计算机联锁及软件设计-12212065-蒋司琪学习资料
计算机联锁及软件设计-12212065-蒋司琪
实验名称：计算机联锁及软件设计实验学院：电子信息工程学院专业：自动化（信号）1201小组成员：蒋司琪黄涛孙昊天孟琦任课教师：张文静2015 年 6 月 10 日实验二：典型小站的联锁系统总体设计实验要求：根据所给站场设计一套计算机联锁系统，要求完成以下工作：1、分析站场的基本作业需求2、设计一套符合当前主流技术的计算机联锁系统，要求采用双机热备模式，上下位机分离，采用继电器接口，确定接口组合及其数量。
3、说明各组成部分所采用的主要技术和功能。
实验设计：一、站场的基本作业需求：站场作业分为：列车作业、调车作业和转场作业三种。
1.列车作业包括列车发车作业、列车接车作业和列车通过作业。
①列车发车作业：办理列车由股道向区间发车。
②列车接车作业：将列车由区间接入股道。
分为正线接车和侧线接车。
因设备故障不能办理正常的接车作业或由非接车线路接车时，应该办理引导接车作业。
③列车经由股道不停车通过车站。
2.调车作业：在车站站场内进行的机车出入库、转线、车列解体、列车编组、摘挂以及取送车等作业。
3.转场作业：包括列车转场作业和机车车辆转场作业。
在所给站场中：接车作业：下行方向接车至1股道、至Ⅱ股道、至3股道；上行方向接车至1股道、至Ⅱ股道、至3股道。
共6条接车进路。
发车作业：由1股道、Ⅱ股道、3股道分别发车上行或者下行，共6条发车进路。
调车进路：由D1至D4、由D1分别至1股道、至Ⅱ股道、至3股道、由D2分别至1股道、至Ⅱ股道、至3股道，共7条调车进路。
二、联锁系统的设计：纳入《维规》的9种计算机联锁系统，TYJL-Ⅱ（铁科研）、DS6-11（北京通号公司）、VPI（卡斯柯）CIS-1（卡斯柯）、JD-1A（北京交大）五种为双机热备结构，TYJL-ECC、TYJL-TR9两种为三取二容错结构，DS6-K5B、EI32-JD两种为二乘二取二结构，以及《维规》公布实施后，取得“行政许可”的TYJL-ADX、TYJL-Ⅲ两种也为二乘二取二计算机联锁系统。
计算机联锁讲义(修改)
第一章计算机联锁基础第一节计算机联锁概述一、计算机联锁的基本原理众所周知，继电联锁是靠继电器的线圈、接点组成一套复杂的开关量控制电路，实现对信号设备的联锁控制。
而计算机是一个能够对二进制代码进行各种复杂运算的智能机器，要用计算机取代继电器实现联锁控制就必须将各种开关量转换为1、0相间的代码，构成一套复杂的控制系统。
图1—1计算机联锁基本原理框图图1—1是计算机联锁控制的原理框图，实现联锁控制主要经过信息输入、联锁运算和信息输出三个环节。
计算机一方面通过操作输入通道和接口接收由操作设备(控制台)产生的操作信息；另一方面通过状态输入通道和接口采集室外信号设备的状态信息，将上述两种开关量的动作变为二进制代码送入计算机。
信息代码进入计算机以后,计算机按照联锁程序的要求对输入的信息进行分析处理和复杂的逻辑运算(这里称为联锁运算)，其结果形成了对信号设备的控制信息和各种表示信息。
控制信息通过输出通道和接口控制道岔转换和信号变换显示；表示信息则通过表示输出通道和接口控制显示器的显示。
第二节计算机联锁系统的硬件组成一、计算机联锁的硬件基本结构各种型号的计算机联锁系统由于设计思路不同，所采用的硬件不完全相同。
即使同一种型号的系统，其控制的车站规模不同，所需要的硬件数量也不相同。
但各种系统的基本功能和基本任务大致一样，因此它们的硬件组成的基本形式差异不大。
计算机联锁系统主要由人机对话设备、联锁控制计算机系统(简称主机) 、输入/输出通道与接口、继电器结合电路及其监控对象(信号机、道岔、轨道电路) 等部分组成。
图1—2是计算机联锁系统的硬件结构框图。
下面对各组成部分作以简要说明。
1、主机主机是计算机联锁系统的核心，它要完成所有信息的处理、接口管理及与外部设备的信息交换。
由于计算机联锁系统接收和处理的信息很多，而且许多信息在时间上重叠，为了避免信息丢失，提高系统的运行速度，目前应用的各种型号的计算机联锁设备均采用多主系统。
《计算机联锁》课件
2
展望
结语
总结本次课程的重点和难点，展望计算机联锁在未来的应用前景。
探索计算机联锁在工业自动化、安全保障和交通运输领域的广泛应用。
计算机联锁在工业自动化中的应用
计算机联锁在安全保障中的应用
计算机联锁在交通运输中的应用
第五部分：计算机联锁的优势和未来发 展方向
综合分析计算机联锁的优势、局限性以及未来的发展趋势和展望。
1
计算机联锁的优势和局限性分
析
计算机联锁的发展趋势和未来
计算机联锁的基本原理
计算机联锁的技术特点
计算机联锁的相关技术
第三部分：计算机联锁系统的设计与实现
学习计算机联锁系统的设计流程、软硬件配置和实现方法，掌握如何构建一个高效可靠的计算机联锁系 统。
1
计算机联锁系统的设计流程
计算机联锁系统的软硬件配置
2
3
计算机联锁系统的实现方法
第四部分：计算机联锁在工业控制中 的应用
《计算机联锁》PPT课件
计算机联锁PPT课Biblioteka 大纲第一部分：计算机联锁的概述
计算机联锁通过结合计算机技术和信号系统，实现自动化与安全性的双重保障。了解计算机联锁 是什么以及其发展历史和应用场景。
什么是计算机联锁？
计算机联锁的发展历史
计算机联锁的应用场景
第二部分：计算机联锁的原理与技术
深入了解计算机联锁的基本原理、技术特点和相关技术，探索计算机联锁的内在机制。
计算机联锁1
实训总结及体会时间过得真快，短短一周的实训结束了，虽然只有一周，但是我们过得十分充实，仿佛一学期的时间，因为我们学到了很多，终于知道纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行的深刻含义。
