計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)技術第三章系統(tǒng)的硬件構成本章主要內(nèi)容系統(tǒng)的硬件結構系統(tǒng)的硬件構成大型車站的系統(tǒng)硬件構成容錯計算機系統(tǒng)的硬件結構3.1.1系統(tǒng)的可靠性冗余結構計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性系統(tǒng)在規(guī)定的時間和條件下完成規(guī)定功能的能力計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性冗余結構為了使系統(tǒng)的可靠性指標達到或者超過目標值而采取的冗余結構系統(tǒng)A系統(tǒng)B或門3.1.2系統(tǒng)的安全性冗余結構計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全性當系統(tǒng)的任何部分發(fā)聲故障時，其后果不會導致人身傷亡或者財產(chǎn)的重大損失的性能雙機比較的安全性冗余結構的原理在極短的時間間隔內(nèi)，兩臺計算機同時出錯并且錯誤呈現(xiàn)同一種模式的概率幾乎為零系統(tǒng)A系統(tǒng)B與門3.1.3系統(tǒng)的可靠性與安全性冗余結構多重冗余結構圖其中的兩臺處于熱備狀態(tài)系統(tǒng)A系統(tǒng)B與門系統(tǒng)A系統(tǒng)B與門或門系統(tǒng)I系統(tǒng)II三取二冗余結構圖系統(tǒng)A系統(tǒng)C系統(tǒng)B表決器輸入1輸入3輸入2輸出異或異或異或三取二冗余結構圖同步運行問題要求嚴格同步，但單一時鐘源危險性大，多采用三個時鐘強制同步表決器問題表決器應具備更高數(shù)量級的可靠性與安全性故障機的及時切離與及時修復問題及時確認故障位置并將其切離，同時修復3.1.4系統(tǒng)的層次結構操作臺圖形顯示器人機會話計算機聯(lián)鎖測控計算機輸入/輸出適配電路車站值班室車站信號機械室運輸生產(chǎn)現(xiàn)場加快人機會話響應速度對操作命令進行預處理與上級聯(lián)網(wǎng)構成測控系統(tǒng)系統(tǒng)的分布式結構分布式系統(tǒng)的優(yōu)越性系統(tǒng)的處理能力大大提高能夠測控的回路數(shù)量大大增加而采樣頻率并不降低有比較好的性能/價格比大大地縮短了信號線的長度分布式系統(tǒng)的體系結構操作臺圖形顯示器人機會話計算機通信與聯(lián)鎖校核計算機車站值班室監(jiān)控級（第二級）聯(lián)鎖控制機I聯(lián)鎖控制機II集中測控站集中測控站室外現(xiàn)場室外現(xiàn)場直接控制級（第一級）現(xiàn)場級（第零級）車站信號機械室3.2系統(tǒng)的硬件構成系統(tǒng)的技術要求系統(tǒng)的功能人機會話功能聯(lián)鎖控制功能狀態(tài)檢測功能通信聯(lián)網(wǎng)功能系統(tǒng)的性能系統(tǒng)的可信性數(shù)據(jù)系統(tǒng)的環(huán)境適應性數(shù)據(jù)3.2.1硬件結構框圖微處理器定時計數(shù)器中斷控制器存儲器主機系統(tǒng)總線通用I/O接口通用I/O接口狀態(tài)信息采集控制命令輸出驅動繼電器結合電路監(jiān)控對象通道人機對話設備人機接口通信接口其他計算機系統(tǒng)各部分說明主機完成所有信息的處理、接口管理以及外部設備的信息交換；接收值班員的操縱指令，按聯(lián)鎖程序要求對信息進行聯(lián)鎖運算和處理。外部設備除主機外的所有設備，包括人機對話設備和現(xiàn)場監(jiān)控對象。通道與接口主機與外部設備進行信息交換的紐帶；實現(xiàn)主機與監(jiān)控對象之間信號變換和傳送；接口可分為安全型與非安全型。繼電器接口電路滿足繼電器接口需要。