计算机联锁控制系统硬件综述

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,节 计算机联锁控制系统硬件,3.1,车站联锁控制系统的层次结构,3.2,计算机联锁控制系统的分类及其硬件组成,3.3JD-IA,型计算机联锁系统（,L,型）,3.4,微机监测系统,3.1,车站联锁控制系统的层次结构,车站联锁控制系统是实现以,进路控制,为主要内容,的联锁功能控制系统。,联锁控制系统是以,色灯信号机、动力转辙机和轨,道电路,作为室外三大基础设备，以,电气设备,或,电,子设备,实现联锁功能，对,轨道区段状态、信号状,态和道岔状态,进行,检测,并对,信号机,和,道岔实施控,制,的系统。,图,3.1.1,车站联锁控制系统的层次结构,3.1,车站联锁控制系统的层次结构,人机交互层：,操作人员通过操作,:,(1),向联锁机构,输入,操作信息,(2),接收,联锁机构输出的反映设备工作状态和行车作业情况的表示信息。,(3),人机会话层的设备设于,车站值班室,。,3.1,车站联锁控制系统的层次结构,联锁机构：,联锁机构是联锁控制系统的核心。,（,1,）,接收来自人机会话层的操作信息；,（,2,）接收来自监控层的反映,信号机、动力转辙机和轨道电路状态的信息；,（,3,）根据,对输入的操作信息和状态信息，以及联锁机构的当前内部信息进行处理，产生相应的输出信息,，即,信号控制命令和道岔控制命令，并交付监控层的控制电路予以执行,。,（,4,）联锁机构所处理的信息都是二值逻辑信息，因此，联锁机构又是逻辑处理机构。,（,5,）联锁层设备设在车站信号楼的机械室内,。,3.1,车站联锁控制系统的层次结构,I/O,接口层：,（,1,）接收来自,联锁层的控制命令,，经过信号机控制电路，,改变信号显示,；,（,2,）接收来自联锁层的道岔控制命令，经过道岔控制电路，,驱动道岔转换,；,（,3,）向联锁机构,传输信号状态信息、道岔状态信息，以及轨道电路状态信息。,3.2,计算机联锁控制系统硬件组成,3.2.1,电气集中联锁控制系统的硬件结构及功能,按功能及其构成，,电气集中联锁控制系统,可以化分为四,大部分,，如图,3.2.1,所示，,（,1,）,继电联锁逻辑部分,。为系统的核心部分，该部分负责联锁逻辑运算，是保证系统联锁逻辑安全的关键部分；,（,2,）人机交互层。用于操作人员监督、操作。,（,3,）,现场设备,。为了实现指挥和控制车站内外的机车车辆进行技术作业，该系统必须含有道岔、信号机、轨道、场间联系等现场设备。,（,4,）,输入输出接口,。为了实现控制台与核心联锁部分的信息交换，以及现场设备与核心联锁部分的信息交换，该系统分别设置了,操作台,接口以及,现场设备,继电器输入输出,接口,。,图,3.2.1,电气集中联锁控制系统分解图,3.2,计算机联锁控制系统硬件组成,3.2.2,计算机联锁控制系统的,硬件组成,1,、,单台计算,机构成的计算机联锁控制系统：,一台计算机,少量的输入输出电路（,I/O,板）,现场设备继电器输入输出接口,现场设备,冶金、能源等企业内部,的小规模车站常采用该类集中式计算机联锁控制系统。,该系统的,应用软件,（即核心的联锁软件模块、操作及显示模块、输入输出模块）完全集中在一,个工控机,内运行，如图,3.2.2,所示。,图,3.2.2,直接计算机联锁控制系统分解图,3.2,计算机联锁控制系统硬件组成,2,、,两台计算机构,成的计算机联锁控制系统：,上位机：,接收操作人员或上一级系统命令和监督的功能。,下位机（联锁机）：,实现联锁功能及输入输出功能；,插入,I/O,通道扩展板,及,I/O,板,；,两台计算机采用,串行通信,网络。,目前广泛采用该类计算机联锁控制系统。,实现对较大规模车站信号系统的控制。如图,3.2.3,所示，,图,3.2.3,监督控制式计算机联锁控制系统框图,3.2,计算机联锁控制系统的分类及其硬件组成,3,、,多台计算机构,成的计算机联锁控制系统：,当所需控制的对象,数量过多,；,或者控制对象所分布的,地理范围,比较,广,时；根据需要分别设置多台计算机完成输入输出功能（检测控制机笼）。,输入输出软件分别在各个,I/O,机笼的计算机内运行。,系统通过高速数据通道，扩展更多的实现输入输出功能的,I/O,机笼。,实现对较大规模车站信号系统的控制，并可实现,区域计算机联锁,。