在短暂的实习过程中，我深深的感觉到自己所学知识的肤浅和在实际运用中的专业知识的匮乏。
在此期间我们学了关于计算机联锁1、基本原理电路图2、计算机联锁硬件设备3、计算机联锁软件设备4、计算机联锁接口电路；TYJL-II型计算机联锁大的基本原理，硬件设备、电源配置情况，开关机程序，对照实物模拟、简单故障分析处理。
；DS6-11、DS6-K5B计算机联锁设备，结合演练场设备对DS6-11、DS6-K5B计算机；联锁基本原理，硬件设备、电源配置情况，开关机程序、简单故障分析处理；JD-1A、EI32-JD计算机联锁基本原理，硬件设备、电源配置情况，开关机程序、简单故障分析处理；TYJL-ADX计算机联锁基本原理，硬件设备、电源配置情况，开关机程序、简单故障分析处理。
例如：计算机联锁系统常见故障处理中我知道了——1开机后电源灯不亮，监控机无任何反应，无220伏输入电源或开关坏，检查配电柜监控机输出闸刀，或更换开关。
2开机后电源灯亮监控机无任何反应，监控机电源坏或电压低，需≧4.95V直流，以上更换电源。
3开机后系统能正常导入，但运行到运用界面时黑屏，多屏显示卡不好，更换同型号的多屏卡。
4开机后机器面板无任何反应，交流220伏电源输入故障，检查本机总电源开关配电柜至本机的线路及电源开关。
5开机后运行指示灯停于某一位置不运行，收发灯全灭，处于死机态，STD电源故障，或主板故障，测量STD电源电压应〉=4.9伏以上为正常工作电压，否则更换电源或更换主板6开机后运行正常但监控机报“联锁机通信中断”“执表机通信中断”STD01通信板及至倒机板线路故障，更换通信板，采用临时通信线，线路及倒机板故障需厂家处理。
7开机后运行正常但控制台某一区域的道岔、信号机、轨道电路故障，可判为该区域的采集I/O板不好，更换I/O板或与之相连的扁平电缆。
《计算机联锁》教学大纲1
《计算机联锁》教学大纲一、课程的地位与任务课程地位：计算机联锁是信号专业的主干专业课主要任务：计算机联锁的基本结构为主要讲授对象,适当讲授先进的新结构和工作原理。
针对本专业的特点，着重阐明计算机联锁的结构、工作原理，并对典型结构及其件进行适当的分析；授予学生信号构造规律性的知识，使学生具有举一反三的分析能力，对结构不断更新的适应能力和一定的实践活动能力，为学习后续课程和参加专业实践奠定基础。
二、课程简述1．课程目标：学生学完本课程后，能掌握信号计算机联锁的结构、工作原理，并能对信号常见故障进行诊断和维修。
2．教学方法：在教学方法上，采用启发式教学方法，培养学生分析和解决问题的能力，利用课堂讲座，现场教学等方面使学生获得感性认识和掌握分析和解决问题基本思路。
在教学手段上，利用实物、挂图、教学录像片等教学资源，以课堂讲授、现场教学、录像手段，穿插进行，使学生较快掌握本课程的基本内容。
三、教学要求及时数分配1、计算机联锁概述（1）教学内容1.车站联锁系统的基本结构2.计算机联锁的特点3.计算机联锁的发展（2）教学要求掌握联锁系统的基本结构；计算机联锁的特点（3）重点和难点重点：车站联锁系统的基本结构难点：车站联锁系统的基本结构2 计算机联锁系统的基本原理（1）教学内容1.计算机联锁系统所用的计算机2. 计算机联锁系统硬件3. 计算机联锁系统软件4.计算机联锁系统的通道与接口（2）教学要求掌握计算机联锁系统硬件、计算机联锁系统的通道与接口（3）重点和难点重点：计算机联锁系统硬件难点：计算机联锁系统的通道与接口3 双机热备型计算机联锁（1）教学内容1.TYJL-Ⅱ型计算机联锁系统硬件2.TYJL-Ⅱ型计算机联锁系统切换3.TYJL-Ⅱ型计算机联锁系统人机界面（2）教学要求掌握TYJL-Ⅱ型计算机联锁系统硬件；TYJL-Ⅱ型计算机联锁系统人机界面（3）重点和难点重点：TYJL-Ⅱ型计算机联锁系统硬件。
难点：TYJL-Ⅱ型计算机联锁系统硬件4 SICAS计算机联锁（1）教学内容1.SICAS型计算机联锁硬件2.SICAS型计算机联锁人机界面（2）教学要求掌握SICAS型计算机联锁硬件；了解SICAS型计算机联锁人机界面（3）重点和难点重点：SICAS型计算机联锁硬件。
计算机联锁系统培训
1、1984年元月，铁道部通信信号研究设计院的 计算机联锁控制系统DS-30设备，安装在南京梅 山铁矿井下进行试验，并于1984年7月通过了冶 金部科技司和铁道部电务局的联合技术鉴定。 1986年太钢配料站开通。这是国内第一个计算机 联锁系统。 2、铁道部科学研究院通信信号所研制的TYJL-I型 驼峰编组场尾部微机联锁系统作为国家级科研项 目于1989年末通过鉴定，并在郑州北编组站使用， 这是计算机联锁系统应用于国家铁路的开始。 3、铁科院通号所研制的TYJL-II型计算机联锁系 统于1993年又在拉滨线平房站开通。我国第一个 双机热备计算机联锁系统。
第二阶段——引进集成阶段
4、北京交通大学的EI32-JD——采用日本信号株 式会社的二乘二取二冗余结构的EI-32系统的核心 硬件，2003年6月在北京局张辛站开通了第一个 车站。 5、铁科院通号所的TYJL-ECC——引进西门子公 司最新的ECC三重冗余联锁系统的核心硬件， 2003年8月在兰州交接站开通了第一个站场。 6、铁科院通号所的TYJL-ADX——引进日本日立 公司的ADX二乘二取二计算机联锁系统的核心硬 件，2004年11月在哈尔滨局桦南站开通了第一个 车站。
3、区域计算机联锁技术的发展
区域计算机联锁是集中式的联锁控制方式， 即由一个站控制周围的若干个小站及区间的道岔 控制点。 区域计算机联锁系统提高了行车组织的工作 效率和设备的远程维护能力，为中小车站信号系 统的数字化、网络化、综合化奠定了基础，有利 于提高铁路的管理水平，是铁路运输指挥系统实 行综合现代化、实现减员增效目标的根本性措施 之一。 我国也进行了区域计算机联锁系统的研发。
