tyjl-ii型计算机联锁系统用户手册

tyjl-ii型计算机联锁系统用户手册内容摘要：

K F )D K F ( D K Z )Z A 1 2 V ( Q )Z B 1 2 V ( Q )ZB 驱动回线ZA 驱动回线LS( A )ZB( A )LS( B )ZB( B ) 图 21 车站计算机联锁事业部 用户手册 第 8 页 共 29 页 由于我们采用的是整机系统的切换方式，除微机部分发生故障，需进行备机切换外，对采集、驱动模块的故障，如导致突发性关闭信号的故障也需进行切换。 因此要求备机与主机的进路状态和控制驱动命令完全一致，如主机的某信息采 集或驱动模块发生故障而中止驱动命令的输出时，备机能立即发动切换，接替控制命令的输出，而不影响现场设备状态，这时的双机工作状态我们称为热备同步状态。 从上面的叙述可知，微机联锁系统的备机有三种工作状态：脱机状态、联机状态和热备同步状态。 只有在同步状态时备机才真正作为热备机。 这三者之间的关系如图 22 所示。 脱机联机热备同步联机按钮备机故障备机故障与主机进路状态一致备机转为工作机主机故障 图 22 备机状态转换图 平时由主机控制现场设备，备机仅工作在联机同步状态，不实现控制。 如备机出现故障，自行脱机。 处在脱机状态的机器，必须在电务人员修复故障或确认无故障后，按压联机按钮，备机转入联 机状态，恢复主备机的通讯，待双机的进路状态完全一致时，才认为主、备机联机同步工作，也就是备机转入热备状态。 ３、单机自检测技术 为提高系统的可靠性和可用性，在采用双机容错结构情况下，首先需对单机系统进行检测，主要有以下几个手段： （１）软件冗余采用两套联锁软件将输出结果进行比较，如输出命令不一致，表示出错，应禁止输出。 （２）采用闭环工作原理，对命令输出和回读信息进行比较，能及时发现故障点。 （３）采用信息冗余技术，也即编码技术，用编码方法进行检测和纠错，把信息和状态变量均编成一定的合格码，运算均采用此类代 码并对其进行校验，当校验有误时均作安全处理。 本系统用一个字作为有关行车安全的信息码。 （４）对输入、输出信息进行动态处理，将１、０连续交替变换信息作为有效信息，若有故障，信息固定在１或０状态，则信息定格为安全侧信息，同时显示错误号。 ４、双机切换技术 本微机联锁系统是在满足故障安全要求的条件下允许单机运行的，其备用系统是为提高整个系统的可靠性和可用性而设置的。 在这个前提下，我们双机切换的条件如下： （１）主机定时向备机发送信息，主要内容为主机发出的信号控制命令，备机将此信息与备机的控制命令进行比较，如一致， 则双机保持在热备同步状态，如不一致且备机命令多于主机，表明主机由于某种故障而停止输出控制命令，这时由备机发动切换，备机升为主机工作，继续向现场设备发送控制命令，原主机转入脱机状态，若主机命令多于备机命令，则备机自动脱机，等待查明原因。 车站计算机联锁事业部 用户手册 第 9 页 共 29 页 （２）双机间的通信是由备机（主站）向主机（子站）进行呼叫和接收应答，若通讯中断，这有两种情况，一是主机死机，不应答；二是通讯本身中断，备机接收不到主机的信息。 此时热备机认为主机出现故障，发动切换升为主机工作。 （３）主机通过自检测程序，发现严重故障，即通知备机进行切换倒机。 由于我们系统采用的是双机大循环同步方式，而不是指令级同步，双机在程序的运行时间上存在差异。 因此，双机在采集同一组继电器接点的信息时也可能会有差异，特别是在所采集信息快速变化，如轨道电路分路不良而引起继电器的接点跳动时，采集的结果不一致导致双机同一周期的联锁程序的逻辑处理结果不一致。 因此在进行双机比较时，就有可能产生驱动命令不一致情况，而导致双机自动切换或备机脱机。 为避免这种双机失步现象的产生，在软件上作了以下几方面处理。 （１）对双机控制命令信息的比较作滞后处理，允许有１－２个循环周期的时间差异。 （２）加 快采集信息的扫描周期，使主、备机在采集信息时间上的差异尽可能缩小，保证双机均能采集到信息，而不致漏采。 （３）对采集的瞬间变化信息，在某些联锁程序中增加“去颤”处理。 （ 4 ）主备机之间交换必要的采集信息，保证双机同步工作。 4． 硬件设备 4． 1 控制台 功能 显示站场状态，接受操作命令。 也称 MMI，将站场表示、进路状态、操作结果用彩色监视器或单元表示盘的光带显示给操作人员；将操作人员的操作命令传输给监控机。 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：  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） 本站控制台的构成是：数字化仪＋鼠标＋显示器，所有设备配置在车务值班室。 4． 2 监控机 ． 功能 与联锁机的通讯功能，接收联锁机的表示信息，将站场的状态、进路状态、操作提示送彩色监视器。 将控制台的操作命令处理后发送给联锁机。 控制台 不设计算机， 站场显示 ． 构成 1. 控制机主机箱 主机板： 6159L，主频 233MHZ， 内存容量 32M 2个 RS232(串行通信接口 )，一个并行口 车站计算机联锁事业部 用户手册 第 10 页 共 29 页 一块 PC— 01网络卡，一块以太网卡 多屏卡 三英寸软盘驱动器 1个， 声卡 ．监控机的切换 监控机为冷备设置，故障时需要人工切换，监控机的切换按钮设在联锁Ａ机第一层小面板上，切换继电器设在联锁Ａ机机柜底层，上位机切换时， 与之相接的数字化仪和 20英寸监示器可同时切换到由工作机控制，其切换继电器设在控制台内，切换电路见设备图册。 4． 3 联锁机和执表机 图 3 图 4 报警板 I/O 板 CPU主板 I/O 板 I/O 板 采集板 采集板采集板 驱动板 采集板 STD01 通信板 STD01通信板 STD CPU 总线 I/O 总线 电源指示板 计算机层 采集 驱动 零层 电源指示板 计算机层 采集 零层 驱动 零层 通信切换 32 路采集 32 路驱动 车站计算机联锁事业部 用户手册 第 11 页 共 29 页 ． 主要功能与构成 联锁机和执表机均由下列 STD总线的单元模块组成 : STD5093CPU板 报警板 STD01 通讯板 (联锁机插 2块，其中一 块用于主备机通信；执表机插一块 ) 1604 I/O端口板 在 1604板上有 8个 I/O 端口地址，每个端口地址有 8位输入、输出量，共可输入或输出 64位信息量。 根据板上的短路跳接线的位置，确定端口地址号 (详见模块说明书 )。 联锁机的主要功能是： ⑴ 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。 ⑵ 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。 ⑶ 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。 ⑷ 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 : ⑴ 接收联锁机发出的执行命令和向联锁机发送采集信息。 ⑵ 同联锁机功能 3。 ⑶ 同联锁机功能 4。 ． 输入整形电路 (采集电路 ) 现场的表示信息通过输入整形电路送入计算机，为减少机柜内板间电缆，采集板采用母线工作方式，即各采集板连接到同一母线，微机的输出通过 I/O 板为母线提供 5 个输出、输入端口，共可选通 8 块采集板。 信息采集电路的原理图如下： 图 5 从图中可看到 CPU 只有收到脉冲信息时，才视为有效信号，因此此电路为故障安全动态电路。 电路中任何元器件故障均导致“ 0”或“ 1”的固定输出，软件判断固定的“ 1”“ 0”信息无效，该信息倒向安全侧。 轨道继电器的安全侧信息为 GJ↓，即占用。 