联锁设备中级培训教材.doc

联锁设备中级培训教材
一、各类设备运行情况
我段管内目前使用的三种联锁设备，交大EI32为2乘2取2，通号DS6与铁科TYJL两种联锁设备为互为热备。就各个设备中都是又上位机、下位机，及维护机组成。
二、各个设备类型组成
1）、交大EI32
EI32-JD型计算机联锁体系结构的核心是利用光纤构成环状结构的内部联锁局域网LAN。图1.1是日信公司在我国运用车站的构成模式。

图1.1 体系结构
图1.1所示结构的核心为联锁机、所有驱动采集机均通过光缆连结为局域网（LAN）。操作表示机与联锁机直连的目的在于减少日信公司产品和JD-ⅠA型计算机联锁产品之间的耦合，提高开发的成功率。
图1.2是上述体系结构的另一种表示方法。图1.2中，明确体现了操作表示机与联锁机之间的连接关系。

图1.2 体系结构

1、系统中包括的主要子系统
系统中包括如下主要的子系统：
Ø 操作表示机，即控显分机
Ø 联锁计算机
Ø 驱动采集机及驱动、采集接口
Ø 控制台相关设备，包括站场屏幕显示器（根据车站大小采用1~2台21英寸彩色显示器）、鼠标器、数字化仪、语音提示报警音箱、显示驱动器等
Ø 组合架
Ø 电务维修机及微机监测系统

2、各部件的功能、作用
(1)．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。联锁机采用日本信号公司EI32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。
驱动采集计算机也采用日本信号公司EI-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的组成部分。其小型化的动态采集、输出电路为其电路特色。
(2)．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PⅢ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。
(3)．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。
2)、通号DS6
1、控制台子系统
一）设备介绍
控制台子系统由控制显示计算机（简称控显机）、行车控制台、站场显示设备、控显转换箱组成，其结构如图2所示。

控显机内安装两块AN-520BT网卡，用于实现网络通信。一个连接网络A，网络节点地址为“05H”；另一个连接网络B，节点地址为“06H”。网络通信管理软件对双网的工作状态自动监视。正常情况下，从A网取得数据，当A网通信故障时自动切换到B网，保证通信不中断。
行车控制台是办理行车作业的人机界面。控制台操作方式和站场表示设备可以有不同选择。
采用数字化仪操作时，控显机通过串行接口与数字化仪连接。
本系统对以上操作方式都时配备鼠标作为备用操作手段。鼠标也通过串行接口与控显机连接。根据需要，可以选定鼠标作为唯一操作方式。
站场表示设备可以采用图形显示器，控显机内须安装图形卡。图形显示器屏幕长宽比例为4 ：3。大型站场需用两台甚至三台显示器并列。为便于后台值班员观察，在其面前设同样数量的小屏幕（15寸）显示器。
控显转换箱是控制台操作、显示设备与控显机接口的转换装置，其结构如图3所示。本系统控显机采用双机互为备用，但控制台的操作、显示设备只有一套。当控显机切换时，转换箱在人工操作下实现控制台显示器、数字化仪、鼠标、语音输出与控显机接口及控显机电源的自动转换，免去拔、插联机电缆插头的繁琐操作。

转换箱内装有语音卡、串行接口卡、屏幕扩展卡。采用按钮盘时需安装按钮切换卡。语音卡用于产生故障报警和操作提示的语音信号；屏幕扩展卡将图形卡输出的图形信号扩展驱动两个屏幕，以满足前后台值班员需要；串口卡用于鼠标和数字化仪的切换。
2、联锁子系统
一）设备介绍
联锁子系统由联锁双机组成，其结构如图5所示。联锁机通过开关量输入接口采集现场信号设备状态，通过网络接收控显机发来的控制台操作命令，进行联锁运算，产生输出命令，通过开关量输出接口驱动继电器，实现对道岔和信号机的控制

联锁机内安装三块AN-520BT网卡。A网与B网用于实现系统网络通信，C网用于实现联锁双机同步。A机的A、B、C网卡网络节点地址分别为“01H”、“02H”和“15H”，B机的A、B、C网卡网络节点地址分别为：“03H”、“04H”，和“16H”。