3.2.2一般規(guī)模車站的硬件構成系統(tǒng)的層次結構人機會話層選用工業(yè)用個人計算機IPC聯(lián)鎖測控層選用CRTP總線的測控系統(tǒng)用計算機系統(tǒng)的可靠性結構與安全性結構雙機熱備的二重冗余系統(tǒng)硬件構成3.3大型車站的系統(tǒng)硬件構成大型車站道岔>60組；車場>2個測控中心通常為主控制室通信方式兩套測控系統(tǒng)之間采用光通信或電通信方式3.4容錯計算機系統(tǒng)的硬件結構容錯計算機系統(tǒng)三個計算機模塊構成的三重硬件冗余計算機系統(tǒng)通常的兩種容錯聯(lián)鎖主機系統(tǒng)采用TRICON容錯控制器構成的聯(lián)鎖系統(tǒng)采用三機同步、硬件比較的總線緊密結合型聯(lián)鎖系統(tǒng)，也稱為聯(lián)鎖I型熱備熱備3.4.1采用TRICON容錯控制器構成的容錯聯(lián)鎖主機系統(tǒng)主機構成原理容錯能力是通過從輸入模塊、主處理模塊、輸出模塊三大部分的三重化來實現(xiàn)。輸入電路A輸入電路B輸入電路C采集繼電器輸出電路A輸出電路B輸出電路C主處理器B主處理器A主處理器C繼電器表決I/O總線I/O總線I/O總線TRI總線TRI總線TRI總線總線系統(tǒng)與電源分配容錯聯(lián)鎖計算機的三重化總線類型TRI總線I/O總線通信總線電源模塊雙冗余方式警報信息模塊與主機失去聯(lián)系檢測出故障交流電掉電出現(xiàn)電壓低與超溫主處理器模塊處理方式3個處理器循環(huán)比較，構成三取二系統(tǒng)處理任務聯(lián)鎖主處理器用于存儲聯(lián)鎖程序、I/O數(shù)據(jù)、診斷與通信數(shù)據(jù)I/O通信處理器負責交換主處理器模塊與I/O模塊間的采集數(shù)據(jù)與驅動數(shù)據(jù)通信處理器負責交換主處理器模塊與通信模塊間的命令數(shù)據(jù)與表示數(shù)據(jù)主處理器模塊框圖雙重電源穩(wěn)壓電路512KBEPROM2MBSRAMDMATRI總線時鐘發(fā)生器雙口RAM通信處理器雙口RAMI/O處理器中斷控制器故障檢測電路Vcc雙重電源導軌主處理器NS3G32浮點處理器內(nèi)部系統(tǒng)總線測試通信端口狀態(tài)表示容錯通信總線容錯I/O總線上游下游高速表決總線TRI總線主要工作診斷數(shù)據(jù)與通信數(shù)據(jù)的傳遞對所有采集數(shù)據(jù)的傳遞與硬件表決對上次聯(lián)鎖程序的輸出數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)的傳遞與硬件表決對聯(lián)鎖程序代碼進行表決DMA控制器獨立于聯(lián)鎖軟件，以完成同步、傳輸、表決、數(shù)據(jù)糾正輸入模塊每個輸入模塊都有3個分電路，并且是完全隔離并獨立操作通常有2類TMR型所以電路都三重化，采用光電耦合器隔離，具有“StruckON”自診斷能力普通型只有要求安全性的部分被三重化，對于非三重化電路，有自診斷能力輸出模塊TMR型具有3條相同的隔離分電路采用方型硬件三取二表決電路二取二型采用串行硬件二取二表決電路總線緊密結合型聯(lián)鎖主機系統(tǒng)系統(tǒng)結構采用三重化，保障高安全性CPUCPUCPU多數(shù)判決電路多數(shù)判決電路多數(shù)判決電路故障－安全比較電路輸出電路輸入電路ROM/RAMROM/RAMROM/RAM模塊結合部故障處理二重故障狀態(tài)采取措施：系統(tǒng)分離對于瞬時故障，采取修正措施；對于固定型故障，采取分離開來的措施比較電路故障預防漏檢：故障－安全當比較電路自身發(fā)生故障時，其結果與發(fā)現(xiàn)系間不一致的結果等同涉安信息輸入/輸出電路結構涉安信息輸入電路結構繼電器接點狀態(tài)的輸入，采用三重輸入系統(tǒng)一個接點信息，通過電路轉換為3位數(shù)據(jù)，并且由多數(shù)判決電路進行處理涉安信息輸出電路結構符合故障－安全原則，采用三重輸出系統(tǒng)輸出電路采用多數(shù)判決方式涉安信息輸入電路結構圖光電耦合光電耦合光電耦合光電耦合VVVVIIIIII診斷輸入緩沖器緩沖器數(shù)據(jù)緩沖數(shù)據(jù)緩沖數(shù)據(jù)緩沖地址診斷模塊2模塊3模塊1涉安信息輸出電路結構圖電平變換電平變換電平變換VVVAABAABAAB故障－安全驅動電路信號用繼電器本講小結容錯型聯(lián)鎖計算機的硬件構成。大型車站的系統(tǒng)硬件構成。復習思考采用TRICON容錯控制器構成的容錯聯(lián)鎖主機系統(tǒng)結構是什么？涉安信息輸出/輸入電路結構是什么？練習題計算機聯(lián)鎖的控制方式有幾種？各自的特點是什么？可靠性冗余與安全性冗余的特點為何？并繪出其典型結構圖。計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的層次結構分