1、畢業論文-計算機聯鎖設備的應用及維護探討 摘 要 計算機聯鎖系統是實現鐵路現代化和自動化的基礎設施之一，是一種高效、安全的車站聯鎖設備，是提高車站通過能力的基礎。同時，計算機聯鎖系統還具有故障安全性能，與電氣聯鎖系統相比，其在設計、施工和維護方面都較為便捷，且便于改造和增加新功能，為鐵路信號向智能化和網絡化方向發展創造了條件。 本論文主要闡述了計算機聯鎖系統的硬件結構組成，設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構的計算機聯鎖控制系統方案，其中設備采用K5B型計算機聯鎖和ZD6型電動轉轍機，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組合的內部配線

2、和對信號機、道岔、軌道電路等部分設備的狀態信息采集電路以及與聯鎖機接口電路的工程設計。 通過本次設計，初步掌握了計算機聯鎖控制系統的工作原理、故障處理步驟、方法、內容。 關鍵詞 計算機聯鎖；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章計算機聯鎖系統結構2 2.1 系統的硬件構成2 0. 聯鎖機4 . 電子終端4 . 控制臺5 . 電務維護臺5 第3章計算機聯鎖工作原理6 3.1 系統結構與工作原理6 . 人機對話層6 . 聯鎖運算層6 . 復核驅動層6 . 結合電路層6 . 監控對象層7 3.2 可靠性及安全設計7 第4章 故障維護及探討8 4.1 聯鎖設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 結論11 致謝12 參考文獻13 第1章 緒 論 鐵路是國民經濟的大動脈、全國溝通聯系

8、的紐帶、國民經濟建設的先行行業。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、能全天候運輸等眾多優勢。鐵路承擔全國客貨周轉量的60%70%第2章 計算機聯鎖系統結構 本次設計選用DS6-K5B型計算機聯鎖系統，它是通號設計院與日本京三公司聯合開發的新型計算機聯鎖系統。系統的聯鎖機和輸入輸出電路采用京三公司的K5B型產品(K5B型系統是日本京三制作所在K5型系統上采用32位處理器的升級系統)，該產品所有涉及到安全信息處理和傳輸的部件均按照“故障-安全”原則采取了2重系結構設計。 聯鎖處理部件采取雙CPU共用時鐘，對數據母線信號執行同步比較，發生錯誤時使輸出倒向安全。具備了“故

9、障安全”性能。聯鎖2重系為主從式熱備冗余，通過高速通道進行數據交換，保證2重系同步運行，可實現不間斷切換。 輸入輸出電路采用京三公司生產的電子終端，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方式。省去了“靜態-動態”變換電路，簡化繼電器接口電路設計。 DS6-K5B系統內各計算機之間的通信全部通過光纜連接，提高了系統抗干擾能力和防雷性能，保證系統具有高的運行穩定性。 DS6-K5B系統的聯鎖軟件，在通號院DS6系統聯鎖軟件基礎上移植生成。保留了通過鐵道部計算機聯鎖檢驗站測試的聯鎖軟件的核心程序和數據結構。保證新系統的聯鎖功能滿足我國車站計算機聯鎖技術條件的要求?？仫@機和監

10、測機的應用軟件，由我院承擔，在Windows NT操作平臺重新進行了開發，使得操作界面得到改善，功能進一步提高。 DS6-K5B系統把我院應用軟件的開發成果和日本京三公司生產的具有高可靠性和高安全性的專用計算機設備結合在一起，使系統的安全性、可靠性和適用性達到了新的水平。 2.1 系統的硬件構成 K5B計算機聯鎖系統由控制臺、電務維護臺、聯鎖機、電子終端(ET)、微機監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的操作和顯示設備組成。操作設備可以選擇按鈕操縱盤，鼠標或數字化儀。顯示設備可選單元式表示盤或圖形顯示器。每一臺控顯機內安裝了兩個采用光纜連接串行通信

11、接口板，用于同聯鎖機的2重系通信?？仫@雙機的工作方式可選冷備或溫備。控顯機轉換箱用于控制臺操作顯示設備與控顯雙機之間的轉換。 圖2-1計算機聯鎖系統配置框圖 電務維護臺設備包括：監測機、鍵盤、顯示器、打印機。監測機內安裝兩個采用光纜連接串行通信接口板，用于與聯鎖機2重系通信，從聯鎖雙機取得聯鎖系統維護信息。監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。電務維護人員可以通過鍵盤，顯示器，打印機查詢或大喲輸出各類監測信息。 聯鎖機由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2重系的同步和切換。聯鎖機每一系各用一對光纜經過光分路器與控顯雙機相連，使

12、聯鎖的每一系都能夠分別與兩臺控顯通信。聯鎖機每一系用一對光纜分別與監測機的兩個光通信接口相連，聯鎖機每一系的維護信息分別送到監測機。聯鎖機每一系有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。 二乘二取二系統開關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，分別發給聯鎖2重系。聯鎖2重系的輸出分別送給電子終端的2重系。電子終端2重系的輸出并聯連接負載。 系統的電源由一套UPS和兩路直流24V穩壓電源組成。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)，經聯鎖機和電子終端內部的DC-DC轉換產生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動繼電器和輸入電路采集表示信息。 . 聯鎖機 系統的聯鎖雙機(1系和2系)安裝在一個800330mm的機架內。兩系的組成完全相同。每一系由F486-2聯鎖CPU板，IF486電子終端接口板，FSD486人機界面(控顯機、監測機)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通信的接口板(如CTC系統通信用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。在本系統中不用。 聯鎖1系電源和聯鎖2

14、系電源是兩個輸入直流24V，輸出直流5V 的DC/DC電源。用于分別向聯鎖1系和聯鎖2系的邏輯電路提供5V電源。 . 電子終端 系統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。一個ET機架內有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與聯鎖機的通信接口和DC24V-DC5V電源。ET為兩重系并列結構。每個ET機架內必須安裝兩個ET-LINE模塊，一個與聯鎖機1系連接，另一個與聯鎖機2系相連。ET與聯鎖機的通信采用光纖連接。 . 控制臺

15、 操作顯示設備設在運轉室。根據用戶要求操作設備可選擇按鈕盤、數字化儀或鼠標。表示設備可選單元式表示盤或顯示器。 控顯機采用PC總線工控機。機箱內除安裝連接操作顯示設備的接口板外，安裝2塊帶有光電轉換的串行通信接口卡INIO。用于同聯鎖機通信。 控顯機采用雙機互為備用?？刂婆_的操作和顯示設備：按鈕盤或鼠標；表示盤或顯示器只設一套。通過控顯機轉換箱與工作的控顯機連接。 . 電務維護臺 電務維護臺由監測機、顯示器、鍵盤、打印機等組成。監測機采用PC總線工控機。機箱內安裝兩塊帶有光電轉換的串行通信接口卡INIO。用于同聯鎖機2重系通信。監測機接收來自聯鎖2重系的設備動作狀態信息和監測報警信息。 監測機通過串行通信接口與微機監測設備的上位機通信，將開關監測信息發送給微機監測設備。 計算機聯鎖工作原理 ?3.1 系統結構與工作原理 從計算機系統的體系結構來看屬于二級集散式控制系統，突