TYJLII型计算机联锁系统用户手册文档格式.doc
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4．2 监控机 9
4．3 联锁机和执表机 10
4．4 安全信息通道的构成 12
4．5 动态驱动设备 13
5． 软件 14
5．1 监控机的软件 14
5．2 联锁机的软件 14
6． 设备维修 15
6．1 监控机的维修 15
6．2 联锁机和执表机的维修 16
6．3 采集、驱动板的维修 17
6．4 计算机联锁系统的日常监测和故障处理 17
6．5 系统停电及上电 18
6．6 系统启动时异常情况的处理 18
6．7 系统故障时的维护 19
6．8 地线检查 19
6．9 应急台和应急箱 20
7． 常见故障的诊断 20
7．1 故障处理方法 20
7．2 运行灯停止运行 21
7．3 通信故障 21
7．4 联锁机和执表机电源故障 25
7．5 采集电路故障 26
7．6 脱机、联机、同步 27
7．7 自动倒机 27
7．8 21英寸显示器黑屏、缺色 27
7．9 典型错误记录解释 28
7．10 注意事项 29
7．11 系统的日常监测维护 29
1．引言
1．1编写目的
编写本用户手册是为了电务维修人员掌握如何维修与正常维护计算机联锁系统，以便确保铁路行车畅通。
也可作为电务维修人员的培训教材。
1．2简介
车站计算机联锁系统是一种新型的铁路车站自动控制设备，要求在保证安全的前提下，以最经济、合理的技术措施提高运输效率，改善劳动条件。
计算机联锁与继电联锁的区别，计算机联锁保留了电气集中的室外设备、电源屏；
室内保留了室外分线盘、道岔启动电路、信号点灯电路、轨道电路，联锁网络、选岔网络均由计算机联锁取代。
计算机直接采集DGJ、DBJ、FBJ、DJ等表示继电器的接点，直接控制DCJ、FCJ、SFJ（锁闭防护继电器，用于道岔控制双断）、DXJ、LXJ、ZXJ、LUJ、TXJ、ZCJ等控制信号开放/关闭、道岔操作的继电器。
联锁逻辑完全由计算机完成，只在执行环节保留了部分继电器。
全电子化的计算机联锁，完全取消继电器，由故障－安全的电子电路直接控制室外的信号机和转撤机。
操作上控制台小型化、智能化。
对操作有丰富的汉字提示，操作方法也多样化。
计算机联锁与继电联锁相比的优越性主要有以下几方面：
l体积小、可靠性高，可实现无维修，为铁路信号技术结构的改革创造了条件。
l微机联锁系统功能更加完善。
继电联锁受站场形电路网络层次和结构、继电器数量以及网络线的多寡等限制，在功能及功能扩展方面均受到限制。
对上述限制，计算机联锁系统通过少量硬件和软件开发即可解决。
如，增加平面溜放功能，增加记录并图像再现。
l微机联锁系统的信息量大为丰富，利用当前的各种网络手段，可与其他行车调度指挥系统、列车控制系统联网，提供及交换各种信息，以使协调工作。
l微机联锁系统易于实现系统自身化管理，利用自诊断，自检测功能及远距离联网，实现远距离诊断。
l随着大规模集成电路的发展，微机联锁系统的投资将越来越低，与继电联锁相比将更占优势。
l计算机联锁无论是双机热备系统，还是三取二系统，还是二取二乘二系统，均有热备系，任何1点故障均不会影响行车。
维修更加方便，出现故障后，将故障的1系脱离系统，将故障的电路板更换，就可排除故障。
本手册说明的计算机联锁是TYJL型计算机联锁，即双机热备系统。
单系工作，另1系备用。
安全则由软件和硬件相互配合来实现的，即双套联锁软件＋动态的输入、输出，确保了系统中任何一点故障均不会造成计算机危险的输出。
而且，动态的输入、输出还可防止雷击造成多个故障叠加或输出接点烧粘连时的错误的危险输出。
1．3定义
监控机――系统实现人机界面的计算机。
联锁机――用于联锁运算的计算机，兼执表机的功能。
执表机――计算机联锁系统采集、控制车站信号设备的机器。
联锁总线――联锁机、执表机、监控机之间交换与安全有关的信息的通道。
本系统采用RS-485通信网。
局域网――监控机、维修机、调度集中、车站信息中心之间相互交换信息的通道。
本系统采用以态网。
MMI――也称控制台，是显示和操作的设备。
1．4参考资料
1）TB/T3027-2002“计算机联锁技术条件”，铁道部，2002.7
2）TB1774—86“继电式电气集中联锁技术条件”，铁道部，1987。
1
3）（84）铁鉴字1486号“平面调车电气集中标准设计意见书”
4）GB10495，铁路信号技术中采用电子器件时应遵循的主要安全条件
5）TB铁路信号设计规范，北京1999
6）TB10071－－2000，铁路信号站内联锁设计规范，铁道部
7）GB8566-88，计算机软件开发规范
8）GJB437-88，军用软件开发规范，1998.2
2．主要技术条件和技术指标
2．1技术条件
2.1.1．满足《计算机联锁技术条件》的各项要求。
2.1.3．满足TB1774—86部颁标准中对研制新制式实行的技术要求。
⑴ 系统不考虑储存正常的列、调车进路，保证无进路储存的可能。
⑵ 系统能与调度集中设备、各种制式的自动闭塞设备、半自动闭塞设备、正线和到发线电码化设备相结合。
⑶ 系统具有自诊断、记忆储存等功能，并能实现进路办理和车列走行过程的再现。
2.1.4．系统不单设故障解锁盘。
进路因故不能正常解锁时，采用“区段故障解”按钮和“道岔区段按钮”解锁。
2.1.5．在计算机联锁设备开机时，全站道岔区段均在锁闭状态，这时按压“上电解锁”按钮，各区段逐段解锁。
