铁科研微机联锁用户手册.docx
《铁科研微机联锁用户手册.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铁科研微机联锁用户手册.docx（43页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
铁科研微机联锁用户手册
TYJL-II型计算机联锁系统
用户手册
HT/LS2006-研1-01
车站计算机联锁事业部
北京市华铁信息技术开发总公司
目录
1．引言1
1．1编写目的1
1．2简介1
1．3定义1
1．4参考资料2
2．主要技术条件和技术指标2
2．1技术条件2
2．2工作环境4
3．系统构成4
3．1系统结构4
3．2双机热备的构成5
4．硬件设备8
4．1控制台（MMI）8
4．2监控机8
4．3综合柜10
4．4联锁机和执表机10
4．5安全信息通道的构成17
4．6动态驱动设备18
5．软件19
5．1监控机的软件19
5．2联锁机的软件20
6．设备维修21
6．1监控机的维修21
6．2联锁机和执表机的维修21
6．3系统停电及上电21
6．4系统故障时的维护22
6．5地线检查22
6．6应急台和应急箱23
7．常见故障的诊断23
7．1故障处理方法23
7．2运行灯停止运行23
7．3通信故障24
7．4联锁机和执表机电源故障26
7．5采集与驱动电路故障26
7．6脱机、联机、同步27
7．7自动倒机28
7．821英寸显示器黑屏、缺色28
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护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，计算机联锁的室外设备、电源屏与电气集中相同，室内保留了室外分线盘及执行组电路，如道岔启动电路、信号点灯电路、轨道电路、电码化电路等，计算机联锁的联锁逻辑完全由计算机完成。
为进行联锁运算，计算机需采集DGJ、DBJ、FBJ、DJ等表示条件。
计算机输出DCJ、FCJ、SFJ（锁闭防护继电器，用于道岔控制双断）、DXJ、LXJ、ZXJ、LUJ、TXJ、ZCJ等控制命令，控制室内执行组电路的继电器，以控制现场的信号设备。
值班员用的控制台小型化、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：
●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。
●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。
●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。
●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。
●随着大规模集成电路的发展，系统的投资将越来越低，与继电联锁相比将更占优势。
●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。
本手册适用于TYJL－II型计算机联锁系统，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――也称上位机，是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，兼执行与表示的功能。
执表机――计算机联锁系统采集、输出控制车站信号设备命令的机器。
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ARCNET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。
2.1.2．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。
2.1.3．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（道岔区段按钮为站场图相应道岔显示处）。
2.1.4．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，全站道岔区段锁闭，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。
2.1.5．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。
2.1.6．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。
2.1.7．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。
2.1.8．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。
2.1.9．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。
2.1.10．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。
采用综合防雷时遵照综合防雷地的要求。
3．系统构成
3．1系统结构
TYJL_II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3-1所示。
控制台和维修终端是单套配置；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；监控机也实现了双机热备工作，两台监控机工作状态一致，由于控制台为单套配置，由此造成双套监控机的区别在于仅有一套与控制台相连，但可以通过控制台切换单元来更改连接方式。
各备用计算机构成备用子系统，与工作子系统同步工作，但对继电部分无控制权，备用子系统也可脱离工作子系独立工作，故还可用作软件修改时的模拟联锁试验设备。
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I型联锁机或执表机柜的容量为640个表示信息，（指灯丝、信号继电器、道岔表示条件等），256个控制对象（指信号继电器和定、反位操纵继电器等），或448个表示信息和448个控制对象。