,图,3.2.4,分布式计算机联锁控制系统框图,3.3,JD-IA,型计算机联锁系统（,L,型）,3.3.1JD-IA,特点,1.,采集、驱动电路采用外部控制总线方式；,2.,联锁机采用双机热备的动态冗余结构，两套联锁机互为主备；,3.,只有主控机的输出与实际控制的继电器相接可以对外输出；另一套联锁机用作备机，备机只有联机后，才能实现热备。,4.,自动倒机外，维护人员也可根据需要随时人工倒机。,3.3.2,驱动采集系统,1.,输入电路由计算机提供一个脉冲源，经现场继电器接点读回该脉冲信号即认为继电器吸起,2.,输出电路在总线,I/O,环节和动态驱动环节设两级回读，避免地址寻址出错并检出故障。,3.,采用的安全性信息采集和安全性控制命令输出电路，均采用动态的输入,-,输出电路；电路中的任何一个器件发生故障，均可导致信息脉冲的中断，从而使设备导向安全。,3.3.2,驱动采集系统,4.,驱动板设置于主机柜内，外部继电器直接使用标准的偏极继电器。,5.,驱动电路可按两台联锁机分设两套，实现驱动单元的双备份。,6.,联锁机本身设计有专用的,硬件诊断部件和程序,，提供尽量全面的软硬件自检测、互检测，特别是配套,I/O,印制板的故障检测和诊断，,I/O,故障可精确定位到端口和数据位。,3.3.2,驱动采集系统,7.,特别开发的,驱动回读检测电路,辅以相应的检测软件，可以检测,继电器动态驱动电路的电路,故障，保证驱动电路可按需要提供足够驱动偏极继电器动作的电平，故障定位同样可达到位。检测出的故障实时送往维修机显示、记录，并给出详细、清晰的故障报告。,3.3.3,操作表示机,B,机主用,指示灯亮，表示,B,操作表示机为主机；指示灯灭表示,B,操作表示机为备机。,A,机主用,指示灯亮，表示,A,操作表示机为主机；指示灯灭表示,A,操作表示机为备机。,电源,1,指示灯亮表示电源,1,正常工作；,电源,2,指示灯亮表示电源,2,正常工作。,A,机为主用时：电源,1,、电源,2,、,A,机运行、,B,机运行、,A,机,主用等指示灯亮。,B,机为主用时：电源,1,、电源,2,、,A,机运行、,B,机运行、切换,检查、,B,机主用等指示灯亮。,2,）按钮含义：,人工倒机（,A,B,）。,自复按钮，当,A,操作表示机为主用时，按下此按钮人工倒引,B,操作表示机为主用。,人工倒机（,B,A,）。,自复按钮，当,B,操作表示机为主用时，按下此按钮人工倒引,A,操作表示机为主用。,3,）开关含义：,电源开关,电源,1,开关打开给电源,1,供,220V,，,电源,2,开关打开给电源,2,供,220V,。,测试孔,分别测试电源,1,、电源,2,的,24V,输出电压。,钥匙开关,钥匙开关转到自动,/A,机主用位置时，,A,、,B,操作表示机处在自动切换状态，当倒机电路故障时默认为,A,机主用。平时钥匙开关应在此位置；钥匙开关转到,B,机主用位置时则强制,B,操作表示机为主用，,A,、,B,操作表示机不能自动切换。正常运行时钥匙开关处于自动,/A,机主用位置。,4,）操作表示机,操作表示机简称上位机。系统运行时，两台上位机同,时工作，一台主用，一台热备，当主用上位机发生故障,时自动切换到备用上位机。,主用操作表示机运行时，接收鼠标操作，向联锁机发,送车站值班员的操作命令，播放语音提示信息。,备用操作表示机运行时，不接收鼠标操作，不向联锁,机发送值班员的操作命令，不播放语音提示信息。但接,收联锁机传来的站场状态信息，实时显示站场运行情况,、系统运行情况等。,3.4,微机监测系统,1.,主要原理,通过各种,传感器,以及外围采集器件等对车站站内,信号设备,的各个部分的,性能,、,电气参数,、,动作状态,、,工作情况,以及,值班员操作,等过程进行实时不间断的测量、并将信息传送到维修工作站的监测站机模块。,3.4,微机监测系统,监测站机模块：,监测站机模块集中处理各采集机采集的实时信息，并进行显示和存储，同时又为操作人员提供人机界面。根据对信号设备的监测结果，人机界面实现作业状态的实时显示和各种数据的查询功能。,3.4,微机监测系统,采集机用于在线采集各种信号设备的模拟量或开关量数据，对各种数据进行预处理，并传送给维修工作站的监测站机模块。,采集机按功能划分可分为综合采集机、道岔采集机、轨道采集机、开关量采集机。,本章结束,谢谢！,