǎo)總鎖閉按鈕和引導(dǎo)按鈕按下有效時(shí)，按鈕內(nèi)的表示燈亮紅燈。應(yīng)急臺(tái)上還有鉛封，這種鉛封是用鎖的形式來體現(xiàn)的。鉛封有接通和斷開兩種位置，平時(shí)不用時(shí)處于斷開位置，按鈕按下不能起任何作用。要使用引導(dǎo)按鈕時(shí)，必須把鉛封鎖打在接通位置。六、系統(tǒng)布置及防雷1.計(jì)算機(jī)房的布置及要求計(jì)算機(jī)房安裝的設(shè)備有聯(lián)鎖機(jī)柜、維修臺(tái)和配電柜。為保證系統(tǒng)的正常工作，機(jī)房要求室內(nèi)溫度應(yīng)保持在

15

C～30

C，濕度保持在

10%～75%，應(yīng)有完善的防靜電措施和良好的密封、防塵措施。同時(shí)為了防止計(jì)算機(jī)電纜與設(shè)備電源線的交叉同溝，設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算機(jī)房與行車室的距離不應(yīng)太遠(yuǎn)。聯(lián)鎖機(jī)柜的外觀圖如圖

5.21

所示，外形尺寸為

600

mm×800

mm×1

940

mm。一個(gè)聯(lián)鎖機(jī)柜可以安裝三個(gè)聯(lián)鎖機(jī)籠，根據(jù)站場的大小來決定聯(lián)鎖機(jī)籠及機(jī)柜的數(shù)量。為了保證聯(lián)鎖機(jī)的正常工作，聯(lián)鎖機(jī)柜一般安裝在計(jì)算機(jī)房的中央，這樣維修比較方便。圖5.21聯(lián)鎖機(jī)柜外觀維修機(jī)安裝在維修臺(tái)中，為了方便電務(wù)人員觀察聯(lián)鎖機(jī)的面板指示燈，維修臺(tái)一般安放在正對聯(lián)鎖機(jī)柜的地方，距離機(jī)柜前沿

1.2

m。維修臺(tái)的安裝尺寸為

800

mm×600

mm×1

000

mm。配電柜一般安裝在聯(lián)鎖機(jī)柜的旁邊。2.行車室的布置行車室的設(shè)備主要有控制臺(tái)和應(yīng)急臺(tái)。上位機(jī)的所有設(shè)備都安裝在控制臺(tái)中，因此行車室也應(yīng)該保持良好的環(huán)境。3.接口架接口架是聯(lián)鎖機(jī)與組合架接口的地方，所有的驅(qū)動(dòng)和采集都是由這里經(jīng)過電纜與聯(lián)鎖機(jī)相連，接口架設(shè)有接口架端子，端子前面是36芯插座，電纜的接口架一端是36芯插頭，插在接口架的插座上。接口架端子的背面是壓線端子，從組合架上來的信號(hào)線與采集板和驅(qū)動(dòng)板的

DC

24

V

電源均由此接入。接口架端子的前視圖和后視圖如圖

5.22

圖和

5.23

所示。在圖

5.22

中防雷元件板是給每個(gè)信號(hào)線防雷用的，它可以熱拔插而不影響系統(tǒng)使用。插頭用普通36芯插頭，接口架端子背面的端子號(hào)與36芯端子一一對應(yīng)。由于在聯(lián)鎖機(jī)一側(cè)的每一個(gè)

I/O

板（采集板和驅(qū)動(dòng)板）對應(yīng)的

ELCO

插頭是兩個(gè)，每個(gè)

ELCO

插頭對應(yīng)電纜為一根，因此每一個(gè)

I/O

板對應(yīng)的接口架端子為兩個(gè)。I/O

板工作需要外部接入

DC

24

V

直流電源。這個(gè)電源就是由接口架端子

1、19（IOZ）和

18、36（IOF）接入的，但是根據(jù)ELCO端子的定義，每個(gè)采集板對應(yīng)的第一個(gè)端子的電源端子按定義接入IOZ和IOF，而第二個(gè)端子只接IOF，不接

