【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 K F )D K F ( D K Z )Z A 1 2 V ( Q )Z B 1 2 V ( Q )ZB 驅(qū)動(dòng)回線(xiàn)ZA 驅(qū)動(dòng)回線(xiàn)LS( A )ZB( A )LS( B )ZB( B ) 圖 21 車(chē)站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖事業(yè)部 用戶(hù)手冊(cè) 第 8 頁(yè) 共 29 頁(yè) 由于我們采用的是整機(jī)系統(tǒng)的切換方式，除微機(jī)部分發(fā)生故障，需進(jìn)行備機(jī)切換外，對(duì)采集、驅(qū)動(dòng)模塊的故障，如導(dǎo)致突發(fā)性關(guān)閉信號(hào)的故障也需進(jìn)行切換。因此要求備機(jī)與主機(jī)的進(jìn)路狀態(tài)和控制驅(qū)動(dòng)命令完全一致，如主機(jī)的某信息采 集或驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)生故障而中止驅(qū)動(dòng)命令的輸出時(shí)，備機(jī)能立即發(fā)動(dòng)切換，接替控制命令的輸出，而不影響現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)，這時(shí)的雙機(jī)工作狀態(tài)我們稱(chēng)為熱備同步狀態(tài)。從上面的敘述可知，微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的備機(jī)有三種工作狀態(tài)：脫機(jī)狀態(tài)、聯(lián)機(jī)狀態(tài)和熱備同步狀態(tài)。只有在同步狀態(tài)時(shí)備機(jī)才真正作為熱備機(jī)。這三者之間的關(guān)系如圖 22 所示。 脫機(jī)聯(lián)機(jī)熱備同步聯(lián)機(jī)按鈕備機(jī)故障備機(jī)故障與主機(jī)進(jìn)路狀態(tài)一致備機(jī)轉(zhuǎn)為工作機(jī)主機(jī)故障 圖 22 備機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 平時(shí)由主機(jī)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，備機(jī)僅工作在聯(lián)機(jī)同步狀態(tài)，不實(shí)現(xiàn)控制。如備機(jī)出現(xiàn)故障，自行脫機(jī)。處在脫機(jī)狀態(tài)的機(jī)器，必須在電務(wù)人員修復(fù)故障或確認(rèn)無(wú)故障后，按壓聯(lián)機(jī)按鈕，備機(jī)轉(zhuǎn)入聯(lián) 機(jī)狀態(tài)，恢復(fù)主備機(jī)的通訊，待雙機(jī)的進(jìn)路狀態(tài)完全一致時(shí)，才認(rèn)為主、備機(jī)聯(lián)機(jī)同步工作，也就是備機(jī)轉(zhuǎn)入熱備狀態(tài)。 ３、單機(jī)自檢測(cè)技術(shù) 為提高系統(tǒng)的可靠性和可用性，在采用雙機(jī)容錯(cuò)結(jié)構(gòu)情況下，首先需對(duì)單機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，主要有以下幾個(gè)手段： （１）軟件冗余采用兩套聯(lián)鎖軟件將輸出結(jié)果進(jìn)行比較，如輸出命令不一致，表示出錯(cuò)，應(yīng)禁止輸出。 （２）采用閉環(huán)工作原理，對(duì)命令輸出和回讀信息進(jìn)行比較，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。 （３）采用信息冗余技術(shù)，也即編碼技術(shù)，用編碼方法進(jìn)行檢測(cè)和糾錯(cuò)，把信息和狀態(tài)變量均編成一定的合格碼，運(yùn)算均采用此類(lèi)代 碼并對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)，當(dāng)校驗(yàn)有誤時(shí)均作安全處理。本系統(tǒng)用一個(gè)字作為有關(guān)行車(chē)安全的信息碼。 （４）對(duì)輸入、輸出信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)處理，將１、０連續(xù)交替變換信息作為有效信息，若有故障，信息固定在１或０狀態(tài)，則信息定格為安全側(cè)信息，同時(shí)顯示錯(cuò)誤號(hào)。 ４、雙機(jī)切換技術(shù) 本微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是在滿(mǎn)足故障安全要求的條件下允許單機(jī)運(yùn)行的，其備用系統(tǒng)是為提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和可用性而設(shè)置的。在這個(gè)前提下，我們雙機(jī)切換的條件如下： （１）主機(jī)定時(shí)向備機(jī)發(fā)送信息，主要內(nèi)容為主機(jī)發(fā)出的信號(hào)控制命令，備機(jī)將此信息與備機(jī)的控制命令進(jìn)行比較，如一致， 則雙機(jī)保持在熱備同步狀態(tài)，如不一致且備機(jī)命令多于主機(jī)，表明主機(jī)由于某種故障而停止輸出控制命令，這時(shí)由備機(jī)發(fā)動(dòng)切換，備機(jī)升為主機(jī)工作，繼續(xù)向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)送控制命令，原主機(jī)轉(zhuǎn)入脫機(jī)狀態(tài)，若主機(jī)命令多于備機(jī)命令，則備機(jī)自動(dòng)脫機(jī)，等待查明原因。 車(chē)站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖事業(yè)部 用戶(hù)手冊(cè) 第 9 頁(yè) 共 29 頁(yè) （２）雙機(jī)間的通信是由備機(jī)（主站）向主機(jī)（子站）進(jìn)行呼叫和接收應(yīng)答，若通訊中斷，這有兩種情況，一是主機(jī)死機(jī)，不應(yīng)答；二是通訊本身中斷，備機(jī)接收不到主機(jī)的信息。此時(shí)熱備機(jī)認(rèn)為主機(jī)出現(xiàn)故障，發(fā)動(dòng)切換升為主機(jī)工作。 （３）主機(jī)通過(guò)自檢測(cè)程序，發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重故障，即通知備機(jī)進(jìn)行切換倒機(jī)。 由于我們系統(tǒng)采用的是雙機(jī)大循環(huán)同步方式，而不是指令級(jí)同步，雙機(jī)在程序的運(yùn)行時(shí)間上存在差異。因此，雙機(jī)在采集同一組繼電器接點(diǎn)的信息時(shí)也可能會(huì)有差異，特別是在所采集信息快速變化，如軌道電路分路不良而引起繼電器的接點(diǎn)跳動(dòng)時(shí)，采集的結(jié)果不一致導(dǎo)致雙機(jī)同一周期的聯(lián)鎖程序的邏輯處理結(jié)果不一致。因此在進(jìn)行雙機(jī)比較時(shí)，就有可能產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)命令不一致情況，而導(dǎo)致雙機(jī)自動(dòng)切換或備機(jī)脫機(jī)。為避免這種雙機(jī)失步現(xiàn)象的產(chǎn)生，在軟件上作了以下幾方面處理。 （１）對(duì)雙機(jī)控制命令信息的比較作滯后處理，允許有１－２個(gè)循環(huán)周期的時(shí)間差異。 （２）加 快采集信息的掃描周期，使主、備機(jī)在采集信息時(shí)間上的差異盡可能縮小，保證雙機(jī)均能采集到信息，而不致漏采。 （３）對(duì)采集的瞬間變化信息，在某些聯(lián)鎖程序中增加“去顫”處理。 （ 4 ）主備機(jī)之間交換必要的采集信息，保證雙機(jī)同步工作。 4． 硬件設(shè)備 4． 1 控制臺(tái) 功能 顯示站場(chǎng)狀態(tài)，接受操作命令。也稱(chēng) MMI，將站場(chǎng)表示、進(jìn)路狀態(tài)、操作結(jié)果用彩色監(jiān)視器或單元表示盤(pán)的光帶顯示給操作人員；將操作人員的操作命令傳輸給監(jiān)控機(jī)。 控制臺(tái)的操作方式有：數(shù)字化儀操作盤(pán)、鼠標(biāo)操作、單元按鈕控制臺(tái)三種；表示有二種，即彩色監(jiān)視器和單元 表示盤(pán)。當(dāng)前計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖制作控制臺(tái)，均采用多種操作并用，以防操作設(shè)備故障造成系統(tǒng)癱瘓。