1、畢業(yè)論文-計算機聯(lián)鎖設(shè)備的應(yīng)用及維護(hù)探討 摘 要 計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)是實現(xiàn)鐵路現(xiàn)代化和自動化的基礎(chǔ)設(shè)施之一，是一種高效、安全的車站聯(lián)鎖設(shè)備，是提高車站通過能力的基礎(chǔ)。同時，計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)還具有故障安全性能，與電氣聯(lián)鎖系統(tǒng)相比，其在設(shè)計、施工和維護(hù)方面都較為便捷，且便于改造和增加新功能，為鐵路信號向智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展創(chuàng)造了條件。 本論文主要闡述了計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)組成，設(shè)備選型及電源配置等原則及處理方法。采用二乘二取二的體系結(jié)構(gòu)的計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)方案，其中設(shè)備采用K5B型計算機聯(lián)鎖和ZD6型電動轉(zhuǎn)轍機，軌道電路采用25Hz相敏軌道電路，完成其對信號機、道岔的控制電路及其相關(guān)組合的內(nèi)部配線

2、和對信號機、道岔、軌道電路等部分設(shè)備的狀態(tài)信息采集電路以及與聯(lián)鎖機接口電路的工程設(shè)計。 通過本次設(shè)計，初步掌握了計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的工作原理、故障處理步驟、方法、內(nèi)容。 關(guān)鍵詞 計算機聯(lián)鎖；K5B；接口電路；故障探討 Abstract Computer interlocking system is the one of infrastructure that realizes the modernization and automation of the railway, it is also a kind of efficiency and safety equipment of the s

3、tation interlocks, which is the foundation that raises carrying capacity at station. Meanwhile, computer interlocking system also has the fault-oriented security, Compared with electrical interlocking system, its design, construction and maintenance are more convenient, and easy to transform and add

4、 new features, and the railway signal to the intelligent network to create the conditions for direction. This paper mainly expounds the hardware structure, selection of equipment and power allocation principle and design method of computer interlocking system. using double 2-vote-2 system structure

5、of computer interlocking control system plan, which concersion equipment of switches ZD6 electric switch machism, track circuit using 25HZ phase-sensitive to complete its control circuit of signaler and switchs and internal wiring, and signaler, switchs, as part of the equipment of track circuit sta

6、te information acquisition circuit and interlocking machine interface circuit of engineering design. Through the design, preliminary mastered computer interlocking control system of engineering design steps, methods, contents. Key words Computer interlocking；K5B；investigate malfunction 目 錄 第1章 緒 論1

7、第2章計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2 2.1 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成2 0. 聯(lián)鎖機4 . 電子終端4 . 控制臺5 . 電務(wù)維護(hù)臺5 第3章計算機聯(lián)鎖工作原理6 3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理6 . 人機對話層6 . 聯(lián)鎖運算層6 . 復(fù)核驅(qū)動層6 . 結(jié)合電路層6 . 監(jiān)控對象層7 3.2 可靠性及安全設(shè)計7 第4章 故障維護(hù)及探討8 4.1 聯(lián)鎖設(shè)備常見故障分析處理8 . 非潛伏性故障8 . 潛伏性故障8 4.2 計算機單元故障9 . 聯(lián)鎖機9 .9 4. 3 通訊線路故障9 4. 4 切換故障10 4. 5 電源故障10 結(jié)論11 致謝12 參考文獻(xiàn)13 第1章 緒 論 鐵路是國民經(jīng)濟(jì)的大動脈、全國溝通聯(lián)系

8、的紐帶、國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的先行行業(yè)。與其它運輸方式相比，鐵路運輸具有運量大、成本低、速度快、安全可靠、能全天候運輸?shù)缺姸鄡?yōu)勢。鐵路承擔(dān)全國客貨周轉(zhuǎn)量的60%70%第2章 計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計選用DS6-K5B型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，它是通號設(shè)計院與日本京三公司聯(lián)合開發(fā)的新型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)。系統(tǒng)的聯(lián)鎖機和輸入輸出電路采用京三公司的K5B型產(chǎn)品(K5B型系統(tǒng)是日本京三制作所在K5型系統(tǒng)上采用32位處理器的升級系統(tǒng))，該產(chǎn)品所有涉及到安全信息處理和傳輸?shù)牟考凑铡肮收?安全”原則采取了2重系結(jié)構(gòu)設(shè)計。 聯(lián)鎖處理部件采取雙CPU共用時鐘，對數(shù)據(jù)母線信號執(zhí)行同步比較，發(fā)生錯誤時使輸出倒向安全。具備了“故

