TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖1

TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖鐵道科學(xué)研究院通號(hào)所研制雙機(jī)熱備系統(tǒng)北京1號(hào)線四惠車輛段廣州地鐵2號(hào)線車輛段深圳地鐵車輛段南京地鐵1號(hào)線車輛段、大連輕軌車輛段重慶單軌交通北京13號(hào)正線車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖以及車輛段計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖2023/2/51系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2023/2/52TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)框圖2023/2/53系統(tǒng)特點(diǎn)系統(tǒng)具有高安全性系統(tǒng)具有高可靠性系統(tǒng)具有很好的可用性具有可擴(kuò)展性和遠(yuǎn)程控制能力具有良好的可維修性2023/2/54系統(tǒng)組成監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)鎖機(jī)執(zhí)表機(jī)接口系統(tǒng)電務(wù)維修機(jī)電源應(yīng)急臺(tái)2023/2/552023/2/56監(jiān)控機(jī)---監(jiān)控系統(tǒng)的核心工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。

接收車站值班員的有效操作命令，提供站場(chǎng)圖像顯示和語音、文字提示與時(shí)鐘信息，以及整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)信息，報(bào)警信息和簡(jiǎn)要的故障信息。

根據(jù)控制臺(tái)發(fā)送的控制命令初選進(jìn)路。

與聯(lián)鎖機(jī)進(jìn)行通信，交換信息，向聯(lián)鎖機(jī)傳送初選的進(jìn)路控制命令及其他操作命令信息，接收聯(lián)鎖機(jī)發(fā)送的道岔、信號(hào)機(jī)、軌道電路等表示信息。2023/2/571.監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)接口。系統(tǒng)的人機(jī)界面軟件安裝在監(jiān)控機(jī)中，完成控制臺(tái)屏幕顯示、操作處理、進(jìn)路預(yù)選、站場(chǎng)變化及設(shè)備工作狀態(tài)記錄、錯(cuò)誤提示等功能。監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控機(jī)和控制臺(tái)組成。2023/2/58

自動(dòng)存儲(chǔ)信息，在每天的零點(diǎn)和12點(diǎn)將該點(diǎn)之前的車站值班員所有操作、道岔、信號(hào)、軌道表示信息及聯(lián)鎖系統(tǒng)的工作狀態(tài)等信息，自動(dòng)存盤，形成以日期為文件名的信息記錄文件。

和電務(wù)維修機(jī)交換信息，向電務(wù)維修機(jī)提供信息記錄和未存盤的各種信息，接收維修機(jī)修改的時(shí)鐘信息。

同CTC、TDCS通信，為控制中心提供站場(chǎng)信息。2023/2/59控制臺(tái)系統(tǒng)使用的直接人機(jī)界面部分，由監(jiān)控機(jī)管轄。

功能顯示站場(chǎng)狀態(tài)，接受操作命令；將站場(chǎng)表示、進(jìn)路狀態(tài)、操作結(jié)果用彩色監(jiān)視器或單元表示盤的光帶顯示給操作人員；將操作人員的操作命令傳輸給監(jiān)控機(jī)。2023/2/510控制臺(tái)控制臺(tái)有數(shù)字化儀、鼠標(biāo)、數(shù)字化儀加鼠標(biāo)和單元控制臺(tái)四種可選方式。2023/2/5112.聯(lián)鎖機(jī)聯(lián)鎖機(jī)的主要功能：

實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控機(jī)和執(zhí)表機(jī)的通信。聯(lián)鎖備機(jī)（在聯(lián)機(jī)狀態(tài)）定時(shí)呼叫主機(jī)，進(jìn)行信息交換和信息比較。實(shí)現(xiàn)信號(hào)設(shè)備的聯(lián)鎖邏輯處理功能，完成進(jìn)路確選、鎖閉，發(fā)出開放信號(hào)和控制道岔的控制命令。采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備狀態(tài)，如軌道電路狀態(tài)、道岔表示狀態(tài)、信號(hào)機(jī)狀態(tài)等。2023/2/512聯(lián)鎖機(jī)的主要功能：