IOZ。對驅(qū)動(dòng)板來說，其正電源是經(jīng)過它對應(yīng)的

SGJ

的前接點(diǎn)接入的，稱為QDZ。QDZ由事故零散組合2提供。每個(gè)驅(qū)動(dòng)板對應(yīng)的兩個(gè)接口架端子都按定義來接線。圖5.23接口架端子后視圖圖5.22接口架端子前視圖4.系統(tǒng)的防雷及接地雷電對系統(tǒng)的危害程度也是衡量一個(gè)系統(tǒng)可靠性的重要標(biāo)志之一，尤其在我國南方一帶車站的雷擊現(xiàn)象比較嚴(yán)重，對系統(tǒng)的影響比較大。經(jīng)過研究人員的努力，TYJL-TR9容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在防雷方面取得了很大的成效。經(jīng)過防雷測試組的測試，系統(tǒng)防雷指標(biāo)完全達(dá)到了國際和國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)經(jīng)過在武廣（武漢—廣州）線的應(yīng)用也證明了系統(tǒng)的高抗雷擊性能。（1）信號(hào)線上的防雷。經(jīng)過對以前雷擊現(xiàn)象的分析，打雷放電時(shí)能量比較大，電壓比較高，其感應(yīng)電壓通常能達(dá)到幾千伏。如果采集驅(qū)動(dòng)的信號(hào)線上感應(yīng)到這個(gè)電壓，對系統(tǒng)

I/O

板有比較大的危害。TR9型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的硬件設(shè)備采用

TRICONEX公司的硬件，其

I/O

板的采集點(diǎn)和驅(qū)動(dòng)點(diǎn)經(jīng)測試達(dá)到抗雷擊在

2

000

V

以上的國際水平。為了進(jìn)一步提高它的抗雷擊能力，在每條信號(hào)線上又增加了一級(jí)防雷。信號(hào)線上的防雷元件插接在接口架端子上，防雷元件可以取下來定期進(jìn)行檢測，不影響系統(tǒng)工作。同時(shí)把系統(tǒng)IOF電源經(jīng)過特制防雷元件（采用德國OBO防雷元件）接在系統(tǒng)的邏輯地線上。為了避免雷電的感應(yīng)，在設(shè)計(jì)和施工過程中應(yīng)該避免信號(hào)線與組合架上的線交叉。（2）通信線上的防雷。由于維修機(jī)和聯(lián)鎖機(jī)同處于計(jì)算機(jī)房內(nèi)，距離比較近，所以它們之間的通信不需要防雷設(shè)備。而控制臺(tái)距離計(jì)算機(jī)房比較遠(yuǎn)，因此在上位機(jī)與聯(lián)鎖機(jī)和維修機(jī)之間的通信設(shè)備采用防雷，具體如下：①上位機(jī)和聯(lián)鎖機(jī)之間的通信采用光纜通信，避免了在通道中存在的雷電干擾。②維修機(jī)到集線器（安裝在控制臺(tái)中）的RJ45網(wǎng)線兩端增加防雷單元。③避免通信線與信號(hào)線之間的交叉。（3）電源防雷。電源防雷設(shè)備主要安裝在配電柜中，配電柜的輸入電源安裝了防雷設(shè)備，采用德國引進(jìn)的OBO防雷元件。地線接在系統(tǒng)的防雷地線上。（4）系統(tǒng)接地。系統(tǒng)中要求的地線有兩種，分別是邏輯地線和防雷地線。邏輯地線的接地電阻要求小于

1

，防雷地線接地電阻要求小于

4

。兩種地線的接地要采用

10

mm

的電源線，并且不得與其他地線共用和交叉。具體的系統(tǒng)設(shè)備接地如圖

5.24

所示。圖5.24系統(tǒng)設(shè)備接地示意圖七、系統(tǒng)的輸入、輸出系統(tǒng)的輸入是對現(xiàn)場信號(hào)設(shè)備信息的采集，輸出是聯(lián)鎖機(jī)對相關(guān)執(zhí)行設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，如對信號(hào)繼電器XJ、道岔操縱繼電器DCJ，F(xiàn)CJ的驅(qū)動(dòng)等。系統(tǒng)的采集和驅(qū)動(dòng)主要有以下幾方面：（1）軌道電路，采集GJ的接點(diǎn)反映軌道區(qū)段是否空閑。（2）道岔，采集DBJ、FBJ接點(diǎn)以反映道岔位置，驅(qū)動(dòng)DCJ、FCJ、SFJ以動(dòng)作道岔。（3）信號(hào)機(jī)，驅(qū)動(dòng)有關(guān)信號(hào)繼電器，用它們的吸起接點(diǎn)構(gòu)成點(diǎn)燈電路。（4）區(qū)間結(jié)合。（5）場間聯(lián)系。（6）站間聯(lián)系。（7）道口、機(jī)務(wù)段聯(lián)系。（8）零散電路結(jié)合等。采集信息通過輸入模塊進(jìn)入聯(lián)鎖機(jī)，如圖5.25所示。圖5.25TYJL-TR9型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)輸入模塊原理圖每個(gè)輸入模塊都有三條相同的分電路：A、B