9、障安全”性能。聯(lián)鎖2重系為主從式熱備冗余，通過高速通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，保證2重系同步運行，可實現(xiàn)不間斷切換。 輸入輸出電路采用京三公司生產(chǎn)的電子終端，電路為2重系并行工作，具有“故障-安全”性能。輸入輸出均采取靜態(tài)方式。省去了“靜態(tài)-動態(tài)”變換電路，簡化繼電器接口電路設(shè)計。 DS6-K5B系統(tǒng)內(nèi)各計算機之間的通信全部通過光纜連接，提高了系統(tǒng)抗干擾能力和防雷性能，保證系統(tǒng)具有高的運行穩(wěn)定性。 DS6-K5B系統(tǒng)的聯(lián)鎖軟件，在通號院DS6系統(tǒng)聯(lián)鎖軟件基礎(chǔ)上移植生成。保留了通過鐵道部計算機聯(lián)鎖檢驗站測試的聯(lián)鎖軟件的核心程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。保證新系統(tǒng)的聯(lián)鎖功能滿足我國車站計算機聯(lián)鎖技術(shù)條件的要求。控顯機和監(jiān)

10、測機的應(yīng)用軟件，由我院承擔(dān)，在Windows NT操作平臺重新進(jìn)行了開發(fā)，使得操作界面得到改善，功能進(jìn)一步提高。 DS6-K5B系統(tǒng)把我院應(yīng)用軟件的開發(fā)成果和日本京三公司生產(chǎn)的具有高可靠性和高安全性的專用計算機設(shè)備結(jié)合在一起，使系統(tǒng)的安全性、可靠性和適用性達(dá)到了新的水平。 2.1 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 K5B計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)由控制臺、電務(wù)維護(hù)臺、聯(lián)鎖機、電子終端(ET)、微機監(jiān)測和電源六個部分組成。如圖2-1所示。 控制臺由控顯雙機和車站值班員辦理行車作業(yè)的操作和顯示設(shè)備組成。操作設(shè)備可以選擇按鈕操縱盤，鼠標(biāo)或數(shù)字化儀。顯示設(shè)備可選單元式表示盤或圖形顯示器。每一臺控顯機內(nèi)安裝了兩個采用光纜連接串行通信

11、接口板，用于同聯(lián)鎖機的2重系通信。控顯雙機的工作方式可選冷備或溫備。控顯機轉(zhuǎn)換箱用于控制臺操作顯示設(shè)備與控顯雙機之間的轉(zhuǎn)換。 圖2-1計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)配置框圖 電務(wù)維護(hù)臺設(shè)備包括：監(jiān)測機、鍵盤、顯示器、打印機。監(jiān)測機內(nèi)安裝兩個采用光纜連接串行通信接口板，用于與聯(lián)鎖機2重系通信，從聯(lián)鎖雙機取得聯(lián)鎖系統(tǒng)維護(hù)信息。監(jiān)測機通過串行通信接口從計算機檢測前置機取得模擬量檢測信息。電務(wù)維護(hù)人員可以通過鍵盤，顯示器，打印機查詢或大喲輸出各類監(jiān)測信息。 聯(lián)鎖機由2重系組成，以主從方式并行運行。兩系之間通過并行接口建立的高速通道交換信息，實現(xiàn)2重系的同步和切換。聯(lián)鎖機每一系各用一對光纜經(jīng)過光分路器與控顯雙機相連，使