其結(jié)構(gòu)有下列幾種： ? 數(shù)字化儀＋數(shù)字化儀＋顯示器 ? 數(shù)字化儀＋鼠標(biāo)＋顯示器 ? 鼠標(biāo)＋鼠標(biāo)＋顯示器 ? 數(shù)字化儀＋顯示器＋單元塊表示盤(pán) ? 按鈕＋單元塊表示盤(pán)＋提示窗（若有必要，還可＋鼠標(biāo)＋顯示器） 本站控制臺(tái)的構(gòu)成是：數(shù)字化儀＋鼠標(biāo)＋顯示器，所有設(shè)備配置在車(chē)務(wù)值班室。 4． 2 監(jiān)控機(jī) ． 功能 與聯(lián)鎖機(jī)的通訊功能，接收聯(lián)鎖機(jī)的表示信息，將站場(chǎng)的狀態(tài)、進(jìn)路狀態(tài)、操作提示送彩色監(jiān)視器。 將控制臺(tái)的操作命令處理后發(fā)送給聯(lián)鎖機(jī)?？刂婆_(tái) 不設(shè)計(jì)算機(jī)， 站場(chǎng)顯示 ． 構(gòu)成 1. 控制機(jī)主機(jī)箱 主機(jī)板： 6159L，主頻 233MHZ， 內(nèi)存容量 32M 2個(gè) RS232(串行通信接口 )，一個(gè)并行口 車(chē)站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖事業(yè)部 用戶(hù)手冊(cè) 第 10 頁(yè) 共 29 頁(yè) 一塊 PC— 01網(wǎng)絡(luò)卡，一塊以太網(wǎng)卡 多屏卡 三英寸軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 1個(gè)， 聲卡 ．監(jiān)控機(jī)的切換 監(jiān)控機(jī)為冷備設(shè)置，故障時(shí)需要人工切換，監(jiān)控機(jī)的切換按鈕設(shè)在聯(lián)鎖Ａ機(jī)第一層小面板上，切換繼電器設(shè)在聯(lián)鎖Ａ機(jī)機(jī)柜底層，上位機(jī)切換時(shí)， 與之相接的數(shù)字化儀和 20英寸監(jiān)示器可同時(shí)切換到由工作機(jī)控制，其切換繼電器設(shè)在控制臺(tái)內(nèi)，切換電路見(jiàn)設(shè)備圖冊(cè)。 4． 3 聯(lián)鎖機(jī)和執(zhí)表機(jī) 圖 3 圖 4 報(bào)警板 I/O 板 CPU主板 I/O 板 I/O 板 采集板 采集板采集板 驅(qū)動(dòng)板 采集板 STD01 通信板 STD01通信板 STD CPU 總線(xiàn) I/O 總線(xiàn) 電源指示板 計(jì)算機(jī)層 采集 驅(qū)動(dòng) 零層 電源指示板 計(jì)算機(jī)層 采集 零層 驅(qū)動(dòng) 零層 通信切換 32 路采集 32 路驅(qū)動(dòng) 車(chē)站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖事業(yè)部 用戶(hù)手冊(cè) 第 11 頁(yè) 共 29 頁(yè) ． 主要功能與構(gòu)成 聯(lián)鎖機(jī)和執(zhí)表機(jī)均由下列 STD總線(xiàn)的單元模塊組成 : STD5093CPU板 報(bào)警板 STD01 通訊板 (聯(lián)鎖機(jī)插 2塊，其中一 塊用于主備機(jī)通信；執(zhí)表機(jī)插一塊 ) 1604 I/O端口板 在 1604板上有 8個(gè) I/O 端口地址，每個(gè)端口地址有 8位輸入、輸出量，共可輸入或輸出 64位信息量。根據(jù)板上的短路跳接線(xiàn)的位置，確定端口地址號(hào) (詳見(jiàn)模塊說(shuō)明書(shū) )。 聯(lián)鎖機(jī)的主要功能是： ⑴ 實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)和執(zhí)表機(jī)的通訊調(diào)度。采用循環(huán)呼叫應(yīng)答方式 ,如通訊不通 ,則超時(shí)報(bào)警及退出，接著呼叫下一個(gè)設(shè)備。聯(lián)鎖機(jī)備機(jī) (在聯(lián)機(jī)狀態(tài) )，定時(shí)呼叫主機(jī)進(jìn)行信 息交換和信息比較。 ⑵ 實(shí)現(xiàn)信號(hào)設(shè)備的聯(lián)鎖邏輯處理功能，完成進(jìn)路確選、鎖閉，發(fā) 出開(kāi)放信號(hào)和動(dòng)作道岔的控制命令。 ⑶ 采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備狀態(tài)，如軌道狀態(tài)，道岔表示狀態(tài)，信號(hào)機(jī)狀態(tài)等。 ⑷ 輸出動(dòng)態(tài)控制命令，通過(guò)動(dòng)態(tài)板驅(qū)動(dòng)偏極繼電器，控制動(dòng)作現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。 執(zhí)表機(jī)的主要功能是 : ⑴ 接收聯(lián)鎖機(jī)發(fā)出的執(zhí)行命令和向聯(lián)鎖機(jī)發(fā)送采集信息。 ⑵ 同聯(lián)鎖機(jī)功能 3 。 ⑶ 同聯(lián)鎖機(jī)功能 4 。 ． 輸入整形電路 (采集電路 ) 現(xiàn)場(chǎng)的表示信息通過(guò)輸入整形電路送入計(jì)算機(jī)，為減少機(jī)柜內(nèi)板間電纜，采集板采用母線(xiàn)工作方式，即各采集板連接到同一母線(xiàn)，微機(jī)的輸出通過(guò) I/O 板為母線(xiàn)提供 5 個(gè)輸出、輸入端口，共可選通 8 塊采集板。 信息采集電路的原理圖如下： 圖 5 從圖中可看到 CPU 只有收到脈沖信息時(shí)，才視為有效信號(hào)，因此此電路為故障安全動(dòng)態(tài)電路。 電路中任何元器件故障均導(dǎo)致“ 0”或“ 1”的固定輸出，軟件判斷固定的“ 1”“ 0”信息無(wú)效，該信息倒向安全側(cè)。軌道繼電器的安全側(cè)信息為 GJ↓，即占用。 GJ、 ZCJ 等信息微機(jī)無(wú)法校核，且和聯(lián)鎖直接相關(guān)，對(duì)這些信息系統(tǒng)采集前后接點(diǎn)，程序軟件對(duì)這些信息的前、 I/O CPU GJ,(XJ,DJ,? ) 車(chē)站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖事業(yè)部 用戶(hù)手冊(cè) 第 12 頁(yè) 共 29 頁(yè) 后接點(diǎn)加以比較，若均為“ 1” 或均為“ 0”，可斷定電路某處發(fā)生了故障， 這種情況按落下接點(diǎn)信息處理， 以保證安全 ． 輸出驅(qū)動(dòng)電路 驅(qū)動(dòng)板同樣采用母線(xiàn)工作方式， I/O 板為驅(qū)動(dòng)板母線(xiàn)提供 6 個(gè)端口，共可選通 8 塊驅(qū)動(dòng)板。 輸出驅(qū)動(dòng)電路的原理圖如下： 圖 6 輸出驅(qū)動(dòng)板上接有 32 個(gè)發(fā)光二極管固定在驅(qū)動(dòng)板的小面板上，如有動(dòng)態(tài)脈沖輸出，則發(fā)光管閃爍，如發(fā)光管滅燈或亮穩(wěn)定燈光均表示無(wú)動(dòng)態(tài)命令輸出。 ． 聯(lián)鎖機(jī)和執(zhí)表機(jī)的切換（切換電路見(jiàn)配線(xiàn) 圖冊(cè)） ⑴ 在聯(lián)鎖機(jī)機(jī)柜內(nèi)設(shè)一個(gè)三位式手柄，通過(guò)兩個(gè)繼電器ＳＢＡＪ和ＳＢＢＪ可選擇兩種工作方式，即人工工作方式或自動(dòng)工作方式。在人工工作方式時(shí)，手柄倒向Ａ方向， 繼電器ＳＢＡＪ吸起，聯(lián)鎖Ａ機(jī)工作，手柄倒向Ｂ方向，繼電器ＳＢＢＪ吸起，聯(lián)鎖Ｂ機(jī)工作。自動(dòng)工作方式時(shí)，繼電器ＳＢ AＪ、ＳＢＢＪ都在落下，聯(lián)鎖機(jī)Ａ機(jī)或聯(lián)鎖Ｂ機(jī)可 通過(guò)各自的切換繼電器ＡＱＨＪ或ＢＱＨＪ吸起實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，Ａ、ＢＱＨＪ平時(shí)在落下，只有在自動(dòng)切換時(shí)瞬間吸起。ＳＢＡＪ、ＳＢＢＪ、ＡＱＨＪ、ＢＱＨＪ均設(shè)在集中樓繼電器室內(nèi)。 ⑵ 無(wú)論在人工工作方式或自動(dòng)工作方式，切換繼電器ＬＱＨＪ吸起為Ａ機(jī)工作，Ａ機(jī)機(jī)柜上點(diǎn)亮綠色的工作燈，Ｂ機(jī)機(jī)柜點(diǎn)亮黃色備用燈，ＬＱＨＪ落下為Ｂ機(jī)工作。 ⑶ 執(zhí)表機(jī)的切換手柄，可以將執(zhí)表機(jī)Ａ機(jī)或執(zhí)表 B機(jī)做為工作機(jī)，對(duì)聯(lián)鎖機(jī)的切換（無(wú)論自動(dòng)切換或人工切換）均會(huì)帶動(dòng)執(zhí)表機(jī)切換。 ⑷ 聯(lián)鎖機(jī)的備機(jī)有脫機(jī)、聯(lián)機(jī)和聯(lián)機(jī)同步三種狀態(tài)，只有在聯(lián)機(jī)同步時(shí)系統(tǒng) 才處于熱備狀態(tài)，如主機(jī)出現(xiàn)故障，自動(dòng)倒向備機(jī)，不影響現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)。 ⑸在備機(jī)自動(dòng)升為主機(jī)工作后，原主機(jī)處于脫機(jī)狀態(tài)，必須在修復(fù)故障，確認(rèn)機(jī)器工作正常后，按壓聯(lián)機(jī)按鈕，原主機(jī)作為備機(jī)，轉(zhuǎn)入聯(lián)機(jī)狀態(tài)，恢復(fù)主備機(jī)通訊，待雙機(jī)的控制命令輸出完全一致時(shí)備機(jī)與主機(jī)聯(lián)機(jī)同步工作，轉(zhuǎn)入熱備狀態(tài)。 ⑹動(dòng)態(tài)繼電器的驅(qū)動(dòng)電源和局部電源受切換繼電器控制。切換繼電器接通工作機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源，切斷備機(jī)的驅(qū)動(dòng)電 源，同時(shí)，切換局部電源的方向，以保證只有工作機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制能使動(dòng)態(tài)繼電器吸起。 4． 4 安全信息通道的構(gòu)成 聯(lián)鎖機(jī)和執(zhí)表機(jī)之間采用串行 RS485 接口，機(jī)間通信采用半雙工同步通訊方式，對(duì)此通道要求安全可靠，除采用同步通訊中的 CRC 校驗(yàn)外，對(duì)傳輸?shù)男畔⒋a采用特殊的編碼和 I/O CPU 去動(dòng)態(tài)繼電器 車(chē)站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖事業(yè)部 用戶(hù)手冊(cè) 第 13 頁(yè) 共 29 頁(yè) 重復(fù)發(fā)送等冗余技術(shù)，確保信道的安全可靠。 聯(lián)鎖機(jī)的前面板上有四組通信接發(fā)燈，用來(lái)指示系統(tǒng)內(nèi)各部分的通信狀況，其中第一組指示聯(lián)鎖機(jī)與監(jiān)控機(jī)的通信，第二組指示聯(lián)鎖機(jī)與執(zhí)表機(jī)的通信，第四組指示兩套熱備的聯(lián)鎖機(jī)之間的通信。 4． 5 動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)備 動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)備是指 直接參與控制室外信號(hào)機(jī)和電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的控制設(shè)備，目前仍采用繼電器進(jìn)行控制，價(jià)格低廉，并安全可靠。為保證微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全輸出，采用雙輸入動(dòng)態(tài)繼電器?；螂p輸入動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)單元 +偏極繼電器。其動(dòng)作原理如下： 圖 7 該繼電器由安全型偏極繼電器、固態(tài)繼電器、電阻電容元件構(gòu)成，為故障──安全型動(dòng)態(tài)繼電器。 無(wú)控制信號(hào)輸入時(shí)，電路處于靜止?fàn)顟B(tài)，固態(tài)繼電器 H 截止，電容 C3 兩端電壓等于局 部電源電壓，電路中無(wú)電流流通，動(dòng)態(tài)繼電器處于落下?tīng)顟B(tài)。當(dāng)有控制脈沖輸入時(shí)，控制脈沖高電平使固態(tài)繼電器 H 導(dǎo)通，電容 C3 經(jīng) H向 C4 充電，控制脈沖由高變低時(shí)， H 截止時(shí)，電源經(jīng) R D2 向 C3 充電，經(jīng)兩～三個(gè)脈沖，使 C4 的電位充到偏極繼電器的吸起電壓，偏極繼電器勵(lì)磁吸起。 驅(qū)動(dòng)單元是將四個(gè)動(dòng)態(tài)繼電器的電子部件集中安裝在一塊驅(qū)動(dòng)單元板上，分別控制四