也有提出用电子单元代替继电器，构成全电 子计算机联锁系统。因为电子单元具有体积小、 功能强大等特点，便于组网、远程管理和远程诊 断。在国外，只有少数车站采用。国产车站全电 子计算机联锁系统研制始于1996年，1999年纳入 铁道部《铁路科技发展计划项目》，“计算机联 锁智能型全电子信号道岔控制一体化的研究”于 2000年1月通过铁道部技术鉴定。该系统从2001 年开始，先后在信阳电厂、襄樊北机务段整备场 投产使用。但是，由于多方面的原因，未能推广。
计算机联锁的基本原理复习课程
（2）外部总线
外部总线（E-BUS）又称“通信总线”，它是计算机系 统之间或是计算机系统与其他系统（仪器、仪表、控制装 置）之间信息传输的通路，常借用其他领域已有的总线标 准。计算机的外部总线通常分为并行总线和串行总线两种。
现场监控对象
计算机联锁系统硬件组成
1、工业控制计算机
工业控制计算机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机， 它包括硬件和软件两部分。
（1）工业控制计算机的硬件组成 工业控制计算机的硬件组成结构如图7－2所示，它主要由主机板、
内部总线和外部总线、人－机接口、系统支持板、磁盘系统、通信接口 和过程输入/输出通道等组成。
② 开关量输出通道主要由输出锁存器、输出驱动电路、口地址译码器 等组成，如图所示。
内
去
部
输出
输出
生
总
锁存器
驱动器
产
线
过
程
地址译码器
二、计算机联锁系统的硬件结构
以工业控制机算机为核心构成的计算机联锁 系统，由于其控制规模的大小不同，功能的完善 程度不同，技术实现方法，经济因素以及研制的 技术背景和历史背景的不同，景观在具体结构上 存在着一定的差异，但大体上可从层次结构和冗 余结构两个侧面来描述。
（3）现场总线
根据国际电工委员会IEC标准和现场总线基 金会FF的定义：现场总线是连接智能现场设 备和自动化系统的数字式、双向串行传输、 多分枝结构的通信网络。
目前较流行的现场总线主要有：CAN、 PROFIBUS、Lonworks、HART、FF。计算机联 锁系统使用比较多的是 CAN控制器局域网络。
①I/O接口的寻址 I/O接口的编址方式：包括存储器映射方式 和隔离式编址方式（I/O编址方式）。 I/O接口的地址译码：译码电路的构成形式 通常有固定式端口地址译码和开关可选式地 址译码两种。
计算机联锁与软件设计_12212065_蒋司琪
实验名称：计算机联锁及软件设计实验学院：电子信息工程学院专业：自动化（信号）1201小组成员：司琪黄涛昊天孟琦任课教师：文静2015 年 6 月10 日实验二：典型小站的联锁系统总体设计实验要求：根据所给站场设计一套计算机联锁系统，要求完成以下工作：1、分析站场的基本作业需求2、设计一套符合当前主流技术的计算机联锁系统，要求采用双机热备模式，上下位机分离，采用继电器接口，确定接口组合及其数量。
3、说明各组成部分所采用的主要技术和功能。
实验设计：一、站场的基本作业需求：站场作业分为：列车作业、调车作业和转场作业三种。
1.列车作业包括列车发车作业、列车接车作业和列车通过作业。
①列车发车作业：办理列车由股道向区间发车。
②列车接车作业：将列车由区间接入股道。
分为正线接车和侧线接车。
因设备故障不能办理正常的接车作业或由非接车线路接车时，应该办理引导接车作业。
③列车经由股道不停车通过车站。
2.调车作业：在车站站场进行的机车出入库、转线、车列解体、列车编组、摘挂以及取送车等作业。
3.转场作业：包括列车转场作业和机车车辆转场作业。
在所给站场中：接车作业：下行方向接车至1股道、至Ⅱ股道、至3股道；上行方向接车至1股道、至Ⅱ股道、至3股道。
共6条接车进路。
发车作业：由1股道、Ⅱ股道、3股道分别发车上行或者下行，共6条发车进路。
调车进路：由D1至D4、由D1分别至1股道、至Ⅱ股道、至3股道、由D2分别至1股道、至Ⅱ股道、至3股道，共7条调车进路。
二、联锁系统的设计：纳入《维规》的9种计算机联锁系统，TYJL-Ⅱ（铁科研）、DS6-11（通号公司）、VPI（卡斯柯）CIS-1（卡斯柯）、JD-1A（交大）五种为双机热备结构，TYJL-ECC、TYJL-TR9两种为三取二容错结构，DS6-K5B、EI32-JD两种为二乘二取二结构，以及《维规》公布实施后，取得“行政许可”的TYJL-ADX、TYJL-Ⅲ两种也为二乘二取二计算机联锁系统。
TYJL-Ⅱ型计算机联锁系统培训教材课件PPT课件
数据备份
定期备份系统数据，以防数据 丢失或损坏。
故障处理
在发生故障时，应迅速查明原 因并进行处理，确保系统的正
常运行。
常见故障处理
设备故障
网络故障
如发现设备异常或故障，应立即停止 使用，并联系专业人员进行维修或更 换。
如遇到网络故障，检查网络连接是否 正常，尝试重新连接或更换网线，若 问题仍未解决，应联系网络管理员。
特点
计算机联锁系统具有高可靠性、高实时性、高扩展性和易维护性等特点，能够满 足现代铁路运输的高要求，提高运输效率和安全性。同时，计算机联锁系统还具 有自动化程度高、操作简便、易于维护和升级等优点。
02
tyjl-ⅱ型计算机联锁系统介 绍
系统概述
计算机联锁系统是铁路交通信号控制的重要组成部分，用于实现车站信号设备的安 全控制和高效管理。
确认操作
在执行完操作后，确认设备的实际动作与控制命 令一致，并观察系统的状态和显示。
关闭系统
在完成所有操作后，退出系统并关闭计算机。
维护管理
01
02
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定期检查