和

C。雖然三條分電路在同一模塊內(nèi)，但是它們完全隔離并獨(dú)立操作，一條分電路的故障不會(huì)擴(kuò)散到另外的分電路。每條分電路都有一個(gè)八位的微處理器處理與相應(yīng)主處理器間的數(shù)據(jù)交換。三條分電路中的每條分電路并行地采集輸入信號(hào)，采集數(shù)據(jù)放在相應(yīng)的A、B和C輸入表中，每個(gè)輸入表通過相應(yīng)I/O總線用相應(yīng)主處理器模塊中的I/O通信處理器進(jìn)行定期輪詢?nèi)∽?，如主處理器A通過I/O總線A取走輸入表A。TYJL-TR9型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)有兩類輸入模塊：TMR型和簡易型。在TMR型輸入模塊中，所有的電路均被100%三重化，以保證安全性和最大可用性。每條分電路在外部與聯(lián)鎖機(jī)之間的電路都有光電隔離。TMR型輸入模塊具有“StruckON”（“結(jié)點(diǎn)粘連在接通狀態(tài)”）的自診斷能力。在簡易型輸入模塊中，只有要求保證安全的部分被三重化，對非三重化的電路系統(tǒng)具有“StruckON”和“StruckOFF”功能，當(dāng)電路發(fā)生結(jié)點(diǎn)粘連時(shí)，采集數(shù)據(jù)固定在“OFF”狀態(tài)，這樣可有效地滿足容錯(cuò)聯(lián)鎖系統(tǒng)的故障-安全要求。當(dāng)輸入模塊任一條分電路診斷出任何故障時(shí)，模塊的故障燈點(diǎn)亮，隨即在機(jī)架的電源模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào)。模塊上的故障燈點(diǎn)亮僅表示一條分電路有故障，而不是整個(gè)模塊完全故障，模塊在單條分電路故障時(shí)，仍能不間斷工作，若熱備模塊存在，則可自動(dòng)切換。當(dāng)輸入模塊正常工作時(shí)，若熱備模塊存在，則兩個(gè)模塊以一小時(shí)為時(shí)間間隔相互切換，也保證了兩模塊的完好性。1.軌道電路軌道電路是用來反映整個(gè)站場的列車占用情況的，它通過軌道繼電器的吸起和落下來反映列車的占用和出清，因此系統(tǒng)通過對軌道繼電器的采集從而獲得站場信息。圖

5.26

所示就是對軌道繼電器的采集，同時(shí)采集它的前接點(diǎn)和后接點(diǎn)，以作校核。圖5.26軌道繼電器采集對于一送多受的軌道電路來說，系統(tǒng)只采集其總的復(fù)示繼電器GJF的接點(diǎn)。如果在電化區(qū)段采用二元二位的軌道繼電器，不能直接采集二元二位軌道繼電器接點(diǎn)，應(yīng)為其做復(fù)示繼電器，再采集其復(fù)示繼電器接點(diǎn)。系統(tǒng)的輸出是通過輸出模塊完成的，如圖5.27

所示。圖5.27TYJL-TR9型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)輸出模塊原理圖TYJL-TR9型容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)有兩類輸出模塊：TMR型和二取二型。每個(gè)輸出模塊都有三條相同的隔離分電路。每條分電路有一個(gè)I/O微處理器通過相應(yīng)的I/O總線從相應(yīng)的主處理器中獲取輸出數(shù)據(jù)。TMR型輸出模塊采用H型硬件三取二表決電路進(jìn)行輸出。二取二型輸出模塊采用串行硬件二取二表決電路進(jìn)行輸出。每類輸出模塊都對每個(gè)輸出點(diǎn)執(zhí)行專門的輸出表決診斷（OVD）。每個(gè)微處理器可通過模塊上的回讀電路讀取每點(diǎn)的輸出值以便判斷輸出電路內(nèi)存在的隱蔽型故障。輸出表決診斷（OVD）的時(shí)間不超過

