计算机联锁控制系统原理
N计算机联锁控制系统原理系统结构
计算机联锁技术
机 第三章 计算机联锁控制系统原理 操作显示设备
联 锁
32
系
电务维修网
串口
A 操作表示机
B 操作表示机
统 二 光缆 结乘 构 二 VME
取 总线
Ⅰ系联锁机×2 Ⅰ系驱采机×2
Ⅱ系联锁机×2 Ⅱ系驱采机×2
二
采集电路 驱动电路
采集电路 驱动电路
计
接口 线缆
算
接口配线
计算机联锁技术
机械室组合架继电器
人机对话层 电务维修机
显示操作终端 监控机 A
显示操作终端 监控 机B
维修机
远程诊断
联锁Ⅰ系 (FCX)
区域执表机FFC Ⅰ系
计算机联锁技术
联锁Ⅱ系 (FCX)
区域执表机FFC Ⅱ系
第三章 计算机联锁控制系统原理
ADX系统安全性结构设计示意图
联锁控制逻辑
主FCX
CPU-A CPU-B
比较 器
从FCX
CPU-A
比较
CPU-B
计算机联锁技术
第三章 计算机联锁控制系统原理
3、计算机联锁控制系统的分类及其硬件组成
(2)计算机联锁控制系统的硬件组成
单台计算机构成的计算机联锁控制系统 特点：小型、单台、软件集中于一工控机内 两台计算机构成的计算机联锁控制系统 特点：联锁与操作显示分离串行通信网络连 接 、I/O扩展 多台计算机构成的计算机联锁控制系统 特点：地理范围比较大、高速数据通道连接、区 域计算机联锁
N5_计算机联锁控制系统原理-系统结构
直接计算机联锁控制系统分解图
主机板
I/O 板
… …
I/O 板
工控机 1
现场设备继电器输入输出接口
轨道、道岔、信号机等现场设备
监督控制式计算机联锁控制系统框图
主机板
通信板
工控机 1
上 位 机（ 监 控 机 ）
主机板
通信板
I/O 通 道 扩 展 板
…
I/O 通 道 扩 展 板
工控机 2
I/O 板
…
I/O接口
安全型继电器
二取二联锁子系统结构示意图
上位机 MMI
电务维修机
3 1 2
MODEM
8
6 7
网络系统
监测系统 /CTC
4
9
5
10
MODEM
电源
联锁机下位机
远程诊断系统
CIS-1型计算机联锁系统结构图
主机板 检测控制部分 室内继电部分 室外设备部分
通信板
I/O 板
…
I/O 计 算 机 1
…
I/O 计 算 机 N
现场设备继电器输入输出接口
… …
继电器接口
轨道、道岔、信号机等现场设备
现场设备
JD-1A双机热备硬件总体结构
音箱 大屏幕A 大屏幕B 鼠标 打印机 监测机 电务维修机 操作机A 切换电路 操作机B
热备 热备 输入 电路 A I/O 总线
主 处理器
TriBus
主 处理器
输出 电路 A
A
TriBus I/O 总线 输出 电路 B
输入 电路 B 输入 端子 输入 电路 C
表决 输 出 端子
B TriBus I/O 总线
主 处理器
计算机联锁系统的基本原理本
计算机联锁系统的基本原理本
1.系统监测和数据采集：计算机联锁系统通过传感器、测量仪表等设
备对系统内各种参数进行实时监测和数据采集，例如电压、电流、温度、
压力等。
2.状态解析和逻辑判断：采集到的数据通过数据解析和处理算法进行
分析和比对，根据预设的逻辑判断条件，判断系统当前的状态和潜在的风险。
3.逻辑控制和动作执行：根据逻辑判断的结果，计算机联锁系统自动
执行相应的控制策略和动作指令，包括开关控制、断路器操作、报警信号
发送等。
4.故障检测和自动恢复：系统不断监测各个组件的运行状态，一旦发
现故障或不正常情况，计算机联锁系统会及时发送警报并采取相应的应急
措施，例如启动备用设备、切换到备用电源等。
5.数据存储和远程通信：计算机联锁系统可以将采集到的数据进行存
储和管理，以供后续的数据分析和故障诊断。
同时，系统还可以通过网络
通信接口与其他设备或者中央监控系统进行数据交换和远程操作。
