EI32-JD型计算机联锁系统

EI32-JD型计算机联锁系统主要内容•一、EI32-JD型计算机联锁系统的结构•二、EI32-JD型计算机联锁系统的主要特点•三、EI32-JD型计算机联锁系统的组成及功能•四、联锁机系统级的冗余结构•五、EI32-JD型计算机联锁系统的倒机原理•六、EI32-JD型计算机联锁系统的输入-输出电路及其安全保障•七、EI32-JD型计算机联锁系统软件•八、EI32-JD型计算机联锁系统的维护一、EI32-JD型计算机联锁系统的结构•EI32-JD型计算机联锁系统属于分布式计算机控制系统，系统包括人机对话层（也称操作表示层）、联锁运算层、执行层，系统体系结构如下图所示：一、EI32-JD型计算机联锁系统的结构一、EI32-JD型计算机联锁系统的结构•系统中包括的主要子系统有：操作表示机（即上位机）、联锁计算机、驱动采集机及驱动采集接口、控制台相关设备（包括战场屏幕显示器、鼠标器、数字化仪、语音提示报警音箱、显示驱动器等）、组合架、电务维修机及微机监测系统。二、EI32-JD型计算机联锁系统的主要特点•1．联锁杌／驱动采集机硬件及驱动采集电路为日本信号株式会社产品，操作机(上位机)为工控机。•2．联锁机为二乘二取二结构，分为I、Ⅱ系，各系内部为二取二结构，双系互为热备；即联锁机及驱采机均为双系(双硬件体系)冗余工作，双系中每一单系均包括双套计算机实时校核工作。每一单系中必须双机工作一致才能对外输出，实现全系统的高安全性。任一单系检出故障均可立即导向备系工作，实现全系统的高可靠性。二、EI32-JD型计算机联锁系统的主要特点•3．联锁系统中联锁功能和驱动采集功能分离，联锁系统由联锁层和执行层(驱动采集电路)组成。根据车站规模，每一冗余系可能包括一套驱动采集机或两套驱动采集机。每套驱动采集机均为二乘二取二冗余结构。•4．单系为双CPU结构，双系各自独立，具备自律功能。•5．各联锁机和驱动采集机之间采用双环光缆构成专用局域网，物理通道为双倍冗余。二、EI32-JD型计算机联锁系统的主要特点•6.每一继电器输出驱动的末级采用独立电源隔离技术，驱动无极继电器，防止因线路混线使继电器误动。•7.操作表示机为双机热备结构。•8.考虑了与调度集中自律机结合方案，支持设备集中和设备分散两种制式。•9.联锁系统可与微机监测系统一并设计。•10.适用于区域联锁。联锁机和驱动采集机分离，使冗余结构更为灵活、合理，易于通过远程连接实现分散控制、区域集中。三、EI32-JD型计算机联锁系统的组成及功能•1．操作表示机•操作表示机(俗称上位机)和联锁计算机(包括驱动采集机)构成上下位控制的分层结构。操作表示机采用Pc系列工业控制计算机。根据系统具体配置和要求的不同可插入不同的电路板。CPU采用PnI或以上的处理器，向上兼容。•操作表示机的主要作用是为车站值班员提供操作显示界面。操作表示机从联锁计算机取得站场当前状态，驱动站场屏幕显示器、采集操作信息传输给联锁计算机、将当前联锁状态信息传输给电务维修机和监测机。•操作表示机为双机热备。设备的倒接无需人工干预，也不对正常行车造成干扰。•操作表示机可支持单元拼装式控制台、数字化仪、鼠标器、显示器等多种操作显示工具。三、EI32-JD型计算机联锁系统的组成及功能•2．联锁计算机•联锁计算机简称联锁机，两套共4个CPU构成二乘二取二容错系统。联锁机采用E132型计算机联锁专用计算机。•联锁机接收来自操作表示机传来的操作命令、接收驱动采集机传来的室外信号设备状态、进行联锁运算，向驱动采集机传输室外信号设备动作命令，同时向操作表示机传输表示信息。•联锁计算机为安全型系统。三、EI32-JD型计算机联锁系统的组成及功能•3．驱动采集计算机•采用EI一32型计算机联锁系统系列产品，同为二乘二取二容错结构。其作用为采集室外信号设备的状态，驱动室外信号设备动作，为安全型系统。•安全型驱动采集电路为驱动采集计算机(以下简称驱采机)的组成部分。