1、第3節(jié) 計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)硬件 3.1 車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的層次結構 3.2 計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的分類及其硬件組成 3.3JD-IA型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)（L型） 3.4微機監(jiān)測系統(tǒng)3.1 車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的層次結構車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的層次結構車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)是實現(xiàn)以車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)是實現(xiàn)以進路控制進路控制為主要內容為主要內容的聯(lián)鎖功能控制系統(tǒng)。的聯(lián)鎖功能控制系統(tǒng)。聯(lián)鎖控制系統(tǒng)是以聯(lián)鎖控制系統(tǒng)是以色燈信號機、動力轉轍機和軌色燈信號機、動力轉轍機和軌道電路道電路作為室外三大基礎設備，以作為室外三大基礎設備，以電氣設備電氣設備或或電電子設備子設備實現(xiàn)聯(lián)鎖功能，對實現(xiàn)聯(lián)鎖功能，對軌道區(qū)段狀態(tài)、信號狀軌道區(qū)段狀

2、態(tài)、信號狀態(tài)和道岔狀態(tài)態(tài)和道岔狀態(tài)進行進行檢測檢測并對并對信號機信號機和和道岔實施控道岔實施控制制的系統(tǒng)。的系統(tǒng)。 操作表示設備 聯(lián) 鎖 機 構 人機交互層 聯(lián)鎖層 室外設備 I/O 接口層 輸入輸出接口 軌道、道岔、信號機等現(xiàn)場設備 圖3.1.1 車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的層次結構3.1 車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的層次結構車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的層次結構人機交互層：人機交互層：操作人員通過操作操作人員通過操作:(1)向聯(lián)鎖機構向聯(lián)鎖機構輸入輸入操作信息操作信息(2)接收接收聯(lián)鎖機構輸出的反映設備工作狀態(tài)聯(lián)鎖機構輸出的反映設備工作狀態(tài)和行車作業(yè)情況的表示信息。和行車作業(yè)情況的表示信息。(3)人機會話層的設備設于人機

3、會話層的設備設于車站值班室車站值班室。3.1 車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的層次結構車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的層次結構聯(lián)鎖機構：聯(lián)鎖機構：聯(lián)鎖機構是聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的核心。聯(lián)鎖機構是聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的核心。（1）接收來自人機會話層的操作信息；接收來自人機會話層的操作信息；（2）接收來自監(jiān)控層的反映）接收來自監(jiān)控層的反映信號機、動力轉轍機和軌道信號機、動力轉轍機和軌道電路狀態(tài)的信息；電路狀態(tài)的信息；（3）根據(jù)）根據(jù)對輸入的操作信息和狀態(tài)信息，以及聯(lián)鎖機構對輸入的操作信息和狀態(tài)信息，以及聯(lián)鎖機構的當前內部信息進行處理，產(chǎn)生相應的輸出信息的當前內部信息進行處理，產(chǎn)生相應的輸出信息，即，即信號控制命令和道岔控制命令，并交付監(jiān)控層

4、的控制信號控制命令和道岔控制命令，并交付監(jiān)控層的控制電路予以執(zhí)行電路予以執(zhí)行。（4）聯(lián)鎖機構所處理的信息都是二值邏輯信息，因此，）聯(lián)鎖機構所處理的信息都是二值邏輯信息，因此，聯(lián)鎖機構又是邏輯處理機構。聯(lián)鎖機構又是邏輯處理機構。（5）聯(lián)鎖層設備設在車站信號樓的機械室內）聯(lián)鎖層設備設在車站信號樓的機械室內。3.1 車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的層次結構車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的層次結構I/O接口層：接口層：（1）接收來自）接收來自聯(lián)鎖層的控制命令聯(lián)鎖層的控制命令，經(jīng)過信，經(jīng)過信號機控制電路，號機控制電路，改變信號顯示改變信號顯示；（2）接收來自聯(lián)鎖層的道岔控制命令，經(jīng)）接收來自聯(lián)鎖層的道岔控制命令，經(jīng)過道岔控制電路，