6.安全保护和权限控制：计算机联锁系统需要确保系统的安全可靠性，通过合理的权限控制和数据加密技术，防止非法操作和数据篡改，以保护
系统的稳定运行和数据的安全性。
总结起来，计算机联锁系统的基本原理包括实时监测和数据采集、逻
辑判断和控制、故障检测和自动恢复、数据存储和远程通信等方面。
这些
原理的结合使得计算机联锁系统能够实现对复杂系统的高效控制和保护，
提高系统的可靠性和安全性。
01-计算机联锁系统-概述3篇
01-计算机联锁系统-概述01-计算机联锁系统-概述计算机联锁系统是一种用于控制铁路交通的系统，由多个计算机节点组成，通过网络互相连接，在控制区域中实现互相通信和数据传输。
联锁系统具有使铁路交通安全、高效运行的重要作用，是铁路运输的关键技术之一。
本节将对计算机联锁系统进行介绍，包括其定义，构成要素和工作原理。
一、定义计算机联锁系统是一种用数字技术进行装置控制的铁路信号系统，可以保证列车的运行安全和信号设备的正常工作。
计算机联锁系统通过网络连接多个计算机节点，实现对所有信号装置和列车的实时监控和控制，能够保证车辆的正常运行轨迹，避免车辆之间的碰撞和信号交叉，并能够快速发现和排除故障。
二、构成要素1.计算机：计算机是整个联锁系统的核心，负责信号设备状态检测、列车位置、速度、方向等信息的处理和分析，并传输控制指令。
计算机还可以根据信号设备和列车数据，进行自主判断和控制，当发生异常时及时进行报警处理。
2.信号系统：信号系统包括轨道电路、信号机、道岔、引导信号灯等一系列设备。
信号系统将车辆的行驶情况转化为数字信号，传输给计算机进行处理和分析。
计算机根据接收到的信号信息，进行列车运行状态的预测和判断，以便正确制动或护送车辆。
3.网络：联锁系统的各个计算机节点通过网络连接起来，实现互相通信和数据传输。
网络的主要作用是将信号设备和计算机连接起来，确保信息的快速传输和处理。
同时也可以避免信号设备某一部分故障时，导致数据不准确或传输失败的情况。
三、工作原理计算机联锁系统的工作原理是：前方列车信息收集-计算机判断-指令下达-信号机与道岔控制-列车运行控制。
具体流程如下：1.前方列车信息收集。
信号设备可以通过轨道电路、道岔检测等方式，实时获取列车的行驶情况，包括车速、车号、位置、表示方向等，将这些信息传输给联锁系统的计算机。
2.计算机判断。
计算机可以根据前方列车信息和运行状态，判断是否需要进行调度控制，如通过对信号机和道岔进行控制，确定列车行驶的道路。
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。
计算机联锁系统的基本原理
与门
对106h的可靠性冗余系统采取
系统B
安全性技术措施即为安全性冗
余结构。
安全性冗余结构图
二乘二取二
系统A 系统B 系统A 系统B
为了使统既具有可靠性又具有安全性，就需要 采用多重冗余结构，如二乘二取二系统，利用了四台 计算机系统，其中的两个系统处于热备状态。
与门
与门
或门
二乘二取二
在一套子系统上集成两套CPU，两套CPU严格同步，实 二取二 时比较，只有双机运行一致才对外输出运算结果。
联锁程序的执行
进路搜索必须采取的措施：
①按照进路的操作命令，确定相邻的指定节点对，按节点对分段依次搜索。 ②设置搜索引导标志Yd，确定优先搜索方向。
直股优先：当搜索遇到每个对向道岔（以搜索方向为准）节点时，先沿直股搜索下去，当搜索不 到目标节点（节点对中第二个节点）时，再返回到道岔节点，沿弯股搜索。
目录
Contents
学习目标
1、层次结构 2、层次功能 3、冗余结构 4、数据组织形式
总体结构
计算机联锁系统以计算机为主要核心技术实现车站联 锁要求的实时控制系统，为此，系统软件的基本结构应设 计成实时操作系统或实时调度程序支持下的多任务的实时 系统。
