TYJL-II型计算机联锁系统描述

TYJL-II型计算机联锁系统系统描述书北京市华铁信息技术开发总公司（铁道科学研究院通信信号研究所）二○○六年十月1TYJL-II型计算机联锁系统描述1.1.系统构成TYJL-II型计算机联锁系统为分布式多计算机系统，它主要由以下部分组成：监视控制机、联锁机、执表机、接口设备、防雷元件、电源系统、电务维护终端，另外根据需求设应急操作盘。其系统框图如图所示。系统中所有的计算机设备均为A、B双套，联锁机、执表机具有热备，自动切换功能，其他如监视控制机和控制台的设备由人工切换。各备用的计算机同样构成系统与主机同步工作，备用系统可脱机,作为现场联锁测试用。TYJL-II型计算机联锁系统框图本系统的主要特点如下:1.最大限度的利用软、硬件资源，对直接危及行车安全的联锁逻辑处理和执表机提出高的故障安全要求，采用联锁软件冗余及其他容错技术大大提高系统的安全性和可靠性。2.计算机联锁容量不受限制，(通过增设执表机柜满足容量要求)。控制台监控机A监控机B维护终端远程诊断联锁机轨旁设备接口架组合架机械室室外操纵室微机房电源屏配电柜应急盘23.满足目前通用的室外设备的结合。4.采用分离式的控制台和大屏幕显示，操作简便、舒适、显示清晰。5.大屏幕彩色监视器能显示6502所有的表示，还增加了时间、音响和汉字提示，如“始端……×××，终端……×××”“按钮有误”、“有要点”、“道岔×××扳不动”等等，此外，还给出设备错误号，供维修人员诊断故障用。6.采用双套互为备用(热备)的计算机系统，系统有人工、自动切换两种方式，备用系统有脱机、联机、联机同步三种工作状态。7.设备维修简便，计算机设备均采用模块接插件结构，便于更换，在机房内可通过电务维护终端的监视器监视现场设备和列车运行情况，设于机柜上的测试孔和指示灯，供维修人员分析和判断故障。在维修终端，电务维修人员通过鼠标操作，就能在屏幕上将前一段时间内的机器状态或作业情况按规定格式显示出来，若需要还可在打印机上打印输出，记录储存时间为1个月。系统提供的图象再现功能，可将进路办理和车列运行情况以图象方式再现。以便更直观的查找故障及分析问题。1.2.1.显示部分－控制台和屏幕显示控制台的主要功能是采集控制命令信息和实现与监视控制机的通讯。根据本项目比选文件的要求，控制台可根据用户要求采用按钮盘+屏幕显示、拼装式光带显示按钮控制台、数字化仪或鼠标+屏幕显示等方式。最新系统中的数字化仪能与鼠标控制兼容。屏幕图形显示基本上同6502的控制台的表示：1.站场基本图形为灰色光带。2.道岔的显示有其特色:道岔岔尖处有缺口，无缺口的一侧表示道岔开通位置。当道岔无表示时(道岔转换过程中)，岔尖处闪白光。平时道岔不显示道岔名称号，当显示时其含义为:黄色──道岔正在转换。白色──表示道岔封闭。3红色──表示道岔单独锁闭，在单锁状态下，道岔不能单独操纵，但可以排列通过道岔所在位置的进路。红色闪光──表示道岔挤岔。显示道岔名称时，岔尖处黄色亮点表示道岔处于反位，绿色亮点表示该道岔处于定位。3.屏幕下部有各种汉字提示及报警信息，帮助信号值班员进行操作。办理各种原铅封按钮时，如总人工解锁按钮时，屏幕上将显示输入口令号码，确认输入口令正确后，总人解生效，并将此操作做登记记录。4.在监控机与联锁机通讯中断时屏幕上股道和道岔区段的显示转为红光带，信号显示转为灯丝报警。5.具备语音提示报警功能。1.2.2.联锁机和执表机的构成及其功能1．主要功能联锁机主要功能：1.实现与上位机和执表机的通讯调度。采用循环呼叫应答方式,如通讯不通,则超时报警及退出，接着呼叫下一个设备。联锁机备机(在联机状态)，定时呼叫主机进行信息交换和信息比较。2.实现信号设备的联锁逻辑处理功能，完成进路确选、锁闭，发出开放信号和动作道岔的控制命令。3.采集现场信号设备状态，如轨道状态，道岔表示状态，信号机状态等。4.输出动态控制命令，通过动态板驱动偏极继电器，控制动作现场设备。执表机的主要功能是:1.