K5B计算机联锁

1概述

DS6-K5B型计算机联锁系统是通号院与日本京三制作所联合开发的一套用于车站信号联锁的控制系统。

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型计算机联锁系统主要特点：

Ⅰ、联锁处理部件采取双CPU共用时钟，对数据母线信号执行同步比较，发生错误时使输出导向安全。具备了“故障-安全”性能。联锁2重系为主从式冗余工作方式，通过高速通道进行数据交换，保证2重系同步运行，可实现不间断切换。

Ⅱ、输入输出电路采用京三公司生产的电子终端，电路为2重系并行工作，具有“故障-安全”性能。输入输出均采取静态方式，省去了“静态-动态”变换电路，简化继电器接口电路设计。

Ⅲ、系统内各微机之间的通信全部通过光缆连接，传输距离远，抗干扰能力和防雷性能强，保证系统具有极高的运行稳定性,并具有区域联锁功能。

2系统结构分解

DS6-K5B型计算机联锁系统按应用功能来分：可分为控制台子系统、监测子系统、联锁子系统、I/O子系统、电源子系统5个子系统；并可归纳为三层：即人机界面层、联锁运算层和执行控制层三个层级。

2.1系统机柜

系统机柜主要由系统监控机柜、系统联锁机柜、系统电源机柜等组成。

2.1.1监测机柜

监控机柜主要放置通信监测机、电务维修机、维护终端、控显A机、控显B机、KVM 转换器以及鼠标键盘盒等。

2.1.2联锁机柜

联锁机柜主要放置电子终端1、电子终端2、前置通信机、联锁逻辑部电路板以及光分路器等设备。

2.1.3电源机柜

电源机柜主要放置逻辑电源1、逻辑电源2、接口电源1、接口电源2等。

3系统工作原理

K5B 计算机联锁系统按结构组成可分为：控制台部分、电务维护台部分、联锁机部分、电子终端部分和电源部分五个部分。

3.1设备介绍

控制台由控显双机和车站值班员办理行车作业的操作、表示设备组成。每一台控显机内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。控显双机互为备用。通过控显机软件控制功能实现控显双机之间的转换。

电务维护台设备包括：监测机、键盘、显示器、打印机。监测机内安装两个采用光缆连接串行通信接口板INIO 卡，用于与联锁机2 重系通信，从联锁双机取得联锁系统维护信息。监测机通过串行通信接口从微机检测前置机取得模拟量检测信息。电务维护人员可以通过键盘，显示器，打印机查询或打印输出各类监测信息。

联锁机由2 重系组成，以主从方式并行运行。两系之间通过并行接口建立的高速通道交换信息，实现2 重系的同步和切换。联锁机每一系各用一对光缆经过光分路器与控显双机相连，使联锁的每一系都能够分别与两台控显机通信。联锁机每一系用一对光缆分别与监测机的两个光通信接口相连，联锁机每一系的维护信息分别送到监测机。联锁机每一系有 5 个连接电子终端的通信接口，称ET 回线1～5。每个通信接口可连接一个电子终端机架。

K5B 系统开关量输入输出接口采用京三公司生产的电子终端机（简称ET）。电子终端电路具有2 重系，2 重系的输入电路从继电器的同一组接点取得输入信号，分别发给联锁2重系。联锁2 重系的输出分别送给电子终端的 2 重系。电子终端2 重系的输出并联连接负载。

K5B 的电源由一套UPS 和两路直流24V 稳压电源组成。UPS 的输入由信号电源屏单独提供的一路交流220V 电源供给。两路直流24V 电源中的一路称为逻辑24V。（用符号L24 表示），经联锁机和电子终端内部的DC-DC 转换电路产生5V 电压，供逻辑电路工作。另一路直流24V 称作接口24V，（用符号I24 表示），供电子终端的输出电路驱动继电器和输入电路采集表示信息。

3.1.1控制台

K5B 系统的控制台采用DS6 系列的传统结构。操作显示设备设在运转室。本站显示设备为液晶显示器，操作设备为鼠标。

控显机采用PC 总线工控机。机箱内除安装连接操作显示设备的接口板外，安装 2 块带有光电转换的串行通信接口卡INIO，用于同联锁机通信。

控显机采用双机互为备用，可以通过自动或人工操作进行切换，将控制台操作和表示设备切换到备用机。

控显机双机与联锁机的两重系，通过光分路器构成交叉互连的冗余关系。控显双机每一台内安装了两块INIO 通信卡：INIO1、INIO2。分别用于同联锁机1 系和2 系通信。联锁机的每一系有两个与控显机通信的接口。为了实现联锁的每一系都能够与控显双机同时或与其中的任意一台单独通信。

在联锁机与控显机之间的通信线路上增设了光分路器（Optical Branch Unit）。光分路器的作用是将一侧的输入信号分成两路输出。同时将另一侧两路输入的信号合并成一路输出。在K5B 系统中用了四个光分路器（型号：SPHC）。用于联锁双系与监测机及控显双机的光缆连接。每个光分路器由两块电路板组成。一块电源板SPHC-PW，一块信号传送板SPHC-TT。光分路器由接口24V（I24V）供电。电源板产生5V 电压供信号传送板工作，如图a1-9。

图a1-9 光分路器电源连接图

3.1.2电务维护台

电务维护台由监测机、显示器、键盘、打印机等组成。监测机采用PC 总线工控机。机箱内安装两块带有光电转换的串行通信接口卡INIO。用于同联锁机2 重系通信。

监测机接收来自联锁2 重系的设备动作状态信息和监测报警信息。

监测机通过串行通信接口与微机检测设备的上位机通信，将开关量监测信息发送给微机检测设备。

3.1.3联锁机部分

联锁机

联锁机包括前置通信机和联锁逻辑部两部分硬件设备，两部分之间通过光纤连接进行数据交换；

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F486-4 联锁CPU 板、FSIO1 电子终端及上位机接口板、FSIO2 电子终端通信扩展接口板和VHSC26 125M LAN 通信扩展板五块电路板组成。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（如与CTC 系统通信用OPU 板等）。各板之间通过机架底版的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。分别向联锁1 系和联锁 2 系的逻辑电路提供5V 电源。