12、聯(lián)鎖的每一系都能夠分別與兩臺控顯通信。聯(lián)鎖機每一系用一對光纜分別與監(jiān)測機的兩個光通信接口相連，聯(lián)鎖機每一系的維護(hù)信息分別送到監(jiān)測機。聯(lián)鎖機每一系有5個連接電子終端的通信接口，每個通信接口可連接一個電子終端機架。 二乘二取二系統(tǒng)開關(guān)量輸入輸出接口采用電子終端機(簡稱ET)。電子終端電路具有2重系，2重系的輸入電路從繼電器的同一組接點取得輸入信號，分別發(fā)給聯(lián)鎖2重系。聯(lián)鎖2重系的輸出分別送給電子終端的2重系。電子終端2重系的輸出并聯(lián)連接負(fù)載。 系統(tǒng)的電源由一套UPS和兩路直流24V穩(wěn)壓電源組成。UPS的輸入由信號電源屏單獨提供的一路交流220V電源供給。 兩路直流24V電源中一路稱為邏輯24V(用

13、符號L24表示)，經(jīng)聯(lián)鎖機和電子終端內(nèi)部的DC-DC轉(zhuǎn)換產(chǎn)生5V電壓，供邏輯電路工作，另一路直流稱作接口24V(用符號I24表示)，供電子終端的輸出電路驅(qū)動繼電器和輸入電路采集表示信息。 . 聯(lián)鎖機 系統(tǒng)的聯(lián)鎖雙機(1系和2系)安裝在一個800330mm的機架內(nèi)。兩系的組成完全相同。每一系由F486-2聯(lián)鎖CPU板，IF486電子終端接口板，F(xiàn)SD486人機界面(控顯機、監(jiān)測機)接口板三塊電路板組成。每一系的機架有兩個空閑插槽，需要時可插入與其他系統(tǒng)通信的接口板(如CTC系統(tǒng)通信用OPU板等)。各板之間通過VME總線互連。機架上空余的槽位用于安裝其他選件。在本系統(tǒng)中不用。 聯(lián)鎖1系電源和聯(lián)鎖2

14、系電源是兩個輸入直流24V，輸出直流5V 的DC/DC電源。用于分別向聯(lián)鎖1系和聯(lián)鎖2系的邏輯電路提供5V電源。 . 電子終端 系統(tǒng)的表示信息輸入和控制信息輸出接口稱為電子終端(Electronic Terminal，簡稱ET)。ET電路安裝在ET機架內(nèi)。一個ET機架內(nèi)有12個插槽。機架正面左邊的兩個插槽用于安裝兩個ET-LINE 板。其余的10個插槽用于安裝PIO板。ET-LINE板上有ET與聯(lián)鎖機的通信接口和DC24V-DC5V電源。ET為兩重系并列結(jié)構(gòu)。每個ET機架內(nèi)必須安裝兩個ET-LINE模塊，一個與聯(lián)鎖機1系連接，另一個與聯(lián)鎖機2系相連。ET與聯(lián)鎖機的通信采用光纖連接。 . 控制臺

15、 操作顯示設(shè)備設(shè)在運轉(zhuǎn)室。根據(jù)用戶要求操作設(shè)備可選擇按鈕盤、數(shù)字化儀或鼠標(biāo)。表示設(shè)備可選單元式表示盤或顯示器。 控顯機采用PC總線工控機。機箱內(nèi)除安裝連接操作顯示設(shè)備的接口板外，安裝2塊帶有光電轉(zhuǎn)換的串行通信接口卡INIO。用于同聯(lián)鎖機通信。 控顯機采用雙機互為備用。控制臺的操作和顯示設(shè)備：按鈕盤或鼠標(biāo)；表示盤或顯示器只設(shè)一套。通過控顯機轉(zhuǎn)換箱與工作的控顯機連接。 . 電務(wù)維護(hù)臺 電務(wù)維護(hù)臺由監(jiān)測機、顯示器、鍵盤、打印機等組成。監(jiān)測機采用PC總線工控機。機箱內(nèi)安裝兩塊帶有光電轉(zhuǎn)換的串行通信接口卡INIO。用于同聯(lián)鎖機2重系通信。監(jiān)測機接收來自聯(lián)鎖2重系的設(shè)備動作狀態(tài)信息和監(jiān)測報警信息。 監(jiān)測機通過串行通信接口與微機監(jiān)測設(shè)備的上位機通信，將開關(guān)監(jiān)測信息發(fā)送給微機監(jiān)測設(shè)備。 計算機聯(lián)鎖工作原理 ?3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理 從計算機系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)來看屬于二級集散式控制系統(tǒng)，突