輸出動(dòng)態(tài)控制命令，通過動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)偏極繼電器，控制動(dòng)作現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。在熱備方式工作時(shí)，主備機(jī)之間進(jìn)行信息交換。當(dāng)同步工作時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)故障，能進(jìn)行熱切換。2023/2/513聯(lián)鎖機(jī)柜：為了適應(yīng)不同規(guī)模車站的控制對(duì)象容量，機(jī)柜分為I、II和III型。I型為普通型，II型適合于小站，在一個(gè)柜內(nèi)同時(shí)安裝A、B兩套聯(lián)鎖系統(tǒng)；Ⅲ型為增強(qiáng)型，其采集增加到兩層，最多可容納28塊采集板，驅(qū)動(dòng)層為一層，最多可容納14塊驅(qū)動(dòng)板。普通型的聯(lián)鎖機(jī)柜結(jié)構(gòu)如圖所示。2023/2/5142023/2/515TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖2/5/2023162023/2/5162.2聯(lián)鎖機(jī)柜的組成電源指示層計(jì)算機(jī)層（STD層）采集層驅(qū)動(dòng)層零層2023/2/517采集驅(qū)動(dòng)層采集層電源層零層STD層由三個(gè)電源組成：STD總線電源+5V、+12V、-12V,采集電源+12V，驅(qū)動(dòng)電源+12V；由CPU板、報(bào)警板、1604I/O板、STD-01通信板、總線母板等組成由采集板（最多14塊）及總線母板組成；由驅(qū)動(dòng)板（最多8塊）、采集板（最多6塊）及總線母板組成；由各種電源端子、切換板及切換手柄組成，切換手柄只有A機(jī)才有，B機(jī)無切換手柄；聯(lián)鎖機(jī)與執(zhí)表機(jī)

聯(lián)鎖機(jī)由五層組成：2023/2/518聯(lián)鎖機(jī)主要由計(jì)算機(jī)層、電源層、采集板、驅(qū)動(dòng)板、零層等組成。計(jì)算機(jī)層

計(jì)算機(jī)層由CPU板，通信板，I/O板構(gòu)成。各板有各自固定的安裝位置，機(jī)柜上已標(biāo)明，槽位不能互換。聯(lián)鎖程序固化在CPU板上的U16、U17兩個(gè)FLASH芯片上，是系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，負(fù)責(zé)聯(lián)鎖關(guān)系檢查及聯(lián)鎖運(yùn)算。2023/2/519ＳＴＤ層正面2023/2/520ＳＴＤ背面2023/2/5212.2.2計(jì)算機(jī)層（STD層）STD層主要由：CPU板、網(wǎng)絡(luò)板（STD01）、I/O（1604）板和報(bào)警板構(gòu)成。若CPU板采用7863板，在聯(lián)鎖機(jī)上的STD層還應(yīng)配備內(nèi)存擴(kuò)展板7709（或7710）和中斷板7320、7308板。2023/2/522CPU板

CPU板是系統(tǒng)的核心部件，聯(lián)鎖程序就安裝在該板上，它的故障會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的徹底癱瘓。它故障后，機(jī)器會(huì)有死機(jī)的現(xiàn)象，或報(bào)"雙份程序比較不一致"的錯(cuò)誤信息。2023/2/523報(bào)警板

報(bào)警板負(fù)責(zé)軟件控制點(diǎn)亮運(yùn)行燈、通信燈、中斷燈、工作燈、聯(lián)機(jī)同步燈等和鳴笛報(bào)警。它的故障只會(huì)影響指示燈的點(diǎn)亮和鳴笛，不會(huì)影響設(shè)備的正常工作。2023/2/524STD-01通訊板聯(lián)鎖機(jī)插兩塊:STD-01(1)經(jīng)切換控制后與監(jiān)控機(jī)和執(zhí)表機(jī)通信(接收監(jiān)控機(jī)發(fā)送來的值班員控制命令，并向其發(fā)送站場(chǎng)表示和提示報(bào)警信息；接收?qǐng)?zhí)表機(jī)發(fā)送來的站場(chǎng)表示和提示報(bào)警信息，并向其發(fā)送其所管轄范圍內(nèi)的信號(hào)、道岔、等的控制命令)；

STD-01(2)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖主、備機(jī)之間，以及對(duì)監(jiān)視控制機(jī)的通信。聯(lián)鎖機(jī)的兩塊通訊板由K2開關(guān)區(qū)分。2023/2/525STD-01通訊板