2

ms（典型值為

500

ms），不會(huì)對外部的繼電器產(chǎn)生任何影響當(dāng)輸出模塊任一條分電路診斷出任何故障時(shí)，模塊的故障燈點(diǎn)亮，隨即在機(jī)架的電源模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào)。模塊上的故障燈點(diǎn)亮僅表示一條分電路有故障，而不是整個(gè)模塊完全故障，模塊在單條分電路故障時(shí)，仍能不間斷工作，若熱備模塊存在，則可自動(dòng)切換。當(dāng)輸出模塊正常工作時(shí)，若熱備模塊存在時(shí)，則兩個(gè)模塊以一小時(shí)為時(shí)間間隔相互切換，也保證兩模塊的完好性。2.道岔的采集和驅(qū)動(dòng)在6502繼電電路中，道岔的動(dòng)作需要的繼電器有1DQJ、2DQJ、DCJ、FCJ，表示繼電器有DBJ和FBJ。由于目前微機(jī)聯(lián)鎖各個(gè)設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)不同，對DCJ和FCJ是否保留有不同意見。為了統(tǒng)一意見，TYJL-TR9容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中保留了DCJ和FCJ，同時(shí)增加了SFJ（鎖閉防護(hù)繼電器）。DCJ、FCJ和SFJ由聯(lián)鎖機(jī)驅(qū)動(dòng)。在驅(qū)動(dòng)DCJ或FCJ時(shí)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)SFJ（鎖閉防護(hù)繼電器）兩個(gè)繼電器同時(shí)使1DQJ和2DQJ動(dòng)作。圖

5.28

所示為道岔的驅(qū)動(dòng)電路圖。圖

5.28道岔的驅(qū)動(dòng)電路對于道岔的采集主要是對道岔的表示繼電器（DBJ和FBJ）進(jìn)行采集，使聯(lián)鎖機(jī)能夠知道目前道岔的位置。在采集DBJ和FBJ的前接點(diǎn)時(shí)，同時(shí)還要采集DBJ后接點(diǎn)和FBJ后接點(diǎn)的串聯(lián)（DFH），作為采集的校核，如采集到DBJ的吸起，則FBJ和DFH都不應(yīng)采集到，否則校核錯(cuò)，認(rèn)為道岔沒表示。道岔的采集電路如圖

5.29

所示。圖

5.29道岔的采集電路3.信號(hào)機(jī)的采集和驅(qū)動(dòng)

信號(hào)機(jī)又分為列車信號(hào)機(jī)和調(diào)車信號(hào)機(jī)兩種，對這兩種信號(hào)機(jī)的處理，在系統(tǒng)中采用不同的方法，下面對這兩種信號(hào)機(jī)在設(shè)計(jì)方面進(jìn)行介紹。（1）列車信號(hào)機(jī)。

列車信號(hào)機(jī)根據(jù)其用途可分為以下幾類：出發(fā)信號(hào)機(jī)、出發(fā)兼調(diào)車信號(hào)機(jī)、進(jìn)站信號(hào)機(jī)、進(jìn)路信號(hào)機(jī)、復(fù)示信號(hào)機(jī)。