层次结构
人机接口模块
通信模块
信息提示模块 人机对话层
该模块是根据操作命令执行相应功能的程序模块。在该执行模块中 包括许多子模块，有多少种操作命令就有多少个子模块。
基本模块
（3）进路处理模块
该模块是在执行了进路生成模块且对所办进路已形成进路表后，对进路进行 处理的模块。对进路处理模块执行可以划分为四个阶段，所以进路处理程序也就 分成了四个子模块。
①检查进路选排一致性和形成道岔控制命令子模块。该模块的功能是检查道岔 位置是否符合要求，若不符合要Байду номын сангаас，则应形成相应道岔控制命令，使该道岔转至 规定位置。
计算机联锁系统的基本原理本
2013-6-21
1
第一节 计算机联锁系统硬件
一、计算机联锁系统的技术基础 典型的计算机联锁系统硬件组成如图所示。 继电器结合电路
主机
外部设备
总线
总线
过程输 入/输 出通道
现场监控对象
• 1、工业控制计算机
计算机联锁系统硬件组成
• 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。
下面主要介绍开关量输入/输出通道和故障—安全输入输出接口。 (2)开关量输入通道 开关量输入通道的作用：一是将二值开关量信息变换成寄存器能够接收的 TTL两种电平；二是抗干扰，以保证输入信号的正确性。 ① 开关量输入通道的结构 主要由输入缓冲器、输入电路、地址译码器等组成。
内 部 总 线
输入 缓冲器
（2）工业控制计算机的特点
可靠性和可维护性好 高抗干扰能力 环境适应性强 完善的输入、输出通道 控制的实时性 通用性和可扩充性好 具有通信与联网能力 适当的计算机精度信号线的集合，它定义了各引线的信号、电气、机械 特性，把计算机或计算机联锁系统中的各个模板以及各种设备连接成一个 整体，以便彼此之间进行信息交换。 • 计算机联锁系统中的总线，一般根据其功能和规模分类。一般分为 三类，即内部总线、外部总线和现场总线。
• （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。
计算机连锁系统
(2)网卡 网卡是局域网中连接独立-的计算机与通信子 网的关键设备。它负责将数据从计算机传输 到传输介质或由传输介质传输到计算机。网 卡将数据转换为可通道传输介质传送到目的 地的信号，一旦信号传到目的设备，目的设 备的网卡就将信号转换回计算机能够处理的 信息。网卡中完成这种信号转换的电路称为 收发器。它一般有两种形式：内置式和外置 式。内置式用于细电缆，外置式用于粗电缆。
③开关量输入通道接口形式 开关量输入通道根据输入信号点数的多少有 多种实现方式常见的有直接输入方式、多组 输入方式和矩阵输人方式常见的有直接输入 方式 A．直接输入式接口 当要采集的开关量的数量较少时，输入电路 的输出可直接送至具有I/O端口地址的输入缓 冲器，通过内部总线传送给中央处理单元 (CPU)。
⑤控制的实时性。工业控制计算机应具有时 间驱动和事件驱动能力，要能对生产；过程 工况变化实时地进行监视和控制。需要配有 实时操作系统和中断系统。 ⑥通用性和可扩充性好。工业控制计算机一 般都是采用国家推荐的标准总线，按照这个 总线标准规定的总线信号规范、电气规范、 机械规范、操作规范(或称作定时规范)进行模 板的设计与生产，于是模板就构成了系列， 有了互换性。这样，工业控制计算机可根据 工业生产过程在规模、性质、工艺过程要求 等方面的不同，选用不同功能的模板釆灵活 地进行组合和扩充。
5．监控对象 生产过程对铁路信号领域来说，就是指工业 控制计算机通过过程输入／输出通道和继电 结合电路对现场监控对象如转辙机和信号机 等进行实时控制。在计算机联锁系统中，现 场信号设备统称为监控对象。现场信号设备 是指室外的信号机、转辙机和轨道电路等， 与继电集中室外设备相同。