对系统硬件设备进行定期检查 ，包括电源、电缆、接口等，
确保设备处于良好状态。
软件更新
及时更新系统软件，以修复可 能存在的漏洞或缺陷，提高系
建立应急预案
针对可能出现的突发情况， 制定相应的应急预案，确 保在紧急情况下能够迅速、 有效地应对。
操作注意事项
确认操作目的
在进行任何操作之前，应 明确操作目的，避免盲目 操作导致意外情况。
谨慎对待关键操作
对于涉及关键系统的操作， 应格外小心谨慎，确保操 作的准确性和安全性。
及时反馈异常情况
计算机联锁讲义（ok）
计算机联锁讲义（ok）TJYL-Ⅱ型计算机联锁一、计算机联锁的概念：计算机联锁系统是用计算机取代传统继电器进行选路和联锁运算，并通过动态输出控制命令动作信号设备的系统。
eg: 联锁是指通过技术方法,使（信号、道岔、进路）必须按照一定程序并满足一定条件才能动作或建立起来的相互关系eg:保证信号设备联锁关系正确的两个基本条件是机械强度和（电气特性）.二、计算机联锁系统与6502电气集中（继电器联锁）相比主要有何新功能：1、提供比较友好的人机交互环境，且具有一定的智能性；2、具有双机热备功能；3、具有保存、查询、打印记录和站场再现功能；4、组建成广域网后便于实现调度集中和远程诊断功能。
三、计算机联锁系统的组成：计算机联锁系统为分布式多微机系统，主要由：监控机（上位机）、联锁机、执表机（小站无执表机）、电务维修机、控制台、配电柜、动态组合单元（动态继电器）、执行电路等。
eg: TYJL-Ⅱ型计算机联锁系统属于(分布式)微机系统。
四、系统各部分的主要功能：1、监控机的主要功能：（1）、作为计算机联锁的人机接口，接收控制台值班员的操作命令及提供图像显示和语音、文字提示与时钟信息；（2）、根据控制台发送的控制命令初选进路；（3）与联锁机进行通信，交换信息，接收联锁机发送的道岔、信号、轨道等表示信息；（4）信息自动存储功能；（在每天的零点和12点将该点之前的值班员所有操作、道岔、轨道表示信息及联锁系统的状态等信息，自动存盘，形成以日期为文件名的信息记录文件；（5）、和电务维修机交换信息，向电务维修机提供信息记录和未存盘的各种信息，接收维修机修改的时钟信息。
2、联锁机的主要功能：（1）实现与监控机、执表机的通信调度，联锁备机定时呼叫主机进行信息交换与校对；（2）实现信号设备的联锁逻辑处理功能，完成进路确选、锁闭、发出开放信号和动作道岔的控制命令；（3）采集现场信号设备状态、如轨道状态、道岔表示、信号机状态等；（4）输出动态控制命令。
计算机联锁系统培训联锁部分ppt课件
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烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
一．技术特点
在日本，EI32型计算机联锁系统已经在300多个车站 中投入使用，最长运用时间达15年。在高速、高密度的日 本地铁、新干线上，都安全可靠地运行着EI32计算机联锁 系统。EI32计算机联锁系统硬件具有以下技术特点：
二．系统对环境的要求及技术指 标
系统环境温度： 0℃—45℃
系统环境湿度： 不大于90％
大气压力：
74.8KPa—
106Kpa
双机切换时间： 小于500ms
系统运用环境，如微机室应采取防静
电措施，加装防静电地板。
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烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
采用故障－安全的输入输出系统。
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烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
2．系统可靠性的保证
联锁机、驱采机间的通信采用局域网光接口， 光缆通道双倍冗余，具有高速、高可靠性；
驱动电路、采集电路具备强大的自诊断功能， 在电路工作时实时进行检测，出现故障立即报警 或系统停止运行；
机箱背部安装有母板，机箱内提供电路板插槽， 电路板在机箱前面插入机箱母板中，并在前面板有 指示灯，用以观察设备运行情况以及输入/输出接口 状态。
机箱对外的引线通过母板后面的接插件与外界 相连。
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烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
计算机联锁系统理论培训
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计算机联锁系统介绍
计算机联锁系统的发展
车站联锁系统的功能
以色灯信号机、动力转辙机和轨道电路作为室外三大基础设备，以电气 设备或电子设备实现联锁功能并采取集中控制方式对信号机和道岔进行 控制
车站联锁系统的一般层次结构
人 机 会 话 设 备
机 层
联 锁 机 构
联锁层
控层
室外设备
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计算机联锁系统介绍
计算机联锁系统的硬件结构(系统的分布式结构 系统的分布式结构) 系统的分布式结构
沈阳南站（ 沈阳南站（中心场 158组、南场93 组、北场88 于 2001 年开通 综合控制中心 局域网 光端机 监控机 A B （ MMI ）
维修终端 控制台 控制台 控制台
表示屏
监控机 A B （ MMI ）
维修终端
铁道部《关于加强车站计算机联锁上道管理的通知》 （铁电务 〔1998〕94号）