GJ、 ZCJ 等信息微机无法校核，且和联锁直接相关，对这些信息系统采集前后接点，程序软件对这些信息的前、 I/O CPU GJ,(XJ,DJ,„ ) 车站计算机联锁事业部 用户手册 第 12 页 共 29 页 后接点加以比较，若均为“ 1” 或均为“ 0”，可断定电路某处发生了故障， 这种情况按落下接点信息处理， 以保证安全 ． 输出驱动电路 驱动板同样采用母线工作方式， I/O 板为驱动板母线提供 6 个端口，共可选通 8 块驱动板。 输出驱动电路的原理图如下： 图 6 输出驱动板上接有 32 个发光二极管固定在驱动板的小面板上，如有动态脉冲输出，则发光管闪烁，如发光管灭灯或亮稳定灯光均表示无动态命令输出。 ． 联锁机和执表机的切换（切换电路见配线 图册） ⑴ 在联锁机机柜内设一个三位式手柄，通过两个继电器ＳＢＡＪ和ＳＢＢＪ可选择两种工作方式，即人工工作方式或自动工作方式。 在人工工作方式时，手柄倒向Ａ方向， 继电器ＳＢＡＪ吸起，联锁Ａ机工作，手柄倒向Ｂ方向，继电器ＳＢＢＪ吸起，联锁Ｂ机工作。 自动工作方式时，继电器ＳＢ AＪ、ＳＢＢＪ都在落下，联锁机Ａ机或联锁Ｂ机可 通过各自的切换继电器ＡＱＨＪ或ＢＱＨＪ吸起实现自动切换，Ａ、ＢＱＨＪ平时在落下，只有在自动切换时瞬间吸起。 ＳＢＡＪ、ＳＢＢＪ、ＡＱＨＪ、ＢＱＨＪ均设在集中楼继电器室内。 ⑵ 无论在人工工作方式或自动工作方式，切换继电器ＬＱＨＪ吸起为Ａ机工作，Ａ机机柜上点亮绿色的工作灯，Ｂ机机柜点亮黄色备用灯，ＬＱＨＪ落下为Ｂ机工作。 ⑶ 执表机的切换手柄，可以将执表机Ａ机或执表 B机做为工作机，对联锁机的切换（无论自动切换或人工切换）均会带动执表机切换。 ⑷ 联锁机的备机有脱机、联机和联机同步三种状态，只有在联机同步时系统 才处于热备状态，如主机出现故障，自动倒向备机，不影响现场设备状态。 ⑸在备机自动升为主机工作后，原主机处于脱机状态，必须在修复故障，确认机器工作正常后，按压联机按钮，原主机作为备机，转入联机状态，恢复主备机通讯，待双机的控制命令输出完全一致时备机与主机联机同步工作，转入热备状态。 ⑹动态继电器的驱动电源和局部电源受切换继电器控制。 切换继电器接通工作机的驱动电源，切断备机的驱动电 源，同时，切换局部电源的方向，以保证只有工作机的驱动控制能使动态继电器吸起。 4． 4 安全信息通道的构成 联锁机和执表机之间采用串行 RS485 接口，机间通信采用半双工同步通讯方式，对此通道要求安全可靠，除采用同步通讯中的 CRC 校验外，对传输的信息码采用特殊的编码和 I/O CPU 去动态继电器 车站计算机联锁事业部 用户手册 第 13 页 共 29 页 重复发送等冗余技术，确保信道的安全可靠。 联锁机的前面板上有四组通信接发灯，用来指示系统内各部分的通信状况，其中第一组指示联锁机与监控机的通信，第二组指示联锁机与执表机的通信，第四组指示两套热备的联锁机之间的通信。 4． 5 动态驱动设备 动态驱动设备是指 直接参与控制室外信号机和电动转辙机的控制设备，目前仍采用继电器进行控制，价格低廉，并安全可靠。 为保证微机联锁系统的安全输出，采用双输入动态继电器。 或双输入动态驱动单元 +偏极继电器。 其动作原理如下： 图 7 该继电器由安全型偏极继电器、固态继电器、电阻电容元件构成，为故障──安全型动态继电器。 无控制信号输入时，电路处于静止状态，固态继电器 H 截止，电容 C3 两端电压等于局 部电源电压，电路中无电流流通，动态继电器处于落下状态。 当有控制脉冲输入时，控制脉冲高电平使固态继电器 H 导通，电容 C3 经 H向 C4 充电，控制脉冲由高变低时， H 截止时，电源经 R D2 向 C3 充电，经两～三个脉冲，使 C4 的电位充到偏极继电器的吸起电压，偏极继电器励磁吸起。 驱动单元是将四个动态继电器的电子部件集中安装在一块驱动单元板上，分别控制四。