作业： 1、工业控制计算机硬件由几部分组 成，个部分的主要作用是什么，工 业控制计算机的特点有那些？ 2、什么是内部总线？外部总线?现 场总线？ 3、分析直流驱动电路工作原理。 4、分析交流驱动电路工作原理。
计算机联锁控制技术—01概述-文档资料
2、继电联锁采用继电电路实现联锁逻辑，一旦某个 元件故障，一般影响部分功能，即故障影响面积有限。
而计算机联锁系统中实现联锁逻辑的联锁计算机一旦 出现硬件故障，问题往往会很严重，故障影响面积会很大， 甚至系统不能工作。因此计算机联锁系统需要必要的措施 提高可靠性，保障安全性。
车站联锁控制系统
在开放防护进路的信号前要检查进路是否空闲，进路中 的道岔位置是否正确，以及该进路是否与他进路发生冲突等。 只有在确定进路空闲、道岔位置正确并锁闭、可能发生冲突 的进路没有办理并已锁闭的条件下，信号才能开放，允许列 车驶入。
为了保证行车安全，信号、道岔与进路之间必须保持一 定的制约关系和操作顺序，常称这种制约关系和操作顺序为 联锁。因此，又称保证车站行车安全的信号系统为车站联锁 系统。
3、体积小、占地面积小，且随车站规模增大，面积节 省更为显著；
4、安装费、运营费及维修费大幅度减少。
维护方面：
1、计算机联锁系统的维修工作量小，且具有自诊断、 故障定位功能，降低了维护难度，并可通过远距离联网，实 现远距离诊断。
2、计算机联锁单位的继电部分结构简单，便于维护， 而且继电器用量少，减少继电器检修工作量；
二、系统优越性
性能方面：
1、受站场形电路网络层次结构、继电器数量等条件的 限制，继电联锁系统功能不完备且难以扩展，计算机联锁控 制系统没有此类限制因素，便于增加新功能，系统功能更加 完善。
2、计算机联锁控制系统提供现代化的声、像、图文显 示，人机交互的功能更加完善，内容更丰富，信息量大，改 善操作人员的工作环境和提高工作效率。
车站联锁控制系统
铁路运输系统是以机车车辆、铁道线路、桥梁隧道、站 场等为基本设备组成的庞大系统。在这个系统中必须有指挥 列车运行的铁路信号系统来保证列车按照行车计划安全高效 运行。
计算机联锁的基本原理2024
引言概述：计算机联锁是指通过计算机技术实现对多个设备或系统进行自动化控制和协调的一种方法。
在计算机联锁系统中，多个设备或系统通过网络或数据线路相互连接，实现信息交换和协调操作。
本文将进一步探讨计算机联锁系统的基本原理和运行机制。
正文内容：1.数据传输与处理1.1数据传输方式1.1.1串行传输1.1.2并行传输1.1.3网络传输1.2数据编码与解码1.2.1奇偶校验码1.2.2循环冗余检验1.2.3海明码1.3数据处理与存储1.3.1数据缓存技术1.3.2数据处理算法1.3.3数据存储结构2.系统通信与同步2.1通信协议2.1.1TCP/IP协议2.1.2CAN总线协议2.1.3MODBUS协议2.2数据交换2.2.1数据帧格式2.2.2数据传输速率2.2.3数据重传机制2.3系统同步2.3.1时钟同步2.3.2事件同步2.3.3数据同步3.控制与调度3.1控制算法3.1.1PID控制算法3.1.2模糊控制算法3.1.3遗传算法3.2控制策略3.2.1开环控制3.2.2闭环控制3.2.3组合控制3.3调度算法3.3.1最短任务优先3.3.2时间片轮转3.3.3优先级调度4.容错与安全4.1容错机制4.1.1冗余备份4.1.2容错计算4.1.3双重投票机制4.2安全保护4.2.1访问控制4.2.2数据加密4.2.3防火墙和入侵检测系统4.3故障诊断与恢复4.3.1故障检测4.3.2故障定位4.3.3故障修复5.系统优化与性能提升5.1系统优化方法5.1.1硬件优化5.1.2软件优化5.1.3网络优化5.2性能指标5.2.1延迟时间5.2.2吞吐量5.2.3响应时间5.3性能提升技术5.3.1并行计算5.3.2分布式计算5.3.3GPU加速计算总结：计算机联锁系统的基本原理包括数据传输与处理、系统通信与同步、控制与调度、容错与安全以及系统优化与性能提升。