2023/2/526STD-1604I/O板

用于控制采集總線和驅(qū)動(dòng)總線。板上共有8個(gè)I/O端口地址，每個(gè)端口地址有8位輸入和輸出，可輸入或輸出６４位信息量。每塊板均有不同的地址，根據(jù)板上的短路跳接線的位置來設(shè)定。該板具有輸出回讀功能，可以用來檢查輸出信息的正確性。采集板芯片：U16-U18、U20-U23插273，U11插244驅(qū)動(dòng)板芯片：U17-U23插273，U8插244

K1的跳線不同決定1604的用途功能不同

2023/2/527電源層機(jī)柜電源層由計(jì)算機(jī)用電源、采集電源、驅(qū)動(dòng)電源組成。系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)電源的要求很高，其電壓不能低于4.9V，否則可能會(huì)出現(xiàn)死機(jī)，或無故脫機(jī)。采集和驅(qū)動(dòng)電源要求其直流電壓的輸出值大于10V，一般在11~12V之間。2023/2/528電源層正面2023/2/529電源層背面2023/2/530采集層用來安裝采集板，最多14塊。采集板包含有電源測(cè)試板及32芯采集端子。每塊采集板可以采集32位信息，并以紅色采集指示燈指示，紅燈點(diǎn)亮表示有采集信息送到采集板。聯(lián)鎖機(jī)柜第一塊采集板面板左側(cè)的指示燈的含義。2023/2/531采集層正面2023/2/532驅(qū)動(dòng)層用來安裝驅(qū)動(dòng)板，最多14塊。采集板包含有電源測(cè)試板及32芯采集端子。每塊驅(qū)動(dòng)有32位驅(qū)動(dòng)信息，對(duì)應(yīng)每一個(gè)驅(qū)動(dòng)信息，驅(qū)動(dòng)板上有一個(gè)綠色的指示燈，有驅(qū)動(dòng)信息時(shí)指示燈應(yīng)以3~6Hz的頻率閃爍。每一機(jī)柜的第一塊驅(qū)動(dòng)板的第一和第四控制輸出驅(qū)動(dòng)事故繼電器。2023/2/533驅(qū)動(dòng)層正面2023/2/534零層零層的結(jié)構(gòu)，不同機(jī)柜的生產(chǎn)廠家的機(jī)柜可能有所不同。2023/2/5352.2.4零層

機(jī)構(gòu)底層即為零層，該層僅供安裝３２芯輸出端子板及其他輔助裝置使用（如聯(lián)鎖機(jī)切換手柄、監(jiān)控機(jī)切換手柄、地線、切換繼電器等）。零層的正面為各數(shù)據(jù)傳輸線的接口座。零層的背面為各切換手柄和地線接線端子等。2023/2/536零層正面2023/2/537零層背面2023/2/5383.執(zhí)表機(jī)

執(zhí)行表示機(jī)簡(jiǎn)稱執(zhí)表機(jī)。執(zhí)表機(jī)只負(fù)責(zé)表示信息的采集和控制命令的執(zhí)行，不參與聯(lián)鎖運(yùn)算，類似于簡(jiǎn)單的邏輯系統(tǒng)。不是所有的車站都有執(zhí)表機(jī)，只有當(dāng)聯(lián)鎖機(jī)柜的容量不能滿足車站監(jiān)控對(duì)象數(shù)量的需要時(shí)，才設(shè)執(zhí)表機(jī)。執(zhí)表機(jī)的容量為640個(gè)二進(jìn)制對(duì)象，控制容量為256個(gè)二進(jìn)制對(duì)象。號(hào)機(jī)狀態(tài)等。2023/2/539執(zhí)表機(jī)的功能：

接收聯(lián)鎖機(jī)發(fā)出的執(zhí)行命令和向聯(lián)鎖機(jī)發(fā)送采集信息；采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備狀態(tài)；輸出動(dòng)態(tài)控制命令，通過動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)偏極繼電器，控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。執(zhí)表機(jī)柜與聯(lián)鎖機(jī)柜的區(qū)別，只是沒有聯(lián)鎖軟件，其他完全相同。2023/2/5404.接口系統(tǒng)

TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)基本上完全保留了6502繼電集中聯(lián)鎖對(duì)室外設(shè)備的控制和表示電路（如道岔控制電路，信號(hào)點(diǎn)燈電路等），以這些電路中的相關(guān)繼電器（定/位操縱繼電器、定/位表示繼電器、軌道繼電器、信號(hào)繼電器和燈絲繼電器等）為界面進(jìn)行控制和信息采集。2023/2/541通常在機(jī)械室內(nèi)靠近計(jì)算機(jī)房的地方設(shè)置接口架，由聯(lián)鎖機(jī)、執(zhí)表機(jī)的零層端子，采集層和驅(qū)動(dòng)層引出的采集回線和驅(qū)動(dòng)回線以及大量的采集和驅(qū)動(dòng)電纜均以32芯插頭插接至本接口架的里側(cè)。接口架是主控系統(tǒng)與接口系統(tǒng)的一個(gè)十分清晰的分界面。2023/2/542接口系統(tǒng)可分為兩大部分：一是基本未做更改的6502繼電電路以及其他電路或系統(tǒng)；二是計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖所特有的，分為采集電路、驅(qū)動(dòng)電路和專用防護(hù)電路。接口電路必須符合故障—安全原則。2023/2/543信息采集電路

2023/2/544輸出驅(qū)動(dòng)電路

2023/2/545防護(hù)電路

TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖主控系統(tǒng)中經(jīng)過改進(jìn)的采集板和驅(qū)動(dòng)板已經(jīng)達(dá)到部頒防雷標(biāo)準(zhǔn)，在接口系統(tǒng)中增設(shè)的防護(hù)電路是為重雷區(qū)內(nèi)增強(qiáng)雷電防護(hù)能力而設(shè)的，對(duì)電氣化區(qū)段牽引電流的侵入也有相當(dāng)?shù)姆雷o(hù)能力。2023/2/5465.電務(wù)維修機(jī)電務(wù)維修機(jī)通過與主備監(jiān)控機(jī)連接，接收監(jiān)控機(jī)送來的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的各種信息，儲(chǔ)存記錄系統(tǒng)的全部運(yùn)行信息，向監(jiān)控機(jī)傳送修改后的時(shí)鐘信息。電務(wù)維修機(jī)是計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的重要輔助設(shè)備，為維修人員提供人機(jī)界面，與其他系統(tǒng)的連接一般也是通過維修機(jī)實(shí)現(xiàn)的。2023/2/547電務(wù)維修機(jī)的功能屏幕顯示功能記錄功能操作記錄，車站值班員的操作過程記錄；鉛封按鈕記錄，車站值班員對(duì)鉛封按鈕的操作記錄；變化信息，所采集的變化信息記錄；提示信息，控制臺(tái)錯(cuò)誤提示記錄；報(bào)警記錄，各種報(bào)警提示信息記錄；2023/2/548電務(wù)維修機(jī)的功能圖像再現(xiàn)功能時(shí)鐘功能監(jiān)控系統(tǒng)的時(shí)鐘統(tǒng)一由維修機(jī)進(jìn)行調(diào)校，以使整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘保持一致。與遠(yuǎn)程診斷設(shè)備的通信功能與微機(jī)監(jiān)測(cè)及TDCS、CTC的接口功能幫助功能2023/2/549工控主機(jī)箱鍵盤14英寸顯示器鼠標(biāo)CPU板PC總線母板以太網(wǎng)卡硬盤3英寸軟盤驅(qū)動(dòng)器顯卡微機(jī)電源調(diào)監(jiān)通信串口多功能板電務(wù)維修機(jī)打印機(jī)電務(wù)維修機(jī)

2023/2/5502023/2/5516.電源電源系統(tǒng)主要由系統(tǒng)電源及配電柜、主控機(jī)柜電源、動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電源、切換電源組成。2023/2/5522023/2/5532023/2/5547.應(yīng)急盤在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)失效時(shí)，用以控制道岔和引導(dǎo)信號(hào)。應(yīng)急盤有直觀、清晰的站場(chǎng)圖形表示，并有道岔位置及引導(dǎo)信號(hào)開放的表示。雙機(jī)熱備型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的兩套設(shè)備正常時(shí)，無須使用應(yīng)急盤，只有兩套設(shè)備都不能使用時(shí)，為了不影響行車，才啟用應(yīng)急盤扳動(dòng)道岔，替代人搖道岔，但應(yīng)急盤沒有聯(lián)鎖條件，它的安全要由人來保證。2023/2/555五、系統(tǒng)軟件