人工倒接联锁机，相当于工作机重新启动，全站区段锁闭，解锁操作同上。
即按压数字化仪上的“上电解锁”按钮，再输入相应口令，各区段可自动解锁。
2.1.6．计算机联锁设备采用A、B双套系统，互为主、备。
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，系统自动倒向备机，不影响现场设备状态。
2.1.7．在备机自动升为主机工作后，原主机处于脱机状态，必须在电务人员修复故障，确认无故障后，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。
2.1.8．系统除自动倒机外，还可人工切换倒机，人工切换时，联锁机的切换必须在车站值班人员和电务维修人员共同确认全场没有办理任何进路的情况下进行，并应记录切换原因，联锁机切换后全场锁闭，通过上电解锁按钮逐段解锁后，才能实现正常控制。
处于自动位置（中间）的手柄扳向工作机位置时，全场不锁闭。
2.1.9．能满足（84）铁鉴字1486号“平面调车电气集中标准设计意见书”中单钩溜放和连续溜放电路的主要技术条件。
2.1.10．单钩溜放电路的主要技术条件如下。
⑴每一条牵出线设一溜放按钮，允许不同的牵出线平行进行溜放作业。
⑵溜放进路必须由牵出线通向某一股道的所有调车进路组成。
⑶根据实际需要允许车列停在道岔区某架调车信号机前办理初次溜放进路。
（计算机联锁允许车列停在任何架调车信号机前办理初次溜放进路）
⑷溜放进路具有退路锁闭。
⑸车列后方的进路，在取消溜放和提前按压解锁按钮后可提前解锁，也即延时30秒后解锁，以便车列及时改变退路或进路作它用。
⑹溜放进路的办理有单办和储存两种方式，在储存或溜放过程中，能对已储存的进路予以修改，储存和溜放的钩序和进路排通，在控制台上应有表示。
⑺当采用储存方式时，区段解锁后，道岔延时3秒左右解锁。
在单钩溜放技术条件中规定，在采用储存溜放时，在该溜放区内，不允许同时办理其它列、调车进路。
考虑到峰尾计算机联锁不同于6502继电联锁电路，不存在储存命令和其他进路命令在同时办理过程中出现的误动现象。
在作业繁忙时，因办理储存溜放进路而封锁其他作业，势必会影响作业效率，为解决这一矛盾，本系统允许在储存方式工作的同时办理其他调车进路。
2.1.11．连续溜放的主要技术条件如下。
⑴在有间隔调整措施时溜放电路按车组间隔不大于23米设计。
⑵分路道岔采用快速转辙设备，其控制方式为手动和自动两种。
⑶分路道岔设位置表示器，在溜放作业过程中显示，开通直股为紫色，开通侧股时为橙黄色。
出现错钩时，错钩的道岔及错钩车走行前方的道岔表示器由稳定灯光变为闪光
，处于退路锁闭时关闭。
当道岔表示器因故不能点亮时，允许溜放继续进行，但需人工确认道岔位置。
⑷分路道岔发生挤岔或置于四开位置时有挤岔表示，并发出音响信号，同时自动关闭溜放信号。
经值班员确认，并将其前方道岔置于防护位置后，与该道岔无关的作业可以
继续进行。
⑸分路道岔采用双区段锁闭，岔前保护区段的长度应保证已经启动的道岔在机车车辆以允许的最高速度驶至岔尖前能转换到底。
保护区段长度的计算参数为:
调车推送速度
最大为30公里/小时，采用快速转辙机，其转换时间9号道岔按1秒计算。
⑹当分路道岔为联动道岔或交分道岔时，可采取分解措施使其中起分路作用的一组尖轨（或道岔）交由溜放操纵，而将其余尖轨（或道岔）做为防护道岔。
在溜放作业终了，必须保证自动整理为各自位置一致的状态。
⑺保证分路道岔一经启动即使机车车辆再驶入保护区段也能转换到底。
道岔此时不能再被操作而回转。
⑻已被操纵的分路道岔，当机车车辆已驶入保护区段后转辙机尚未开始动作时，应使其不能再转换。
⑼自动选岔时，分路道岔启动后2秒尚未转换到底时，在机车车辆压入保护区段前，能自动转回原位。
此时，屏幕上有该道岔自动回转的提示，并发出短时音响。
⑽溜放作业过程中，机车车辆在分路道岔前折返运行时，为缩短走行距离，于机车车列出清道岔区段，占用保护区段的情况下，允许该道岔能解锁变位。
⑾溜放作业过程中，机车后方的道岔实行退路锁闭。
⑿当溜放的车辆走行过缓，过岔速度低于5公里/小时时及时报警，将该道岔锁在原位，实现侧冲锁闭，屏幕上有锁闭显示。
⒀系统能根据需要满足连续溜放或多组溜放（二开花、三开花）作业的要求。
⒁系统一次能储存50钩。
储存一钩只需按压一个按钮，在储存或溜放过程中，能对已储存的进路予以修改、增钩和减钩，并能一次取消全部储存的进路。
⒂在作业过程中能随时终止储存进路命令的传递，并在此暂停的过程中人工介入进行增钩、减钩作业。
⒃溜放车组发生跟钩后，监示器上应有报警提示。
⒄储存的和溜放的钩序与进路在监示器上应有表示。
⒅溜放作业以调车员手信号进行指挥，有条件时可采用无线调车信号或无线机车遥控。
⒆两内轮距大于分路道岔保护区段长度的大轴车组，不使用储存电路进行作业。
⒇允许车列停在进路上任一区段及任一架调车信号机前办理初次溜放进路。
2．2工作环境
2.2.1．电源
输入正常电压220VAC
输入电压范围185-235VAC47-63HZ
2.2.2．工作环境
操作温度5－40゜C
湿度为40％――90％
大气压力74.8—106kPa（相当海拔高度2500M以下）
机房应采取有防静电措施
采取有防尘和防化学侵蚀措施
2.2.3．地线
保护地小于4Ω，防雷地小于4Ω，地线引入线径大于16MM。
3．系统构成