在数据传输与处理方面，需要选择合适的传输方式和编码方式，并采用适当的数据处理和存储技术。
计算机联锁系统
高可靠性、高安全性、高灵活性、易 于维护和升级。
系统组成与功能
系统组成
主要包括硬件和软件两部分。硬 件包括控制站、输入输出接口、 信号设备等；软件包括系统软件 、应用软件和数据库等。
功能
实现信号灯控制、道岔控制、进 路控制、列车检测等功能，保障 列车运行的安全和效率。
发展历程与趋势
发展历程
计算机联锁系统自20世纪70年代开始发展，经历了模拟电路 、继电器电路、微机控制等不同阶段，目前已经进入了计算 机联锁系统时代。
输入输出接口
连接信号设备，实现信号的控 制和采集。
存储设备
用于存储程序、数据和历史记 录。
电源设备
提供稳定的电源，确保系统的 正常运行。
软件设计
操作系统
联锁程序
诊断程序
人机界面程序
负责系统的资源管理和 调度。
实现信号的控制逻辑和 安全逻辑。
监测系统的运行状态， 及时发现和处理故障。
提供友好的人机交互界 面，方便用户操作。
发展趋势
未来计算机联锁系统将朝着高可靠性、高安全性、高智能化 、高可维护性的方向发展，同时将与现代通信技术、物联网 技术等相结合，实现更加高效、智能的铁路交通控制和管理 。
CHAPTER 02
计算机联锁系统的技术原理
硬件结构
01
02
03
04
中央处理器
计算机联锁系统的核心，负责 接收、处理和发送指令。
故障检测与处理
实时监测系统的运行状态，及时发现和处理ห้องสมุดไป่ตู้故障。
安全认证
对系统进行安全认证，确保系统的安全性。
CHAPTER 03
计算机联锁系统的应用场景
计算机联锁系统
计算机联锁系统介绍与设计
计算机联锁系统介绍与设计发布时间：2022-09-19T06:17:44.032Z 来源：《科技新时代》2022年（2月）4期作者：安禹学徐华祥[导读] 计算机联锁是以计算机技术为核心，采用了通信技术、可靠性技术与容错技术以及“安禹学徐华祥中车青岛四方机车车辆股份有限公司，青岛 266111摘要计算机联锁是以计算机技术为核心，采用了通信技术、可靠性技术与容错技术以及“故障—安全”技术实现车站联锁要求，自动实现车站内的道岔、信号机和进路之间的控制的技术，它是确保铁路系统安全、高效行车所必需的一种重要保障设施。
在计算机联锁系统中，上位机用于人机交互，用来接收工作人员输入的操作指令，经过联锁机的逻辑运算控制车站信号设备工作，并将信号设备的工作状态通过上位机表示出来，实时监控信号设备运行。
第一章绪论1.1 计算机联锁的背景随着我国铁路运输事业的不断进步和发展,高密性以及快捷性都成为其主要的发展目标和方向,许多联锁设备无法满足对安全方面越来越高的要求。
从技术上来看,电气式联锁和机械式联锁是我国铁路信号控制技术发展的两个阶段。
随着计算机技术理论的完善，发展出了计算机联锁。
目前我国现有的主要干线铁路均采用计算机联锁系统国内外1.2 国内外研究现状分析1978年世界上第一套新型的微机联锁设备在瑞典哥德保市诞生以来，各个地区的新型计算机联锁设备和系统技术都发展得相当迅速。
瑞典作为目前世界上最早的自主开发且通过自主创新设计成功研制广泛应用于国际的计算机联锁的技术国家之一,其生产技术上的发展周期可以大致划分表现为两个主要时期,第一代微机产品主要就是采用了传动继电器技术来进行控制供电信号及道岔,并且还首次具备了控制轨道传动的专用继电器。
第二代系列产品的道岔和信号系统设计采用了更为安全的一种无接点控制电路。