5、過道岔控制電路，驅動道岔轉換驅動道岔轉換；（3）向聯(lián)鎖機構）向聯(lián)鎖機構傳輸信號狀態(tài)信息、道岔傳輸信號狀態(tài)信息、道岔狀態(tài)信息，以及軌道電路狀態(tài)信息。狀態(tài)信息，以及軌道電路狀態(tài)信息。3.2 計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)硬件組成計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)硬件組成3.2.1電氣集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的硬件結構及功能電氣集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的硬件結構及功能 按功能及其構成，按功能及其構成，電氣集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)電氣集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)可以化分為四可以化分為四大部分大部分，如圖，如圖3.2.1所示，所示，（1）繼電聯(lián)鎖邏輯部分繼電聯(lián)鎖邏輯部分。為系統(tǒng)的核心部分，該部分負責。為系統(tǒng)的核心部分，該部分負責聯(lián)鎖邏輯運算，是保證系統(tǒng)聯(lián)鎖邏輯安全的

6、關鍵部分；聯(lián)鎖邏輯運算，是保證系統(tǒng)聯(lián)鎖邏輯安全的關鍵部分；（2）人機交互層。用于操作人員監(jiān)督、操作。）人機交互層。用于操作人員監(jiān)督、操作。（3）現(xiàn)場設備現(xiàn)場設備。為了實現(xiàn)指揮和控制車站內外的機車車輛。為了實現(xiàn)指揮和控制車站內外的機車車輛進行技術作業(yè)，該系統(tǒng)必須含有道岔、信號機、軌道、進行技術作業(yè)，該系統(tǒng)必須含有道岔、信號機、軌道、場間聯(lián)系等現(xiàn)場設備。場間聯(lián)系等現(xiàn)場設備。（4）輸入輸出接口輸入輸出接口。為了實現(xiàn)控制臺與核心聯(lián)鎖部分的信。為了實現(xiàn)控制臺與核心聯(lián)鎖部分的信息交換，以及現(xiàn)場設備與核心聯(lián)鎖部分的信息交換，該息交換，以及現(xiàn)場設備與核心聯(lián)鎖部分的信息交換，該系統(tǒng)分別設置了系統(tǒng)分別設置了操作臺

7、操作臺接口以及接口以及現(xiàn)場設備現(xiàn)場設備繼電器輸入輸繼電器輸入輸出出接口接口。 圖3.2.1電氣集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)分解圖 操作臺 電氣集中控制臺、鼠標顯示器 操作臺繼電接口 繼電聯(lián)鎖邏輯部分（系統(tǒng)的核心） 現(xiàn)場設備繼電器輸入輸出接口 軌道、道岔、信號機等現(xiàn)場設備 3.2 計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)硬件組成計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)硬件組成3.2.2 計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的硬件組成硬件組成1、單臺計算單臺計算機構成的計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)：機構成的計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)： 一臺計算機一臺計算機 少量的輸入輸出電路（少量的輸入輸出電路（I/O板）板） 現(xiàn)場設備繼電器輸入輸出接口現(xiàn)場設備繼電器輸入輸出接口 現(xiàn)

8、場設備現(xiàn)場設備冶金、能源等企業(yè)內部冶金、能源等企業(yè)內部的小規(guī)模車站常采用該的小規(guī)模車站常采用該類集中式計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。類集中式計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的該系統(tǒng)的應用軟件應用軟件（即核心的聯(lián)鎖軟件模塊、（即核心的聯(lián)鎖軟件模塊、操作及顯示模塊、輸入輸出模塊）完全集中在操作及顯示模塊、輸入輸出模塊）完全集中在一一個工控機個工控機內運行，如圖內運行，如圖3.2.2所示。所示。 圖3.2.2 直接計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)分解圖 主機板 I/O 板 I/O 板 工控機工控機 1 1 現(xiàn)場設備繼電器輸入輸出接口 軌道、道岔、信號機等現(xiàn)場設備 3.2 計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)硬件組成計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)硬件組成2、兩