1.系統(tǒng)軟件構(gòu)成2023/2/556系統(tǒng)軟件

2.系統(tǒng)軟件概述人機(jī)對(duì)話層聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算層執(zhí)行層安全輸入程序和安全輸出程序。

監(jiān)控機(jī)軟件流程如右圖所示。2023/2/557六、傳輸通道

1.聯(lián)鎖通信總線聯(lián)鎖機(jī)之間和聯(lián)鎖機(jī)與執(zhí)表機(jī)之間交換的表示、驅(qū)動(dòng)信息能否安全可靠地傳輸，直接關(guān)系到系統(tǒng)的安全性、可靠性。聯(lián)鎖機(jī)與監(jiān)控機(jī)、聯(lián)鎖機(jī)之間、聯(lián)鎖機(jī)與執(zhí)表機(jī)通信采用ARCNET通信接口。聯(lián)鎖機(jī)之間通過集成于CPU板上的ARCNET網(wǎng)卡進(jìn)行通信，聯(lián)鎖機(jī)與監(jiān)控機(jī)的通信為獨(dú)立ARCNET網(wǎng)卡。2023/2/5582.維修機(jī)通信維修機(jī)通過以太網(wǎng)與主備監(jiān)控機(jī)連接，構(gòu)成維修局域網(wǎng)。3.與CTC/TDCS的通信監(jiān)控機(jī)可同CTC/TDCS通信，采用TCP/IP協(xié)議。2023/2/559七、系統(tǒng)的切換

1.雙機(jī)切換技術(shù)雙機(jī)通信雙機(jī)同步單機(jī)自檢測(cè)雙機(jī)切換2023/2/560雙機(jī)同步備機(jī)脫機(jī)備機(jī)聯(lián)機(jī)聯(lián)機(jī)同步2023/2/561單機(jī)自檢測(cè)1）軟件冗余采用兩套聯(lián)鎖軟件將輸出結(jié)果進(jìn)行比較，如輸出命令不一致，表示出錯(cuò)，應(yīng)禁止輸出。2）采用閉環(huán)工作原理，對(duì)命令輸出和回讀信息進(jìn)行比較，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。3）采用信息冗余技術(shù)，用編碼方法進(jìn)行檢測(cè)和糾錯(cuò)。本系統(tǒng)用一個(gè)字作為有關(guān)行車安全的信息碼。4）對(duì)輸入、輸出信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)處理，將1、0連續(xù)交替變換信息作為有效信息，若有故障，信息固定在1或0狀態(tài)。2023/2/562雙機(jī)切換1）主機(jī)定時(shí)向備機(jī)發(fā)送信息，主要內(nèi)容為主機(jī)發(fā)車信號(hào)控制命令，備機(jī)將此信息與備機(jī)的控制命令進(jìn)行比較，如一致，則雙機(jī)保持在熱備同步狀態(tài)，如不一致且備機(jī)命令多于主機(jī)，表明主機(jī)由于某種故障而停止輸出控制命令，這時(shí)備機(jī)發(fā)動(dòng)切換，備機(jī)升為主機(jī)工作，繼續(xù)向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)送控制命令，原主機(jī)轉(zhuǎn)入脫機(jī)狀態(tài)；若主機(jī)命令多于備機(jī)命令，則備機(jī)自動(dòng)脫機(jī)，等待查明原因。2023/2/5632）雙機(jī)間的通信是由備機(jī)向主機(jī)進(jìn)行呼叫和接收應(yīng)答，若通信中斷，備機(jī)接收不到主機(jī)的信息。此時(shí)備機(jī)認(rèn)為主機(jī)出現(xiàn)故障，發(fā)動(dòng)切換升為主機(jī)工作。3）主機(jī)通過自檢測(cè)程序，發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重故障，即通知備機(jī)進(jìn)行切換倒機(jī)。2023/2/5