1985年前在哈尔斯堡站首次投入使用了该产品系列。
西德国铁1979年决定自主研制第一套微机联锁,自1983年起就开始由西门子、劳伦茨、 AGE 公司联合研制,1985年12月,联锁铁路首套微机联锁设备在慕尼黑地区正式交付投入运营。
计算机联锁控制系统的应用
计算机联锁控制系统的应用计算机联锁控制系统是一种基于计算机控制的系统，主要应用于各种行业的自动化控制过程中。
该系统通过联锁机制和相应的控制算法，对生产流程的各个环节进行精确的控制，从而提高生产效率和质量。
以下是计算机联锁控制系统的应用及优势的详细介绍。
一、应用领域及原理计算机联锁控制系统广泛应用于生产线、故障检测、输送系统、能源过程、供水系统、燃气系统、通讯电路等多个行业。
这个系统的原理诸如下面这些关键点：1. 根据工艺流程及控制要求，制定相应的触发规则。
2. 通过软件和硬件设计创建控制系统，对各个环节进行联锁，实现运行控制。
3. 实时监控运行情况以及设备状态，通过给出报警信息，维护设备的可靠性和故障诊断能力。
4. 最终目的是提高生产效率、降低成本，增强安全和环保性。
二、优势和应用案例1. 提高生产效率和质量计算机联锁控制系统可以最小化人工操作干扰进程，从而提高生产效率并确保操作步骤的正确性。
另外它的自动化控制使得质量也更容易打造！例如，在电力工业中，该系统可以使用实时数据来实现精确的能源监控和优化，从而降低成本和提高生产效率。
此外，联锁系统可以对传输控制、防止电网灵敏状况等像直接影响生产效率且非常敏感的应用中实现更为可靠和即时的控制，提高生产效率和质量。
2. 改善系统稳定性和控制精度计算机联锁控制系统可以实现设备传递和处理单元的紧密耦合，通过运动控制和数据可视化等方式，实现对物流系统的精确控制。
例如，在汽车工业中，该系统可以通过统一的控制模式和运动控制算法，实现汽车的高精度组装、成型、检验、涂装等工艺流程的控制，大大提高系统稳定性和控制精度。
3. 降低生产成本和维护成本计算机联锁控制系统具有快速响应和自动化运作的优势，可以显著降低人工操作和维护成本。
它还可以通过实时设备监测和数据分析来预测设备故障和需要更换的部件，为维护提供准确的参考。
例如，在水泥工业中，该系统通过实时温度监测和调整，实现水泥产量的稳定，减少了废品数量和生产成本。
铁路车站计算机联锁基本原理
②列车已经进入接近区段，但未进入进路时，可以采用人 工延时解锁方式使进路解锁。
16
取消进路： 列车未进入进路外方接近区段时，可以采用取消进路方式使进路解锁
。
例：D11→5G XD
7
13 11
D11
21
（5）时钟显示、必要的汉字提示，如操作错误提示、联锁状况提示、 执行失败原因提示等。
23
2.计算机联锁系统的优点：
与继电集中联锁相比，计算机联锁具有以下显著优点： （1）进一步提高了系统安全性和可靠性。 （2）增加和完善了联锁系统的功能。
联锁自身功能进一步得到完善和增加。 能很方便地进行自身的管理。 对所有操作进行记录。 便于与其它系统联网，为其它系统提供信息。
转辙机： 作用：道岔转换通过道岔转换器（转辙机）来进行。 类型：直流ZD6、交流S700K、液压ZYJ7等； 一组道岔由一台或多台转辙机来转换。
6
道岔转换过程： 指道岔由定位→反位或由反位→定位。 三个过程：解锁（空闲）转换锁闭。先解锁后转换再锁闭，是所
有道岔转换设备必须遵循的设计原则。 道岔锁闭后不能再转换，要转换需先解锁。
车站计算机联锁基本原理
目录
➢ 车站联锁系统概述 ➢ 车站联锁原理 ➢ 车站计算机联锁系统
2
车站联锁系统概述
车站联锁系统是保证站内运输作业安全执行的控制系统。 为了保证行车安全，车站内信号、道岔、轨道电路等基本信号设备必
需遵循一定的条件，按照一定的程序来严格执行，我们称这些条件和 程序机