3．1系统结构
TYJL双机热备型计算机联锁为分布式多计算机系统，它主要由以下5部分组成:
控制台、监控机、联锁机、执表机和电务维修终端。
其系统结构如图1所示。
控制台和维修终端是单套配置；
监控机、联锁机、执表机为主、备双套。
联锁机、执表机具有热备和自动切换功能，监控机是双机工作、人工切换。
各备用计算机构成备用子系统，与工作子系统同步工作，也可脱离工作子系独立工作（备系对继电部分永远无控制权），故备用子系统还可作为软件修改时模拟联锁试验用。
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，每一台联锁机或执表机柜的容量为512个表示信息，（指灯丝条件，信号继电器条件，道岔位置表示条件等），256个控制对象（指信号继电器和定、反位操纵继电器等）。
3、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。
4、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×
板不动”等等，此外，还给出设备错误号，供维修人员诊断故障用。
5、采用双套互为备用（热备）的微机系统，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。
6、设备维修简便，微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修机的监示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，控制监视机按时间顺序记录储存按钮动作情况，设备错误号和现场变化信息情况，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。
图1系统框图
3．2双机热备的构成
为了提高联锁系统的可用性，我们采用的是主、备（热备）两套系统也即计算机级二模协同系统，利用原有的工业控制总线结构的计算机资源，实现一个容错系统，见图2-1系统设备接线图。
二模协同系统在纠错方法上多采用切换技术，从系统中撤除出现故障的模块。
二模系统中双套单机同时执行相同的任务，各有自检测功能，并要求有比较器（可由软件和硬件组成），在工作机出现故障时发动切换。
为实现上述功能，必须解决的技术问题是：
·
双机通信；
双机同步；
单机自检测；
双机切换。
这是需要有硬件设备，并配合软件进行实施的。
１、本联锁系统主、备两机之间增设了信息交换通道。
通道采用CPU单板上的RS422接口，由备机作为通讯主站，定时呼叫主机（子站），双机采用半双工通信方式。
２、双机同步可采用指令级同步，也可依据计算机外部事件，在此是引用两机间的“定点”通信“信号”来实现双机同步的。
这种同步办法较指令级同步实现起来容易，硬件和软件开销都较少。
双机通信周期和系统联锁程序循环周期相同，每隔一定的时间间隔即联锁程序扫描一个周期双机相互握手通讯一次，确定双机的工作状态。
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图2-1
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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2-2所示。
图2-2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。
（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：
l数字化仪＋数字化仪＋显示器
l数字化仪＋鼠标＋显示器
l鼠标＋鼠标＋显示器
l数字化仪＋显示器＋单元块表示盘
l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
4.2.1．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
4.2.2．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
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，20.0G硬盘
声卡
4.2.3．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
报警板
STDCPU总线
I/O总线
STD-01通信板
STD-01
通信板
I/O板
采集板
驱动板
CPU主板
图3
零层
32路驱动
32路采集
通信切换
驱动
采集
计算机层
电源指示板
图4
4.3.1．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
STD-01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。
4.3.2．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：
CPU
GJ,（XJ,DJ,…）
I/O
图5
从图中可看到
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