接收联锁机发出的执行命令和向联锁机发送采集信息。2.同联锁机功能3。3.同联锁机功能4。2．主要构成4联锁机和执表机均由下列AT96总线的单元模块组成：1.386微处理器板；2.电源板；3.通讯板；4.I/O端口板。在I/O端口板上有8个I/O端口地址，每个端口地址有8位输入、输出，共可输入或输出64位信息量。I/O端口板具有输出回读功能，可以用来检查输出信息的正确性。3．联锁机（执表机）柜的结构布置为了适应大、中、小站的不同的控制对象容量，联锁机柜的结构分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，在Ⅲ型机中采集层增加到两层（28块采集板），驱动层为一层（14块驱动板）。联锁机和执表机的应用程序已都固化在CPU板的芯片上，只要开启电源，程序就开始运转。在计算机的状态表示面板上设有运行、中断、接收、发送等指示灯，若运行灯闪烁，则显示CPU运行正常，联锁机和执表机上电、复位和倒电源板I/O板CPU板I/O板I/O板采集板采集板采集板驱动板采集板CPU总线I/O总线通信板联锁机组成示意图5机时给出音响指示约20秒，正常运行时，若有音响输出则为报警信息，应检查机间通讯，并根据错误信息表查对错误。联锁机CPU面板上装有工作指示灯、备用指示灯、同步指示灯、面板中部有联机按钮。当切换手柄置于自动位置并按动备机的联机按钮，备用灯着灯，表示主备机在联机状态，当主机、备机的控制命令和锁闭信息一致时，双机同步，同步灯着灯表示主机、备机已处于联机热备工作状态。当主机出现故障如死机，通讯中断，事故继电器落下等，此时，备机发出切换命令，使备机的切换继电器动作，如备机为B机，则BQHJ↑，切断设于继电器室内的切换继电器LQHJ的自闭电路，使LQHJ失磁落下，B机升为工作机，而A机自动转为脱机状态。在A机故障修复后，需人工按压设于A机上的联机按钮，A机才能与B机联机恢复通讯。联锁机和执表机内各设有3台电源，一组是STD5V电源，供STD总线用和采集、驱动模板内计算机用电源；一组采集12V电源，12V(T)；一组驱动12V电源，12V(Q)。各路电源在机柜的电源面板上均装有电源指示灯和测试孔。各路电源之间要求有良好的隔离性能。计算机与外部设备通讯一次，发、收指示灯闪烁一次，若有通讯故障，则电源层计算机层采集层驱动层通信总线切换零层6接收灯停止闪烁，按压停鸣按钮，可以关掉喇叭音响，在设备恢复正常后，需将按钮复位，接通喇叭以备报警用。每一机柜的第一个控制输出驱动事故继电器，正常时工作机和处于同步状态的备机的事故继电器应在吸起状态，设于第四层面板上的第一个事故指示灯应不停地闪烁。95年以后，事故继电器改为双路反面输入，通常由第一和第四个驱动点同时控制。当机器出现某些关键性的错误时，计算机会停止对事故继电器的输出控制。备用机将发出倒机命令，自动将备用机切换成工作机，系统保持正常工作。在人工切换时，工作机的故障将使事故继电器落下，从而切断动态继电器的局部电源，属于该机柜控制的所有对象都失磁落下。1.2.3.监视控制机监控系统主要由监控机(又称上位机)和控制台组成。监控机是监控系统的核心，一般放置在联锁机房内的微机桌上，通过引出的视频线、鼠标线、数字化仪线和语音线(通常不超过50米长)与值班员控制室内的控制台相连。监控机采用标准的通用工业控制计算机，其一般配置如下：·主机板：主机板：6359，主频233MHZ，内存容量32M。·2个RS232(串行通信接口)，一个并行口，17英寸CRT，全ASCII键和中文输入键盘。·两块ARCNET通信网络卡，用以与联锁机通信。·三英寸软盘驱动器1个，20G硬盘。·1块以太网卡，用以主备上位机之间以及与维修机的通信。·多屏VGA显示图卡，提供值班员用CRT显示器或液晶显示器的图像显示。·语音声卡，提供控制台的语音提示和音响控制台的操作方式有：数字化仪操作盘、鼠标操作、单元按钮控制台三种；表示有二种，即彩色监视器和单元表示盘。