一般由电源板、CPU板和各种通信板构成，且都采用冗余结构形式（双 机热备、三模冗余、二取二乘二）
计算机联锁的基本原理
优化策略与方案
01
硬件升级
采用高性能的硬件设备，提高计 算机联锁系统的运算速度和可靠
性。
03
数据备份与恢复
建立完善的数据备份和恢复机制 ，确保计算机联锁系统的数据安
全。
02
软件优化
对软件系统进行优化，提高系法等。
04
网络安全
加强网络安全防护，防止黑客攻 击和病毒入侵，确保计算机联锁
掌握计算机联锁的技 术，为进一步推广和 应用该技术提供理论 支持。
02
CATALOGUE
计算机联锁系统概述
计算机联锁的定义
01
计算机联锁系统是指利用计算机 对车站的信号设备进行控制，以 实现列车的安全、高效运行和作 业安全防护的控制系统。
02
它是一种先进的信号控制系统， 具有高可靠性、高安全性、高效 率等特点，是现代铁路信号系统 的重要组成部分。
安全侧优先
计算机联锁系统在处理多个进路冲突时，优先选择安全侧进路，以确保列车运行的安全性。
故障恢复
当计算机联锁系统发生故障时，应能够通过人工干预或自动恢复的方式，尽快恢复正常运行状态。
05
CATALOGUE
计算机联锁的通信技术
数据传输技术
串行传输
01
数据一位一位的依次传输，接收方通过按位接收组成
Modbus协议
一种串行通信协议，常用于工业控制系统中 。
数据同步与校核
数据同步
计算机联锁系统中的各个设备需要保持 时钟同步，以确保数据传输的准确性和 一致性。
VS
数据校核
为了保证数据的完整性和准确性，需要对 数据进行校核，包括奇偶校验、CRC校验 等。
06
CATALOGUE
ds6-60型计算机联锁系统工作原理
DS6-60型计算机联锁系统是铁路行车安全保障的重要组成部分，其工作原理对于确保列车运行安全有着重要的作用。
本文将详细介绍DS6-60型计算机联锁系统的工作原理，以便读者对其工作原理有一个更加全面的了解。
一、系统结构概述DS6-60型计算机联锁系统是由计算机、接口板、输入/输出设备、控制设备等部分组成。
其主要的功能是实现对列车信号、道岔和闭塞区段的控制和监测，以及对车站设备的管理。
系统采用了双机热备份的设计，保证了系统的高可靠性。
二、系统工作原理1. 信号输入列车信号通过传感器传输给计算机系统，计算机系统进行相应的逻辑判断，根据列车信号的情况进行控制指令的输出。
2. 控制指令输出根据计算机系统的逻辑判断，系统将产生相应的控制指令，将其传输给相应的执行机构，如道岔执行机、闭塞区段信号机等，实现对列车运行的控制。
3. 系统监测系统会对各个执行机构的状态进行实时监测，并将监测结果反馈给计算机系统。
一旦发现异常情况，系统将立即做出相应的处理，保证列车运行的安全。
4. 备份系统切换系统中的主备份机通过网络实时进行通讯，一旦发现主机发生故障，备份机将立即接管主机的工作，保证系统的持续运行。
5. 数据存储与管理系统将对列车运行的相关数据进行存储与管理，以备需要时进行查询和分析。
三、系统工作过程1. 列车信号输入当列车信号发生变化时，传感器将信号传输给计算机系统。
2. 控制指令生成根据列车信号的情况，计算机系统进行逻辑判断，并生成相应的控制指令。
3. 控制指令输出计算机系统将控制指令传输给执行机构，比如道岔执行机、闭塞区段信号机等。
4. 状态监测与处理系统会对执行机构的状态进行实时监测，一旦发现异常情况，系统将立即进行相应的处理，保证列车运行的安全。
5. 备份系统切换系统中的主备份机进行实时通讯，一旦发现主机发生故障，备份机将立即接管主机的工作，保证系统的持续运行。
6. 数据存储与管理系统将对列车运行的相关数据进行存储与管理，以备需要时进行查询和分析。