9、臺計算機構兩臺計算機構成的計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)：成的計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)：上位機：上位機：接收操作人員或上一級系統(tǒng)命令和監(jiān)接收操作人員或上一級系統(tǒng)命令和監(jiān)督的功能。督的功能。下位機（聯(lián)鎖機）：下位機（聯(lián)鎖機）：實現(xiàn)聯(lián)鎖功能及輸入輸出實現(xiàn)聯(lián)鎖功能及輸入輸出功能；功能；插入插入I/O通道擴展板通道擴展板及及I/O 板板；兩臺計算機采用兩臺計算機采用串行通信串行通信網(wǎng)絡。網(wǎng)絡。目前廣泛采用該類計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。目前廣泛采用該類計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。實現(xiàn)對較大規(guī)模車站信號系統(tǒng)的控制。如圖實現(xiàn)對較大規(guī)模車站信號系統(tǒng)的控制。如圖3.2.3所示，所示，圖3.2.3監(jiān)督控制式計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)框圖 工控機工控機

10、2 2 I/O 板 主機板 通信板 I/O 通道擴展板 主機板 通信板 工控機工控機 1 1 I/O 通道擴展板 I/OI/O 機籠機籠 1 1 I/OI/O機籠機籠 N N 現(xiàn)場設備繼電器輸入輸出接口 軌道、道岔、信號機等現(xiàn)場設備 上位機 （監(jiān)控機）上位機 （監(jiān)控機） 下位機 （聯(lián)鎖機）下位機 （聯(lián)鎖機） 室內繼電部分室內繼電部分 室外設備室外設備 3.2 計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的分類及計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的分類及其硬件組成其硬件組成3、多臺計算機構多臺計算機構成的計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)：成的計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)：當所需控制的對象當所需控制的對象數(shù)量過多數(shù)量過多；或者控制對象所分布的或者控制對象所分布的

11、地理范圍地理范圍比較比較廣廣時；時；根據(jù)需要分別設置多臺計算機完成輸入輸出根據(jù)需要分別設置多臺計算機完成輸入輸出功能（檢測控制機籠）。功能（檢測控制機籠）。輸入輸出軟件分別在各個輸入輸出軟件分別在各個I/O機籠的計算機內機籠的計算機內運行。運行。系統(tǒng)通過高速數(shù)據(jù)通道，擴展更多的實現(xiàn)輸系統(tǒng)通過高速數(shù)據(jù)通道，擴展更多的實現(xiàn)輸入輸出功能的入輸出功能的I/O機籠。機籠。實現(xiàn)對較大規(guī)模車站信號系統(tǒng)的控制，并可實現(xiàn)對較大規(guī)模車站信號系統(tǒng)的控制，并可實現(xiàn)實現(xiàn)區(qū)域計算機聯(lián)鎖區(qū)域計算機聯(lián)鎖。 圖3.2.4 分布式計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)框圖 工控機 2 工控機 1 主機板 通信板 A 主機板 通信板 通信板 B 主機

12、板 通信板 I/O 板 現(xiàn)場設備繼電器輸入輸出接口 軌道、道岔、信號機等現(xiàn)場設備 I/O 計算機 1 I/O 計算機 N 通通信信總總線線 檢檢測測控控制制部部分分 下下位位機機 （聯(lián)聯(lián)鎖鎖機機） 上上位位機機 （監(jiān)監(jiān)控控機機） 室室內內繼繼電電部部分分 室室外外設設備備部部分分 繼電器接口 現(xiàn)場設備 3.3JD-IA型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)（型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)（L型）型）3.3.1JD-IA特點 1.采集、驅動電路采用外部控制總線方式； 2.聯(lián)鎖機采用雙機熱備的動態(tài)冗余結構，兩套聯(lián)鎖機互為主備； 3. 只有主控機的輸出與實際控制的繼電器相接可以對外輸出；另一套聯(lián)鎖機用作備機，備機只有聯(lián)機后，才能實現(xiàn)熱