该文件的发布标志着我国铁路计算机联锁管理进入全面整顿和规范管理阶 段 确定铁科院通号所、通号公司研究设计院、卡斯柯信号公司、北方交大为 铁路计算机联锁系统研制生产单位 对以下制度提出要求
实行车站计算机联锁设备制造特许证制度 实行车站计算机联锁制式的软件检测、产品质量抽检和颁发制式合格证制度 实行计算机联锁产品合格证制度 实行车站计算机联锁软件研制生产单位终生负责和包修制度
位机(联锁机 位机 联锁机) 联锁机
输 入 输 出 卡 卡 源 网 网 电 CPU I/O I/O
位机( 位机
输 入 CPU I/O
机) 机
输 出 I/O
机
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计算机联锁系统介绍
计算机联锁系统的硬件结构(硬件构成 硬件构成) 硬件构成
控制台类型比较
设计实验3：计算机联锁软件设计
设计实验3：计算机联锁软件设计实验要求：根据所给站场分析并设计软件的功能流程要求：根据所给站场,分析站场的联锁功能.设计功能流程,设计相关联锁数据与数据结构.用流程图的方式描述联锁基本功能.站场的联锁功能：在铁道部颁布的《在铁道部颁布的《铁路信号名词术语》中,联锁的定义是"通过技术方法,使信号、道岔和进路必须按照一定程序并满足一定条件,才能动作或建立起来的相互关系〞.一是说,为保证车站行车安全,必须制定一系列联锁规则以约束信号、道岔与进路的动作与建立；二是说,必须以技术手段实现这些规则.下面以一条进路的控制作详细说明.进路分为列车进路和调车进路,它们的控制过程基本是一样的.一条进路的控制过程可分为进路建立＜办理＞和进路解锁两个阶段.一．进路建立进路建立分解为进路选择、道岔控制、进路锁闭和信号控制4个进程.(1)进路选择进路选择的基本任务如下：＜a＞检查操作人员的操作手续是否符合操作规X；＜b＞检查所选进路是否处于空闲，其敌对进路是否已实现建立；＜c＞对于所选出的进路信号所涉与的信号、道岔和轨道电路＜以后统称它们为监控对象＞分别设置征用信号，以防止其他进路使用；＜d＞将选出的进路的状态进行记录.(2)道岔控制检查进路中各个道岔的实际位置与进路所需的位置是否相符，如果不相符，而且道岔未处于锁闭状态时，把道岔转换到所需位置.(3)进路锁闭当与进路相关的道岔位置符合进路需求、进路在空闲状态、以与没有建立敌对进路等条件满足时，实现进路锁闭，此时，进路中各个轨道电路区段就处于进路锁闭状态了.于是对轨道区段内的道岔实行了进路锁闭，使其不能被操纵；凡经由处于进路锁闭状态的区段的其他进路也不能建立了，即实现了敌对进路的锁闭.(4)信号控制在进路锁闭后可立即使防护进路的信号开放,以指示列车或列车驶入进路.但考虑在信号开放期间,可能有非法车辆撞入进路,道岔的位置也可能因违章作业而改变,因此,在信号开放过程中,除了检查进路锁闭外,还需不断检查进路空闲和道岔位置正确,一旦发生异常现象,信号应立即关闭.当列车一旦驶入进路后,信号应立即关闭,而对于调车信号机来说,考虑到调车机车推送车辆前进,所以规定列车整体进入信号机内方后,信号才应关闭.二．进路解锁进路解锁就是解除已建立的进路、道岔和敌对进路的进路锁闭.根据不同的情况,进路有多种解锁方式.根据进路解锁的条件和时机的不同,有5种进路解锁方式,即取消进路、人工延时解锁、正常解锁、调车中途折返解锁以与故障解锁.(1)取消进路进路建立后,由于某种原因而需解除时,只要进路确实在预先锁闭状态而且进路空闲时，则在操作人员的规X下课立即解锁.(2)人工延时解锁＜简称人工解锁＞进路在接近锁闭的状态下，若由于某种原因而需要解锁时，在操作人员的人工解锁规X操作后，首先使信号机关闭，从信号关闭时算起，延迟一定时间并且进路在空闲状态下才能解锁.延迟的时间应大于或者等于制动时间.目前对接车进路和正线发车进路规定的延迟时间为3min,对于侧线发车进路和调车进路规定延迟30s.(3)正常解锁正常解锁是指列车或车列通过了进路中的道岔区段后使进路自动解锁.进路正常解锁分为一次解锁和分段解锁两种方式.一次解锁是指列车或车列越过了进路中的全部道岔区段后,各个道岔和敌对进路同时一次解锁；分段解锁是按进路中的轨道电路区段逐段解锁,即列车每通过一段轨道电路区段,该区段就自动地解锁.(4)中途折返解锁这是调车进路的一种解锁方式.中途折返解锁的关键在于提出充要条件以证明车列确实已经折返而离开了牵出进路中的待解锁区段.(5)故障解锁以上提出的4种进路解锁方式均需要借助于轨道电路的预期的有序的动作情况来判断列车或车列所处位置,不致使区段错误解锁而危与行车安全.如果由于某种故障或其他原因而导致轨道电路出现了异常动作状态时,就采用故障解锁.联锁数据与数据结构：用流程图的方式描述联锁基本功能：选排进路流程图：征 区段与相关超限区段空征用XJ G YIIG 等未被锁闭照查条件满足1,3等道岔未被征信号D 5S n 敌对信号未开 选出进路按下按钮为XLA 、S n LA NN NNN N NNY1,3等道岔未锁闭 3/6N连锁流程图:开始NN段空NN满足NNN1Y3等道岔未被锁 锁闭进路 岔、区段敌对信号机D 1S n 未开区段与相XJG1,IIG 等区段未锁1,Y 等道岔在规定位1,3等道岔未锁闭清楚征用标志3•开放信号功能模块束二——联锁条件：相关开放信号机; 连锁流程图：返回错误NN NN1,3等所岔在规定位 Y »N关闭信号机 开放相应D 信号结束开始关闭信号机有两种情况：正常关闭与异常关闭.在这里只讨论正常关闭,即列车安全驶入进路的信号关闭. 连锁流程图：开始敌对信号机D 1S n 未开允许信号灯丝完好 XJG,IIG 等所有区段锁闭Y1,3等道岔锁闭^无轨空区段空闲接近区段占用第二区段与后续区段占5.正常解锁进路功能模块.对于进路的解锁,一般有两种：分段解锁与一次解锁，本次试验中采用分段解锁.连锁流程图：返回错误返回错误X^fGjlG 等区段锁闭 XJG1,1-3DG 等非IIG 区段空闲满足三点检查条件本区段是有岔区段 解锁■本区 道岔结束-______NE 出清―一1清且解锁一返回错误6.取消进路功能模块.联锁条件：相关信号机已关闭、进路处于预先锁闭状态、进路空闲且完整锁闭连锁流程图：NNYV延迟3s,解锁本区■本区前一区段 延迟3s,解锁本区段结束NNN返回错误。