其小型化的动态采集、输出电路为其电路特色。三、EI32-JD型计算机联锁系统的组成及功能•4．驱动采集计算机执行层•驱动采集计算机执行层为组合架，完成现场状态信息的输入和控制命令的输出。组合架上安装有信号点灯电路、道岔控制及表示电路、轨道继电器、其他结合电路等继电器电路。四、联锁机系统级的冗余结构•1．概述•系统级冗余结构是指在计算机联锁发生故障时，能使计算机联锁继续运行下去的设计方法。•E132一JD型计算机联锁系统采用二乘二取二冗余结构。所谓二取二即在一套系统上集•成双套CPU系统。双套系统严格同步，实时比较。只有双机运行一致时才对外输出或传输运算结果。四、联锁机系统级的冗余结构•“二乘”为上述双机组合有两组，可采用双机热备或并用方式。•E132一JD型计算机输入一输出接口、驱动单元电路、电源均为双套。•在保证安全的基础上，为提高系统的可靠性，操作表示机、通信网络也采用双套。操作表示机也实现了双机热备。四、联锁机系统级的冗余结构•2．二取二CPU电路•二乘二取二计算机联锁核心部件——二取二安全型CPU板的电路结构。在该印制板上集成了完全相同的两套计算机系统，包括时钟、RAM、ROM和必要的接口电路，还集成了实现双机校核的总线比较电路。CPU-A和CPU-B硬件完全相同，所装软件——包括系统软件和应用软件完全相同。正常情况下，A、B曰两套CPU电路应当工作完全相同，此时，由该板驱动一个继电器，称作正常继电器，只有正常继电器接点闭合，才能给该板输出部供电，形成真实的输出，从硬件上保证设备的安全。四、联锁机系统级的冗余结构二取二安全型CPU板的电路结构如图四、联锁机系统级的冗余结构EI-32型计算机联锁支持双系热备型冗余结构，如图所示。每一系的任一处理部的单系——联锁机I系、Ⅱ系、驱采机I系、Ⅱ系即为双机校核的CPU系统，因而它总体上是一个4机系统。四、联锁机系统级的冗余结构•双系热备方式的方式中，驱采机的I系和Ⅱ系均仅接收同一联锁机计算机发来的输出信息，如联锁机I系的输出或联锁机Ⅱ系的输出，而联锁机另一系的输出不予采纳。也就是说，联锁机的双系中存在主用系和备用系的区别。只有主系对外的输出才被驱采机采纳，备系的输出虽然也被送到局域网上，但不被驱采机取用，而仅用于联锁机双系之间的校验。当联锁机的主系发生故障时，才自动地倒向备系。从这个意义上说，联锁机双系之间采用的是双系热备的方式。在双系热备方式中，联锁两系之间采用单线程操作系统实现应用软件的数据同步。四、联锁机系统级的冗余结构•无论双系热备还是二重系方式，驱采机均同时工作，同时产生输出，并且均以线圈并联的方式连接到被驱动的继电器上。因此，双系热备或二重系工作方式均为仅对联锁机而言，对于驱采机，双系均以二重系并联方式运行。•E132-JD型计算机联锁采用了双系热备的工作方式，虽然驱动硬件及倒机电路不同于JD-IA型，但其倒机原理是完全一样的，可以移植。四、联锁机系统级的冗余结构•4．倒机电路•输入、输出电路具有回读检测能力。当电路发生故障时，输入输出处理都具有自诊断功能，底层软件给出故障报告，应用软件予以判断，决定是否切除本系或倒机。例如判断输出和回读是否一致(和JD-IA型一样)，输入电路也同JD-IA型一样，在采集的间隙进行部分电路的自诊断。•支持双系切换的硬件电路(俗ys电路板)上安装有数个小型的安全型继电器，对各系的主CPU板及其软件运转正确性的判断，最终驱动一组倒机继电器，其状态决定主系和备系。四、联锁机系统级的冗余结构•采用两重系时，两系的切换时间为300～500ms。实际上，E132-JD系统的双系切换，本质上是输入／输出机对联锁机通过LAN传来的主用信息的校核，从而输入输出部的输出缓冲区从“根据原主机设置内容”切换到“根据当前主机设置内容”。•联锁机、驱采机的每一系均提供一个倒机切换板(俘yS板)，安装有复位开关，允许通过对本机系统复位实现人工倒机。•VSYS板上安装的各种继电器均在设备面板上有指示灯，便于维护人员监督设备运行，辅助判断故障。