在出發(fā)信號(hào)機(jī)的電路中，聯(lián)鎖機(jī)主要驅(qū)動(dòng)的是XFHJ、LXJ兩個(gè)繼電器。如圖

5.30

所示，在開放出發(fā)信號(hào)時(shí)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)LXJ和XFHJ，只有XFHJ吸起，LXJ才能吸起。XFHJ稱為信號(hào)防護(hù)繼電器。這樣防止了單點(diǎn)混電造成LXJ誤動(dòng)。同時(shí)確認(rèn)LXJ驅(qū)動(dòng)后是否吸起，我們又對LXJ繼電器進(jìn)行前接點(diǎn)采集。如果驅(qū)動(dòng)后前接點(diǎn)采集不到，則在一定時(shí)間內(nèi)將不再驅(qū)動(dòng)，保證了室內(nèi)室外的顯示一致。圖5.30LXJ的驅(qū)動(dòng)吸起如果此出發(fā)信號(hào)機(jī)可以作調(diào)車信號(hào)機(jī)用，則當(dāng)其辦理調(diào)車進(jìn)路時(shí)，聯(lián)鎖機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)其DXJ和XFHJ，同樣對DXJ前接點(diǎn)進(jìn)行采集。對于只有一個(gè)發(fā)車口的出發(fā)信號(hào)機(jī)，我們只驅(qū)動(dòng)LXJ、XFHJ和DXJ（DXJ是出發(fā)信號(hào)機(jī)兼作調(diào)車時(shí)驅(qū)動(dòng)），但是有的出發(fā)信號(hào)機(jī)對應(yīng)的發(fā)車口有兩個(gè)，除驅(qū)動(dòng)上述三個(gè)繼電器外。對應(yīng)有兩個(gè)出發(fā)口的出發(fā)信號(hào)機(jī)增加了ZXJ（主方向信號(hào)繼電器）和FFHJ（方向防護(hù)繼電器），當(dāng)列車向主方向發(fā)車口發(fā)車時(shí)，驅(qū)動(dòng)ZXJ和FFHJ，F(xiàn)FHJ的接點(diǎn)串接在ZXJ的驅(qū)動(dòng)電路中，只有當(dāng)FFHJ吸起后，ZXJ才能夠吸起。同時(shí)對ZXJ進(jìn)行前接點(diǎn)采集。如果列車向次要方向發(fā)車，則兩個(gè)繼電器都不驅(qū)動(dòng)。當(dāng)發(fā)車口有三個(gè)或三個(gè)以上時(shí)，對應(yīng)每一個(gè)發(fā)車口設(shè)一個(gè)方向繼電器AFJ、BFJ、CFJ

等，當(dāng)列車向某一個(gè)方向發(fā)車時(shí)，除LXJ、XFHJ和FFHJ吸起外，其對應(yīng)發(fā)車口的方向繼電器FFHJ的前接點(diǎn)串在方向繼電器的驅(qū)動(dòng)電路中。對于出站信號(hào)來說，聯(lián)鎖需要采集的有DJ（燈絲繼電器）和所有聯(lián)鎖機(jī)對應(yīng)此出發(fā)信號(hào)而驅(qū)動(dòng)的繼電器的前接點(diǎn)。注意：對有通過進(jìn)路的出發(fā)信號(hào)機(jī)來說，DJ（燈絲繼電器）前接點(diǎn)的采集應(yīng)采集兩組接點(diǎn)。對于進(jìn)站信號(hào)機(jī)來說，它的采集驅(qū)動(dòng)的信息比較多。對應(yīng)每一架進(jìn)站信號(hào)機(jī)驅(qū)動(dòng)有：①

LXJ（列車信號(hào)繼電器），開放信號(hào)時(shí)驅(qū)動(dòng)，有

XFHJ

進(jìn)行防護(hù)。②

YXJ（引導(dǎo)信號(hào)繼電器），開放引導(dǎo)信號(hào)時(shí)驅(qū)動(dòng)，有

XFHJ

進(jìn)行防護(hù)。③

ZXJ（正線繼電器），道岔位置開通正線時(shí)驅(qū)動(dòng)，不設(shè)防護(hù)繼電器。④

XFHJ（信號(hào)防護(hù)繼電器），開放列車信號(hào)和引導(dǎo)信號(hào)時(shí)驅(qū)動(dòng)，用來防護(hù)LXJ和YXJ。⑤

LUXJ（綠黃信號(hào)繼電器），進(jìn)站信號(hào)有綠黃顯示并開放綠黃信號(hào)時(shí)驅(qū)動(dòng)，有LUFHJ進(jìn)行防護(hù)。⑥