1---计算机联锁的基本概念课件
3.釆用高可靠、故障一安全硬件结构。通常与 联锁有关的计算机模块均采用冗余比较或多 数表决的方式实现系统的故障一安全保证， 并采用双重或三重系统不停顿故障重组技术， 提高系统的可靠性和可用性。输入一输出接 口电路遵循闭环工作原理，并采用动态脉冲 形式的故障一安全电路，电路中的任何一个 器件发生故障，均可导致脉冲信息的中断， 从而使设备导向安全。
1---计算机联锁的基本概念
2000年，中国通信信号集团公司研究设计院 与日本京三制作所合作，采用K5B故障安全型 硬件，结合本院自行开发的计算机联锁软件， 成功研制开发出了适合我国铁路运输的DS6— K5B型计算机联锁系统。2001年，北京交大微 联科技有限公司、北京铁路局与日本信号株 式会社进行合作，利用日本信号公司的故障 一安全二取二CPU单板(EI—32单元)的先进技 术，
1---计算机联锁的基本概念
2．显示功能 计算机联锁系统采用大屏幕显示器取代表示 盘示，可以向操作人员提供更加丰富、直观 的显示信息。 具体包括： (1)站场基本图形显示。 (2)现场信号设备状态显示。主要有：道岔的 定、反位和四开位置，道岔单独锁闭和封闭 状态；信号机的开放和关闭状态，灯丝断丝； 轨道电路区段的空闲、占用、锁闭状态。
1---计算机联锁的基本概念
6．计算机联锁的软件系统达到软件制式检 测要求的可靠性和安全性，所有程序都具有 模块化、结构化和标准化的特点。 7．计算机联锁的各种接口与通道能保证长 期使用的高稳定性和高可靠性。与安全有关 的接口与通道符合故障—安全原则，还采取 了光电隔离、动态冗余编码、参数限界冗余、 故障检测及其他特殊方法，以防止危险后果 的发生。 8．计算机联锁能通过外部数据通道或计算 机网络与其他自动化或管理系统，如CTC、 TDCS等连接，与之信息交换。
计算机联锁系统软件
第六章计算机联锁系统软件第一节软件的功能与总体结构一、软件的功能一般来说，计算机联锁系统的软件应具有以下功能：1．人机界面信息处理功能（l）操作信息处理对正常的操作进行处理，形成有效的操作命令，并在屏幕上给出相应的表示，以便使值班员确认自己的操作：对错误的操作进行处理，并在屏幕上给出相应的提示，以便使值班员能够立即发现自己的错误操作，及时采取措施纠正错误的操作。
（2）表示信息处理对现场信号设备的状态，在屏幕上实时地给出显示，使值班员能随时监督现场设备的运用情况。
（3）维护与管理信息处理对现场的信号设备的故障状态，在屏幕上及时地给出特殊的显示，以便使维护人员迅速、准确地查找故障；自动记录并储存值班员办理作业的时间及被操作的按钮，完成与其他周边系统的联系。
2．进路控制功能（基本联锁控制）能够完成规定的联锁功能，主要包括：（1）进路选出（建立）；（2）进路锁闭；（3）信号开放；（4）信号保持开放；（5）进路解锁；（6）进路正常解锁；（7）进路非正常解锁；（8）道岔单独操纵；（9）进路引导总锁闭等。
3．执行控制功能（1）输出控制：根据联锁软件生成的控制命令来驱动现场设备控制电路。
（2）输入控制：采集现场设备的状态信息，为联锁运算提供数据。
4.自动检测与诊断功能主要是在执行联锁程序的过程中检测故障的外在现象，检查硬件资源的物理失效，软件的缺陷以及故障的位置。
5．其他功能（1）非进路调车控制功能：（2）平面调车溜放控制功能：（3）站内道口控制功能：（4）与调度集中系统联系功能；（5）与调度监督系统联系功能：（6）与其他系统，如站内调度、管理信息系统等的结合功能（7）监测联锁设备状态功能等。
上列各项功能尽管存在着某些联系，但它们的目的性是不同的，而且在一个具体车站上也不需要联锁系统具备所有这些功能，因此对于每项功能需由独立的软件甚至是由独立的计算机来实现。
在这些软件中，人机界面信息处理软件、基本联锁软件、执行控制软件、自动检测与诊断软件，是计算机联锁系统必须具备的。
(完整word版)计算机联锁系统软件教案
计算机联锁系统的软件计算机联锁的软件由联锁数据和联锁程序组成，各种型号的计算机联锁系统最大的区别就是软件的不同,而且各家公司对其软件均采取保密措施，具体程序均不对外公布。
当然维修单位也没有必要掌握具体的程序,这里对计算机联锁系统的软件只作简单的介绍。
1 联锁数据在计算机联锁系统中，所有的信息进入计算机后均变为数据，计算机只能对这些数据进行运算处理，凡参与联锁运算的有关数据统称为联锁数据.在联锁运算中有些数据是固定不变的,如表示设备的编号或位置的数据。
这些在联锁运算中不发生变化的数据被称为静态数据,也称常量。
而在联锁运算中发生变化的数据,如表示状态输入信息、操作数入信息的数据，被称为动态数据，也称作逻辑变量。
在联锁程序运行的过程中有大量的静态和动态数据参与联锁运算,各种数据存放在存储器中，数据在存储器中的组成方法被称为数据结构。
1。
1 数据编码代表信号设备状态或控制命令的开关量有两个状态被称为二值逻辑变量。
为了实现故障—安全, 一般用多位二进制数表示一个二值逻辑变量。
即用码长为n 的二进制代码，取其两个码与二值逻辑量对应，其它2n-2个代码均为非法码，两个有效码一个对应安全侧另一个对应危险侧（次安全侧)。