五、EI32-JD型计算机联锁系统的倒机原理•1．概述•系统的联锁机采用4机构成互备的双套冗余系统，称为I、Ⅱ系。平时两系同时接收操作表示机发来的控制信息和驱采机采集到的设备状态，并据此进行联锁运算。平时只有I、Ⅱ系中的某一系联锁机作为主控机，只有主控机可向驱采机发出控制命令，可以对外输出。另一系用作备机，备机只有联机后，才能实现热备。如主控系发生故障，备系在主控机脱机后，可自动升为主控系，即自动倒向备系运行。只有当主用系发生故障且备系完好时才能自动切换到备系，由备系接续工作。备系导向主控时，可保证现场联锁作业完全不受影响，无需电务人员介入。五、EI32-JD型计算机联锁系统的倒机原理•2．基本倒机逻辑•本系统基本倒机逻辑遵从无主的原理，即两套联锁系统地位相等，无主从之分。第一次开机时，先启动的一系优先进入工作状态，成为主控系(如I系)，后启动的一系自动成为备系。如果工作中主控系发生故障，则自动由备系接替工作，此时Ⅱ系成为主控机。只要Ⅱ系不发生故障，无论I系是否修复，是否投入运转，重新联机，Ⅱ系都将一直工作下去，充当主控系的角色，而并不急于倒回I系。只有当Ⅱ系也发生了故障不宜继续作为主控系工作时，才再次倒回I系。这样做可避免I系修复后在两台机器都正常工作时发生无谓的倒机，增加不可靠度。五、EI32-JD型计算机联锁系统的倒机原理•在计算机联锁系统运行的过程中，两联锁系之间实时交换关键联锁信息和现场信号设备状态信息，以保证两联锁系之间的同步。在两联锁系均联机的情况下，由备系校核主控系发来的主控系关键联锁信息和现场信号设备状态信息。一旦发现两机信息不一致，则意味着两系失去同步，此时暂停继电器的对外输出，直至重新恢复同步。五、EI32-JD型计算机联锁系统的倒机原理•3．上电及倒机过程•为保证安全，计算机联锁系统施工完毕，先启动的一系上电后优先进入主控。为保证安全，此时令全场区段处于锁闭状态，要求车站值班员采用区段故障解锁的方法逐段解锁区段。为避免车站值班员操作过于繁琐，本系统简化了上电解锁手续，车站值班员只需按压“区段故障解锁”按钮，输人口令，即可进入上电解锁状态，此后车站值班员只需连续按压“区段故障解锁”按钮和各个轨道区段按钮(用处于该区段的道岔名称代替)即可逐段解锁各个区段，不必重复输入口令。五、EI32-JD型计算机联锁系统的倒机原理在此期间如果车站值班员办理了其他的操作，则系统退出上电解锁过程。如需恢复此过程，则需再次按压“区段故障解锁”按钮，重新输入口令，才可再次进入上电解锁过程，直至所有区段都解锁完毕。这种操作方式，即保证了上电后全场所有区段均处于锁闭状态以利安全，又避免了车站值班员操作过于繁琐，使车站值班员在紧急状态下可迅速恢复系统的正常功能。五、EI32-JD型计算机联锁系统的倒机原理•另一系上电时，由于同时有一系作为主控系在正常运转，这时再提出全场无作业的要求就不合理，且难以实现，对于大站甚至是不可能的。因此，在全系统已有一系以主控方式运行的情况下，另一作为备系的联锁机上电、自检通过后，则可自动地在10S左右时间内从主控系取得站场联锁数据，自动地跟踪主控系，与主控系取得同步，自动地投入运行，实现热备。这一过程同样不需要人工干预，也不必提出全场无作业的要求。在备系与主控系取得同步的过程中，不影响主控系的任何功能和性能，如果车站值班员不察看屏幕上的提示，则可能完全察觉不到此过程。这是本系统的特点之一。五、EI32-JD型计算机联锁系统的倒机原理•备系从主控系取得站场当前全部的联锁数据后，必须经过试联锁过程，校核所取得数据的正确性。只有判定两系的这些数据完全一致并与操作机取得通信联系之后，才认为两系的确取得了同步，可以开始联机工作。只有这时，备系才可联机，成为备系。也就是说，只有在这之后，如果主控系发生停机，备系才能够真正地接替工作，实现倒机。五、EI32-JD型计算机联锁系统的倒机原理•在主、备系同时运行的过程中，两系通过各自的自检和互检，实时监测本系的完好性，一旦发生故