LUFHJ（綠黃防護(hù)繼電器），開放綠黃信號(hào)時(shí)驅(qū)動(dòng)，對LUXJ進(jìn)行防護(hù)。⑦

TXJ（通過信號(hào)繼電器），進(jìn)站開放通過信號(hào)時(shí)驅(qū)動(dòng)，有TFHJ進(jìn)行防護(hù)。⑧

TFHJ（通過防護(hù)繼電器），進(jìn)站開放通過信號(hào)時(shí)驅(qū)動(dòng)，對TXJ進(jìn)行防護(hù)。對每一架進(jìn)站信號(hào)機(jī)的采集信息除了聯(lián)鎖機(jī)所驅(qū)動(dòng)的信號(hào)繼電器都需要回采外，主要的采集是1DJ（燈絲繼電器），一般采集其兩組接點(diǎn)。因?yàn)檫M(jìn)站信號(hào)有引導(dǎo)信號(hào)，所以它還需要對2DJ（燈絲2繼電器）進(jìn)行采集，它是和YXJ的回采串聯(lián)采集的。2.調(diào)車信號(hào)機(jī)調(diào)車信號(hào)機(jī)相對來說比較簡單，對應(yīng)每一架調(diào)車驅(qū)動(dòng)其DXJ（調(diào)車信號(hào)繼電器）。由于在組合中四個(gè)調(diào)車信號(hào)機(jī)合用一個(gè)組合，所以此四架調(diào)車信號(hào)機(jī)共用一個(gè)XFHJ，如D1、D3、D5和D7共用一個(gè)D1-7XHFJ。采集調(diào)車信號(hào)機(jī)的信息主要是每一架信號(hào)機(jī)的DJ（燈絲繼電器）、DXJ

和

XFHJ。第四節(jié)TYJL-TR9計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的設(shè)備維護(hù)與管理一、開機(jī)與關(guān)機(jī)步驟1.開機(jī)步驟（1）電源屏向聯(lián)鎖系統(tǒng)供電合閘。（2）配電柜KR合閘。（3）K1、K2閘刀打到UPS位置。（4）UPS工作正常，則配電柜K1、K2置UPS供電位置；UPS故障，則配電柜K1、K2置電源屏直供位置。（5）配電柜K3-K9順序合閘。（6）監(jiān)控A、B機(jī)開機(jī)，電源燈點(diǎn)亮，硬盤燈閃爍，監(jiān)控軟件正常運(yùn)行后，硬盤燈熄滅。注意：嚴(yán)禁在硬盤燈閃爍時(shí)直接關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源。（7）維修機(jī)開機(jī)，電源燈點(diǎn)亮，硬盤燈閃爍，維修軟件正常運(yùn)行后，硬盤燈熄滅。注意：嚴(yán)禁在硬盤燈閃爍時(shí)直接關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源。（8）聯(lián)鎖機(jī)CPU板在供電

1～6

min

后開始運(yùn)行，ACTIVE燈閃爍。（9）首先按下第一個(gè)輸出板的SGA1，其第一點(diǎn)SGJ1點(diǎn)亮，第二、三點(diǎn)ZSGJ1、ZSGJ2開始交替閃爍，順序按下各輸出板的SGA2、SGA3等，各輸出板第一點(diǎn)SGJn點(diǎn)亮，第一個(gè)輸出板的ZSGJ1、ZSGJ2開始動(dòng)態(tài)輸出，輸出板開始正常工作。注意：SGA不能長期按下，否則將有安全隱患。2.關(guān)機(jī)步驟（1）在車務(wù)監(jiān)控機(jī)

A、B，用鼠標(biāo)單擊右鍵，選擇關(guān)閉計(jì)算機(jī)選項(xiàng)，等屏幕出現(xiàn)可以關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源提示后，關(guān)閉監(jiān)控機(jī)

A、B電源。注意：嚴(yán)禁在硬盤燈閃爍時(shí)直接關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源。（2）在維修機(jī)上選擇關(guān)閉系統(tǒng)按鈕，等待屏幕出現(xiàn)關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源提示后，關(guān)閉維修機(jī)電源。注意：嚴(yán)禁在硬盤燈閃爍時(shí)直接關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源。（3）順序關(guān)閉配電柜

K3-K9。（4）關(guān)閉

UPS。（5）關(guān)閉

KR。（6）關(guān)閉電源屏至聯(lián)鎖系統(tǒng)的閘刀。二、配電柜部分常見故障分析主要功能：從電源屏輸入聯(lián)鎖系統(tǒng)所需全部電源；對輸入電源進(jìn)行電源防雷；對聯(lián)鎖系統(tǒng)提供不間斷電源；分別對聯(lián)鎖系統(tǒng)各部分提供電源。1.全聯(lián)鎖系統(tǒng)無電（1）電源屏沒供電。（2）電源屏至配電柜電線斷線。（3）配電柜沒合閘。（4）KR故障。（5）配電柜K1和K2在UPS供電位置且UPS