联锁机内安装有7122开关量信号输入输出接口板，用于表示信息输入和控制输出。每块7122上有144路，分为6组，每组24路。可由程序设定为输入或输出。每个系统需要安装7122板的数量决定于站场规模。联锁A/B机状态转换过程如图6所示。
工作

动 故 双
启 障 人 机
一 退 工 切
第 出 切 换
换
冷 第 二 启 动 热
机 备
故 障 或 人 工 退 出

图6 联锁机双机状态转换图

联锁双机为动态冗余热备系统，两台联锁机可以互为主备机。双机的工作方式为：根据开机顺序，首先投入运行的自动为工作机，后投入的为热备机。工作机运行中发生故障后自动退出运行状态，热备机自动转为工作机。因此联锁机有三种状态：即工作状态、热备状态和冷机状态。每个联锁机柜上部设有四个指示灯：电源灯（红色）、运行灯（绿色）、控制灯（黄色）、同步灯（绿色）。联锁机柜接通交流220V电源时，电源灯亮红灯；联锁机投入运行后，运行灯亮绿闪；作为联锁工作机（主机）时，控制灯亮黄灯；联锁双机同步时，备机同步灯亮绿闪。联锁机三种状态之间的转换如下图所示。为了满足维护工作需要，系统提供了人工双机切换命令，切换过程中现场信号设备状态不受影响。
构成双机热备系统的关键技术是双机同步和切换控制问题。本系统备用机投入运行与工作机实现同步的过程是：备用机首先向工作机发出同步请求，工作机接受请求，通过网络通信将中间状态信息发送给备用机。备用机接收到工作机发来的中间信息后，自己建立中间数据，并发送给工作机。工作机确认备用机的中间数据与本机一致后，通知备用机进入热备状态。其同步过程如图7所示。
联锁
B
机
备
用
机
联
锁
A
机
主
工
作
机
请求同步

发送中间数据

回送中间数据

同意投入

图7 双机同步过程

本系统的双机切换有自动切换和人工切换两种方式。自动切换通过自检测功能实现。当系统检测程序检测到系统运行异常或设备发生某些故障时，将使联锁机停止运行。若故障发生在工作机，则双机自动切换，备用机成为工作机；若备用机发生故障，自动退出运行。故障机退出后，可停机检修，待故障排除后，由人工复位，经过上述的同步过程进入热备状态。
人工切换是在监测分机键盘上输入切换命令。切换命令发送到工作机，工作机首先判断它机是否在热备状态。若是，则改变本机的工作状态，变为热备状态，原热备机自动成为工作机；若工作机接收到切换命令时，备机不在热备状态，则命令无效，工作机状态不变。
3）、铁科TYJL
1、联锁机功能
n 实现信号设备的联锁逻辑处理功能，完成进路确选、锁闭、解锁，发出开放关闭信号和动作道岔的控制命令
n 与上位机交换信息，接收上位机的操作命令，给上位机发送信号设备的状态信息以及联锁机与执表机的工作状态信息
n 与执表机交换信息，接收执表机发来的信号设备的状态信息，给执表机发送设备动作信息
n 采集、驱动现场信号设备的状态
n 控制联锁机与执表机的自动切换、联机、同步、脱机

、
2、执表机功能
n 与联锁机交换信息，接收联锁机发来的设备动作信息，向联锁机发送信号设备的状态信息
n 采集、驱动现场信号设备的状态
3、电源
n 采集电源：用于机器采集所需继电器状态信息，经二极管构成采集回线要送到组合架。采集回线A、B机并联。
电压：12V±1V
n 驱动电源：用于机器驱动动态继电器，通过驱动回线要送到组合架。各个机柜有独立的驱动回线，绝不可相混线。
电压：12V±1V
n 计算机电源：机器所有电路板的工作电源。
电压：5V±0.1V

n 各电源要有良好的隔离性。
3、控制台
n 工业控制机（PC机：显示器、键盘、主机箱、主板、多屏显卡、以太网卡、PC-01网卡、声卡、电子盘、硬盘、软驱）
n 控制台（单元控制台、数字化仪控制台、鼠标控制台）

3、影响范围
上位机有故障时，会使控制台无法进行联锁操作及联锁设备显示。
下位机故障时，会影响现场联锁关系，影响联锁的使用。
维修机故障时，会影响维修机的正常使用，影响微机检测的站场显示。