如果由于信息受到干扰，而产生非法码时，计算机将其作为安全侧信息处理,从而实现故障导向安全。
这种方式称为信息冗余。
实践证明，在数据编码时，取1、0相间的代码对应危险侧，则安全性更高。
在数据存储时，将同一数据存入不同的单元，数据输出时采用比较法和多数表决法还可进一步提高系统的安全性。
1.2 静态数据在静态数据库中，将进路的特性及与该进路有关的监控对象的特征用一组数据表示出来,这组数据与联锁表相似，在这里被称为进路表。
一般的系统进路表均采用站场形数据结构。
其构成方法是先将信号平面布置图上各监控对象及操作按钮的位置数据化，这些数据存放在只读存储器中，即每一个信号设备对应有一个数据块，各设备的数据合起来形成一个小型静态数据库,即站形数据库。
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计算机联锁及软件设计-12212065-蒋司琪实验名称：计算机联锁及软件设计实验学院：电子信息工程学院专业：自动化（信号）1201小组成员：蒋司琪黄涛孙昊天孟琦任课教师：张文静2015 年 6 月 10 日实验二：典型小站的联锁系统总体设计实验要求：根据所给站场设计一套计算机联锁系统，要求完成以下工作：1、分析站场的基本作业需求2、设计一套符合当前主流技术的计算机联锁系统，要求采用双机热备模式，上下位机分离，采用继电器接口，确定接口组合及其数量。
3、说明各组成部分所采用的主要技术和功能。
实验设计：一、站场的基本作业需求：站场作业分为：列车作业、调车作业和转场作业三种。
1.列车作业包括列车发车作业、列车接车作业和列车通过作业。
①列车发车作业：办理列车由股道向区间发车。
②列车接车作业：将列车由区间接入股道。
分为正线接车和侧线接车。
因设备故障不能办理正常的接车作业或由非接车线路接车时，应该办理引导接车作业。
③列车经由股道不停车通过车站。
2.调车作业：在车站站场内进行的机车出入库、转线、车列解体、列车编组、摘挂以及取送车等作业。
3.转场作业：包括列车转场作业和机车车辆转场作业。
在所给站场中：接车作业：下行方向接车至1股道、至Ⅱ股道、至3股道；上行方向接车至1股道、至Ⅱ股道、至3股道。
共6条接车进路。
发车作业：由1股道、Ⅱ股道、3股道分别发车上行或者下行，共6条发车进路。
调车进路：由D1至D4、由D1分别至1股道、至Ⅱ股道、至3股道、由D2分别至1股道、至Ⅱ股道、至3股道，共7条调车进路。
二、联锁系统的设计：纳入《维规》的9种计算机联锁系统，TYJL-Ⅱ（铁科研）、DS6-11（北京通号公司）、VPI（卡斯柯）CIS-1（卡斯柯）、JD-1A（北京交大）五种为双机热备结构，TYJL-ECC、TYJL-TR9两种为三取二容错结构，DS6-K5B、EI32-JD两种为二乘二取二结构，以及《维规》公布实施后，取得“行政许可”的TYJL-ADX、TYJL-Ⅲ两种也为二乘二取二计算机联锁系统。
目前，高铁线路上运用的计算机主流产品为DS6-K5B型计算机联锁系统及EI32-JD型计算机联锁系统，在本实验中我们采用DS6-K5B 型计算机联锁系统.DS6-K5B型计算机联锁是通号设计院与日本京三制作所联合开发的一套用于车站信号联锁控制的系统。
该系统的核心硬件联锁机和输入输出电路采用京三公司的K5B 型产品。
该产品所有涉及到安全信息处理和传输的部件均按照“故障-安全”原则采取了2重系结构设计。
DS6-K5B计算机联锁系统由控制台、联锁机、电务维修机、输入输出接口和电源五个部分组成。
系统配置示意图如下：DS6-K5B型计算机联锁系统配置示意图各部分功能分区如下：根据车站连锁控制的层次结构：DS6-K5B型计算机联锁系统采用了采用双机热备模式，上下位机分离，采用继电器接口。
三、接口组合及数量：分析：一个组合可以放10个继电器。
①对于信号机：进站信号机点灯电路中有13个继电器：控制信号显示作用的继电器共有5个：列车信号继电器LXJ、引导信号继电器YXJ、正线信号继电器ZXJ、通过信号继电器TXJ、绿黄信号继电器LUXJ。
监督信号机灯泡灯丝的继电器有2个：灯丝继电器DJ、2DJ。
灯丝转换继电器共5个：UDZJ、LDZJ、HDZJ、2UDZJ、YBDZJ。
另外，还有1个列车信号复示继电器LXJF。
因此，每架进站信号机的接口电路共有13个继电器。
出站信号机有5个继电器：控制显示作用的继电器共有4个：列车信号继电器LXJ、主信号继电器ZXJ、第二离去继电器2LQJ、调车信号继电器DXJ。
监督信号机灯泡灯丝的继电器有2个：灯丝继电器DJ、第二灯丝继电器2DJ。
灯丝转换继电器4个。
列车信号复示继电器LXJF1个。
因此，每架出站信号机的接口电路共有11个继电器。
调车信号机有2个继电器：控制显示作用的信号机有1个：调车信号继电器DXJ。
监督灯丝状态的继电器有1个：灯丝继电器DJ。
因此，每架调车信号机的接口电路共有2个继电器。
图中：进站信号机组合：2个进站信号机 26个继电器出站信号机组合：6个出站信号机 66个继电器调车信号机组合：3个调车信号机 6个继电器预告信号机组合：2个预告信号机②对于道岔，每个四线制道岔接口电路中有7个继电器：若采用四线制道岔控制电路，则：每个道岔的道岔启动电路中共有5个继电器：锁闭继电器SJ、第一道岔启动继电器1DQJ、第二道岔启动继电器2DQJ、定位操作继电器DCJ、反位操作继电器FCJ；每个道岔的表示电路中共有2个继电器：定位表示继电器DBJ、反位表示继电器FBJ。
因此，每个道岔继电器接口电路共有7个继电器。
图中：有五个道岔共35个继电器③对于轨道电路：无分支轨道电路：在股道或无岔区段上装设的轨道电路为无分支轨道电路，每段无分支轨道电路上只有1个继电器：轨道继电器GJ。