A和UPS

B沒開機(jī)或故障。（6）配電柜

K3～K10

沒合閘。2.聯(lián)鎖系統(tǒng)部分有電，部分無電（1）配電柜K3～K10相應(yīng)開關(guān)沒合閘。（2）相應(yīng)從配電柜至設(shè)備的電源連線斷線。（3）相應(yīng)設(shè)備電源開關(guān)沒開。三、聯(lián)鎖機(jī)柜部分常見故障分析主要功能：監(jiān)控A，B機(jī)通過通信實(shí)時(shí)的從聯(lián)鎖機(jī)中取得站場的狀態(tài)信息并顯示給車務(wù)操作人員，同時(shí)采集車務(wù)操作人員的操作命令，并將命令下放給TR9聯(lián)鎖主機(jī)；聯(lián)鎖機(jī)根據(jù)采集信息，監(jiān)控A，B機(jī)傳送的按鈕命令，進(jìn)行聯(lián)鎖運(yùn)算，并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的動(dòng)作繼電器，以達(dá)到對現(xiàn)場道岔及信號(hào)機(jī)等設(shè)備的控制。1.

A、B機(jī)電源燈不亮（1）配電柜

K4、K8

沒合閘。（2）配電柜

K4、K8

至監(jiān)控機(jī)的電源電纜斷線。（3）監(jiān)控機(jī)故障。（4）電源燈點(diǎn)亮，但系統(tǒng)不能正常啟動(dòng)。（5）硬盤或NT操作系統(tǒng)損壞。（6）主板或其他硬件損壞。2.電源板（1）正常狀態(tài)：綠色“PASS”燈點(diǎn)亮，其他指示燈不點(diǎn)亮。（2）常見故障及原因分析：①紅色“FAULT”燈點(diǎn)亮：

無220

V

電源。

模塊故障。②紅色“ALARM”燈點(diǎn)亮：

本機(jī)籠有模板故障。

第一個(gè)機(jī)籠的電源模板的“ALARM”燈反映整個(gè)聯(lián)鎖機(jī)有模板故障。③紅色“TEMP”燈點(diǎn)亮：

環(huán)境溫度過高或過低（工作溫度范圍：0C～60C）。④紅色“BATLOW”燈點(diǎn)亮：

電池電壓太低，需更換。3.

CPU

板（1）正常狀態(tài)：①綠色“PASS”燈點(diǎn)亮。②黃色“ACTIVE”燈閃爍。③黃色“COMRX”燈閃爍。④黃色“COMTX”燈閃爍。⑤黃色“I/ORX”燈閃爍。⑥黃色“I/OTX”燈閃爍。（2）常見故障及原因分析：①紅色“FAULT”燈點(diǎn)亮：模塊故障（或CPU板在初始化狀態(tài)）。②紅色“MAINT1”燈點(diǎn)亮：模塊故障（或CPU板在初始化狀態(tài)）。③紅色“MAINT2”燈點(diǎn)亮：模塊故障（或CPU板在初始化狀態(tài)）。④黃色“COMRX”“COMTX”燈不亮：與通信板通信中斷。⑤黃色“I/ORX”“I/OTX”燈不亮：與采集或驅(qū)動(dòng)板通信中斷。4.通信板（1）正常狀態(tài)：①綠色“PASS”燈點(diǎn)亮。②黃色“ACTIVE”燈點(diǎn)亮。③與監(jiān)控機(jī)

A、B，維修機(jī)相連的通信口黃色“RX”“TX”燈閃爍。（2）常見故障及處理：①紅色“FAULT”燈點(diǎn)亮：模塊故障，更換通信板。②與監(jiān)控機(jī)

A、B，維修機(jī)相連的通信口黃色“RX”“TX”燈不亮：通信中斷。③本通信口故障：更換通信口。④通信電纜斷線：更換通信電纜。⑤與之相連的監(jiān)控A、B機(jī)，維修機(jī)的通信口故障：更換相應(yīng)主板。5.采集板（1）正常狀態(tài)：①綠色“PASS”燈點(diǎn)亮。②黃色“ACTIVE”燈點(diǎn)亮。③有輸