当前计算机联锁制作控制台，均采用多种操作并用，以防操作设备故障造成系统瘫痪。其结构有下列几种：7数字化仪＋数字化仪＋显示器数字化仪＋鼠标＋显示器鼠标＋鼠标＋显示器数字化仪＋显示器＋单元块表示盘按钮＋单元块表示盘＋提示窗（若有必要，还可＋鼠标＋显示器）此外，与6502控制台一样仍然设置有道岔电流表。给出了监控系统的结构示意图。上位机与控制台连线图图中视频线、鼠标线、数字化仪线和语音线均使用专用的屏蔽电缆(通常不超过50米长，这些线缆可统称为显示和命令通道)经切换装置后与值班员控制室内的控制台相连。切换装置有两种安装方式，一种是安装于值班室控制台内；另一种是安装于计算机房内的微机桌内。1.2.4.电务维修终端为了方便电务维修人员更好地维护计算机联锁系统，系统中增加了电务维8修终端（以下简称维修机）。维修机通过与主备监控机连接，把计算机联锁系统中的实时信息传送到维修机，并记录下来，为现场维修分析故障提供可靠的科学依据。维修机采用Windows操作系统，目前已改为NT操作系统,具有操作简单、清楚、直观等特点。维修机通过网络通信板与两台监控机进行通信，通信正常时通信板的收发灯应交替闪烁，同时监控机通信板的收发灯也随之交替闪烁。如果关掉一台监控机，维修机屏幕上将出现与监控机通信中断提示，并询问是否将记录存盘，如果需要存盘按压YES按钮，不需存盘时按压NO按钮。通信板的故障可以通过通信板上的收发灯进行判断。1.2.5.电源系统综合柜：计算机系统的电源由综合柜提供。综合柜的输入来自电源屏AC220V，50Hz，3KVA。输入电源经过UPS电路等的净化和稳压。然后，电源再分配到计算机系统中的各种设备中。主要构成：1.机柜；2.防雷器件；3.不间断电源；4.配电开关。1.2.6.接口、防雷设备TYJL-II型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系统雷电防护能力而设的，对电气化区段牵引电流的侵入亦有相当的防护能力。电源部分加防雷元件，对电源屏引入线路采取防雷措施。91.2.系统技术性能和指标1.3.1.联锁系统的功能1．实现联锁的基本功能实现进路上道岔、信号机和轨道电路的正确联锁，确保进路正确和列车运行安全。联锁的功能建立进路进路锁闭开放信号进路解锁进路正常解锁调车中途返回解锁取消进路人工延时解锁进路故障解锁区段故障解锁引导总人解单操道岔、单锁道岔……等等单钩溜放调车与干线列控系统或区间闭塞结合场间结合非进路调车机务段联系与道口结合与轨道电码化结合与DMIS系统和微机监测系统的联系与CTC系统结合102．实时反映现场设备状态实时反映站场信号、道岔、轨道等设备的现场状态，为各级运用管理维护部门提供设备和列车运行等信息。3．具有完善的自诊断功能系统通过动态输入输出、回读、软件双编码等技术实现自诊断故障到板级的功能，并通过网络通信使用户可在控制中心和维修中心实现故障诊断和查询。4．维护和远程诊断功能系统能够记录所有的操作和信号设备的状态；监测和报告系统故障；方便地查询内存中存储的各种信息；存储和打印记录；通过网络，远程诊断功能可以把系统的故障情况通知到相应的维护部门，使维修部门可以根据需要派遣相应技术人员来维修；远距离传送记录的文件。5．具备故障弱化功能双机热备的冗余方式使TYJL-II型计算机联锁系统出现局部故障时，在不影响设备运行安全的情况下系统具备故障弱化功能。1.3.2.系统的主要性能1．系统具有很高的可靠性、高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-II型计算机联锁系统在软、硬件设计和系统结构上采取一系列措施，使系统具有很高的可靠性和故障安全性能。系统采用闭环控制原理，输出控制命令的闭环控制，当发现危及安全的情况，将立即切断输出电源，倒向安全。系统输出的控制命令采用动态输出方式，当软、硬件故障时，将停止动态输出或动态输出的规律不对，将切断工作机的驱动电源，并进行主备机的热切换，使系统倒向安全。信息采集采