有分支轨道电路：采用一送多受并联式轨道电路。
一送两受：有1个主轨道继电器DGJ、1个分支轨道继电器DGJ1，共两个继电器。
一送三受：有1个主轨道继电器DGJ、2个分支轨道继电器DGJ1、DGJ2，共3个继电器。
图中：有13个区段：9个无分支轨道电路： 9个继电器三个一送两受轨道电路： 6个继电器一个一送三受轨道电路： 3个继电器综上所述：需要信号机继电器接口11个、道岔继电器接口电路5个、轨道电路继电器接口电路13个，共需要151个继电器。
四、各部分技术及功能：一、各组成部分：DS6-K5B计算机联锁系统由控制台、联锁机、电务维修机、输入输出接口和电源五个部分组成。
（一）控制台1、控制台是系统的人机界面，其由控显A、B双机，车站值班员办理行车作业的操作和显示设备组成。
操作设备一般选择鼠标，显示设备一般选用图形显示器。
2、每一台控显机安装了两个采用光缆连接的串行通信接口板（INIO卡），用于同联锁机的2重系通信。
控显双机的工作方式为双机热备。
3、每一台控显机配备专用CTC通信接口，具有与分散自律型调度集中系统结合的功能。
（二）联锁机联锁机由联锁逻辑部和前置通信机两部分构成，其中联锁逻辑部用来实现基本联锁功能运算，前置通信机主要用来与外部系统（TCC或RBC）建立链接和安全校验处理。
联锁逻辑部和前置通信机之间通过125Mbit/sLAN组成一个内部闭环网络，实现信息交互。
DS6-K5B的联锁双机（1系和2系）安装在一个800×330mm的机架内。
两系的组成完全相同。
每一系由IPU6电源板、F486-4联锁CPU板，FSIO1电子终端接口板，FSIO2电子终端通信扩展接口板、125Mbit/sLAN通信板五块电路板组成。
每一系的机架有两个空闲插槽，需要时可插入与其他系统通信的接口板（如CTC系统通信用OPU板等）。
各板之间通过VME总线互连。
联锁1系电源和联锁2系电源是两个输入直流24V，输出直流5V 的DC/DC 电源。
用于分别向联锁1系和联锁2系的逻辑电路提供5V电源。
1、F486-4板F486-4是联锁机的主CPU板。
两重系每一系各有一块F486-4板。
安装在联锁机架每一系左边第一个槽位（正面）。
F486-4 的功能：完成联锁逻辑运算，两重系间通信及切换控制，两重系一致性检查、系统的故障检测及报警，异常时停止动作。
板上的ROM存储系统管理程序。
每次联锁机加电需从IC卡读入联锁程序和站场数据，存储在RAM中。
2、FSIO板FSIO板式联锁机与控显机、监控机以及电子终端之间的通信接口板。
安装在联锁机的第三槽位，每块FSIO板只有三条与电子终端连接的回线，如不够可以在第四槽位再插入一块FSIO板，但板内地址设置与第一块板不同。
板上ROM固化有通信程序。
（三）电务维护台1、电务维护台设备包括检测机、通信检测机、键盘、显示器、KVM切换器等；每套电务维护台配备专用传输通道与集中监测系统通信。
2、监测机和通信监测机针对联锁系统的相关命令和操作进行记录。
监测机、通信监测机内均安装有两个采用光缆连接的串行通信接口板（INIO板），分别用于与联锁机2重系和前置通信机2重系通信，从联锁双机和前置通信机取得联锁的系统维护信息。
3、电务维护人员可以通过键盘，显示器，查询或输出各类监测信息。
（四）电子终端ET在DS6-K5B系统中，表示信息输入和控制输出接口电路称为“电子终端”，用“ET”表示。
电子终端是采用故障-安全型双CPU（FSCPU）构成的智能控制器，其输出电路按故障倒向安全的原则设计，输入采集电路通过有效的自检测功能，能够检测出输入电路故障，保证输入信息的安全性。
因此输出驱动和输入采集均采用静态方式，直接驱动安全继电器。
简化接口电路设计，方便系统维护。
电子终端也是2重系统结构，安装ET机笼内。
每个ET机架内安装一对ET LINE 通信模块，并用两根两芯光缆与联锁2系的TLIO接口的一个ET LINE线路连接。
每个ET机笼内可安装五对电子终端（ET-PIO），每个电子终端带有32路输入和32路输出、最多可以连接三个ET机架。
（五）电源1、DS6-K5B计算机系统要求信号电源屏经隔离变压器单独提供一路单相交流220V电源。
从电源屏来的220V电源送到DS6-K5B的电源柜。
经过UPS后向计算机设备供电。
2控显机、监测机及控制台显示器等设备使用UPS输出的220V电源。
3、K5B的联锁机和ET-PIO采用两路直流24V电源供电。
第一路称为逻辑24V电源（L24）。
此电源经K5B内部的DC-DC变换，产生逻辑电路工作所需的5V电源。
第二路称为接口24V电源（I24）。
供输出接口驱动继电器和输入接口采集继电器状态。
控制台显示器信号电源屏~220VDS6-K5B电源系统图在组合架上，所有受计算机控制的继电器用的24V电源，均由计算机系统的I24V电源供电。
在组合架上，不受计算机控制的继电器的电源仍使用信号电源屏电源。
1、计算机输出电路送出24V+。
经过继电器线圈，环成公共回线，回到I24V。
2、计算机采集的继电器接点组的中间接点连接到I24V+。
经过采集接点组的前接点或后接点回到计算机输入电路。
3、供K5B设备的两路24V电源，安装在计算机系统的电源柜内。
每一路24V电源均由三个AC-DC开关稳压电源模块组成。
其中两个模块在线工作互为热备，可自动切换。
另一个模块为冷备份。
4、电源柜输出的两路直流24V分别送到联锁柜和电子终端柜底部的滤波器盒（NFB-BOX）的8柱端子板8P-A上。
经过NFB-BOX前面板上空气开关进入滤波器。
通过滤波器输出的24V电源连接到10柱端子板10P-A上。
5、逻辑24V（L24V）从10P-A（1、2端为24V+，3、4端为24V-）接到电源总线1（POWER BUS 1）。