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，系统有自动切换方式，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3-1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3-2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。
3.2.1．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ARCNET通信接口，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。
3.2.2．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。
图3-2系统设备接线图
由于系统采用的是整机切换的方式，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3-3所示。
图3-3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。
3.2.3．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，表示出现错误，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。
本系统用一个字节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。
3.2.4．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，主要内容为信号控制命令、道岔控制命令等，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（MMI）
功能：
，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；表示彩色监视器和单元表示盘二种。
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：
●鼠标＋鼠标＋显示器
●鼠标＋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）
上述所有设备配置在车务值班室。
控制台监视器的数量取决于站场规模，通常为1至2台；还可通过视频分配器（一拖四）向后台值班员提供复示显示器。
此外，与6502控制台一样仍然设置有道岔电流表。
监控机到控制台的视频线、鼠标线、数字化仪线和语音线均使用专用的屏蔽电缆（通常不超过50米长，这些线缆可统称为显示和命令通道）经切换装置后与值班员控制室内的控制台相连。
切换装置安装于值班室控制台内或安装于计算机房的微机桌内。
当控制台切换板故障时，可以从切换板拔下工作机的输入线和去控制台的输出线，然后
直接进行对接，保证设备的正常工作。
4．2监控机
4.2.1．监控机的功能
监控系统是计算机联锁系统的操作界面的人机接口，其主要功能有：
●对值班员的所有操作进行提示、处理并记录，接受信号值班员的有效操作命令，向主控系统发出相应的执行命令。
●接收主控系统提供的站场表示信息，向值班员提供站场图象的实时显示。
●向值班员提供整个系统的工作状态信息、报警信息和简要的故障信息。
●记录系统的全部操作和运行信息。
●向辅助系统提供记录信息，与其他必要的信息系统接口。
站名界面记录界面
图4-1监控机屏幕显示
图4-1为监控机显示界面，通常为站名显示界面，当查看记录时为记录界面。
两个界面都有“LS-A”或“LS-B”的显示，它指示当前该监控机是和哪个联锁机的交换信息，当该字样为绿色时，说明该联锁机为工作机，当该字样为黄色时，说明该联锁机为备用机（系统配有执表机时也会有执表机的指示）。
传统型结构系统的监控机和联锁机的通信是一一对应的，所以一套监控机只能看到一套联锁机发来的信息，改进后的结构系统每一套监控机都和主备联锁机通信，所以每一套监控机都可以看到两套联锁机发来的信息，可通过按压键盘上的“1”和“2”键来切换记录。
监控机显示界面下方有一排功能键按键，该按键提示按压键盘相应的功能键可以实现的功能，这些功能键的用途如下：
F1全显：
显示联锁机发来的所有信息和监控机的所有操作信息
F2变化：
显示联锁机发来的所有站场变化信息
F3按钮：
显示监控机从控制台收到的所有按钮操作信息
F4铅封：
显示监控机从控制台收到的所有铅封按钮操作信息
F5错误：
显示联锁机发来的所有错误信息
F6报警：
显示联锁机发来的所有报警信息
F7清错：
清除控制台屏幕上的报警信息
4.2.2．监控机的构成
监控系统主要由监控机（又称上位机）和控制台组成。
监控机是监控系统的核心，一般放置在联锁机房内的微机桌上或综合柜中，通过引出的视频线、鼠标线、数字化仪线和语音线（通常不超过50米长）与值班员控制室内的
图4-2监控机主机箱后视图
监控机采用标准的通用工业控制计算机，其一般配置如下：
·主机板：
低功耗无风扇CPU，主频不低于233MHZ，内存容量不低于128M，三英寸软盘驱动器1个，容量大于20G的硬盘
·2个RS232（串行通信接口），一个并行口，15英寸CRT，全ASCII键和中文输入键盘。
功能:
2个RS232或232串口卡用来连接数字化仪和鼠标的串行接口，有232卡时就不用主板上的2个RS232串行接口.
·12槽无源PC总线母板
·网络板，用以与联锁机通信。
传统结构型系统采用一块PC-01通信网络卡实现监控机与联锁机的通信，改进传统结构型系统采用两块ARCNET通信网络卡实现监控机与主备联锁机的通信，。
·1块以太网卡，用以主备上位机之间以及与维修机的通信。
·多屏VGA显示图卡，提供控制台值班员用CRT的图象显示和机房屏幕显示。
·语音声卡，提供控制台的语音提示和音响
·局域网通讯卡，用以与其它系统接口（可选）
·电子盘，实现监控机程序的固化
·RS232串口扩展卡（可选）
·两块ARCNET通信网络卡，一块以太网卡
网卡的功能:
两块ARCNET通信网络卡与联锁机进行通信，以太网卡通过集线器与另一台上位机和维修机进行通信
两块ARCNET卡的地址设置为（ARCNET的SW1开关）：
ARCNET通信口
I/O口首地址
RAM首地址
SW1设置（按12345678位排列）
1口
300H
D800H
00101001
2口
2E0H
D000H
00110010
这里OFF代表1，ON代
升级会员 