13、備。 4.自動倒機外，維護人員也可根據(jù)需要隨時人工倒機。3.3.2驅動采集系統(tǒng) 1.輸入電路由計算機提供一個脈沖源，經(jīng)現(xiàn)場繼電器接點讀回該脈沖信號即認為繼電器吸起 2.輸出電路在總線I/O環(huán)節(jié)和動態(tài)驅動環(huán)節(jié)設兩級回讀，避免地址尋址出錯并檢出故障。 3.采用的安全性信息采集和安全性控制命令輸出電路，均采用動態(tài)的輸入-輸出電路；電路中的任何一個器件發(fā)生故障，均可導致信息脈沖的中斷，從而使設備導向安全。3.3.2驅動采集系統(tǒng) 4.驅動板設置于主機柜內，外部繼電器直接使用標準的偏極繼電器。 5.驅動電路可按兩臺聯(lián)鎖機分設兩套，實現(xiàn)驅動單元的雙備份。 6.聯(lián)鎖機本身設計有專用的硬件診斷部件和程序，提供盡

14、量全面的軟硬件自檢測、互檢測，特別是配套I/O印制板的故障檢測和診斷，I/O故障可精確定位到端口和數(shù)據(jù)位。3.3.2驅動采集系統(tǒng) 7.特別開發(fā)的驅動回讀檢測電路輔以相應的檢測軟件，可以檢測繼電器動態(tài)驅動電路的電路故障，保證驅動電路可按需要提供足夠驅動偏極繼電器動作的電平，故障定位同樣可達到位。檢測出的故障實時送往維修機顯示、記錄，并給出詳細、清晰的故障報告。3.3.3操作表示機操作表示機B機主用指示燈亮，表示B操作表示機為主機；指示燈滅表示B操作表示機為備機。A機主用指示燈亮，表示A操作表示機為主機；指示燈滅表示A操作表示機為備機。電源1指示燈亮表示電源1正常工作； 電源2指示燈亮表示電源2正

15、常工作。 A機為主用時：電源1、電源2、A機運行、B機運行、A機 主用等指示燈亮。 B機為主用時：電源1、電源2、A機運行、B機運行、切換 檢查、B機主用等指示燈亮。 2） 按鈕含義： 人工倒機（AB）。自復按鈕，當A操作表示機為主用時，按下此按鈕人工倒引B操作表示機為主用。 人工倒機（BA）。自復按鈕，當B操作表示機為主用時，按下此按鈕人工倒引A操作表示機為主用。 3） 開關含義： 電源開關電源1開關打開給電源1供220V， 電源2開關打開給電源2供220V。 測試孔分別測試電源1、電源2的 24V輸出電壓。 鑰匙開關鑰匙開關轉到自動/A機主用位置時，A、B操作表示機處在自動切換狀態(tài)，當?shù)箼C

16、電路故障時默認為A機主用。平時鑰匙開關應在此位置；鑰匙開關轉到B機主用位置時則強制B操作表示機為主用，A、B操作表示機不能自動切換。正常運行時鑰匙開關處于自動/A機主用位置。4）操作表示機 操作表示機簡稱上位機。系統(tǒng)運行時，兩臺上位機同時工作，一臺主用，一臺熱備，當主用上位機發(fā)生故障時自動切換到備用上位機。 主用操作表示機運行時，接收鼠標操作，向聯(lián)鎖機發(fā)送車站值班員的操作命令，播放語音提示信息。 備用操作表示機運行時，不接收鼠標操作，不向聯(lián)鎖機發(fā)送值班員的操作命令，不播放語音提示信息。但接收聯(lián)鎖機傳來的站場狀態(tài)信息，實時顯示站場運行情況、系統(tǒng)運行情況等。3.4微機監(jiān)測系統(tǒng) 1. 主要原理 通過各種傳感器以及外圍采集器件等對車站站內信號設備的各個部分的性能、電氣參數(shù)、動作狀態(tài)、工作