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二、联锁数据与数据结构
1、基本概念
(1)数据 常量变量，整型、实型、字符型，数组，指针、结构 体、共用体（联合体）、链表、类（C＋＋） (2)数据结构 数据的组织形式。 •抽象数据类型。 • 公式化描述、链接描述、间接寻址和模拟指针。 • 单向链表、循环链表和双向链表。 (3)联锁数据 在联锁计算机中，所有参与联锁运算的数据。参与联 锁的数据有静态数据（常量）和动态数据（变量）两类。 计算机联锁技术
---计算机联锁控制系统原理
电子信息工程学院 岳强
第三章 计算机联锁控制系统原理
计算机联锁控制系统原理-软件原理
一、软件的总体功能与层次结构 二、数据与数据结构 三、上位机软件设计 四、下位机联锁软件设计
计算机联锁技术
第三章 计算机联锁控制系统原理
一、软件的总体功能与层次结构
操作及显示软件模块
总体功能: (1)控显软件 (2)联锁运算软件 (3)I/O采集驱动软件 (4)通信软件
计算机联锁技术
信号机显示数据表定义
xhjh; anh; x; y; direction; HorL; OorT; LorD; name[10]; mx; my; d_anh;
第三章 计算机联锁控制系统原理
道岔图形元素的静态数据结构
属性 道岔号 对应按钮号 横坐标 符号 dch anh x 内容
纵坐标
检查的轨道区段 0xaa 检查的轨道区段 0xaa 检查的轨道区段 0xaa
3G
计算机联锁技术
照查敌对
0x55
迎面照查状态敌对检查
第三章 计算机联锁控制系统原理
计算机联锁技术
第三章 计算机联锁控制系统原理
三、上位机软件设计
1、上位机软件的功能分解 2、上位机软件的数据与数据结构 3、上位机软件的功能模块设计 4、电务监测机软件
属性 符号 内容
区段号
横坐标 纵坐标
qdh
x y
每个区段有一个唯一的编号
在视图中的横向起始坐标 在视图中的纵向起始坐标
直线或斜线
横向延长 纵向延长 区段名称
ZorW
dx dy name
按角度进行划分定义
由起始坐标开始的横向增量 由起始坐标开始的纵向增量 在视图中显示的区段名称 区段名称的显示位置横坐标偏移
计算机联锁技术
第三章 计算机联锁控制系统原理
1、上位机软件的功能分解
上位机软件的具体功能细化如下： 操作功能： 显示功能： 提示功能： 诊断功能： 记录功能： 为了实现调度集中和远程监督功能，预 留了相应的通信接口功能:
计算机联锁技术
第三章 计算机联锁控制系统原理
2、上位机软件的数据与数据结构
计算机联锁技术
第三章 计算机联锁控制系统原理
定义各个设备在进路中的状态数据
关系与定义 关系 进路中设备
定义 (十六进制) 0xaa 0xaa 0x55 0xdd
说明
1/3 5/7 9 D9 3DG 5DG 9DG
定位约束道岔 定位约束道岔 反位约束道岔 敌对信号
进路定位约束 进路定位约束 进路反位约束 检查状态为空闲 检查状态为空闲 检查状态为空闲
通信软件模块
通信软件模块 联锁逻辑运算软件模块 通信软件模块
通信软件模块 输入输出软件模块
计算机联锁技术
现场设备
第三章 计算机联锁控制系统原理
二、联锁数据与数据结构
(一)计算机软件系统 几个概念： 计算机指令：计算机本身只能完成一些很简单的 基本操 作，如加法、减法、传送数据、发控制电压脉冲 等，这 些简单的基本工作。 程序:计算机无论做多么复杂和高级的工作，都是 靠着 用指令适当地排列成一个序列，逐条地执行指令， 最后 完成整个工作。这种把指令排列成一定的执行顺
属性 信号机号 对应进路按钮号 横坐标 纵坐标
左向或右向
高柱或矮柱 单灯位或双灯位
RorL
HorL OorT
左向(TOLEFT)、右向(TORIGHT)
高柱、矮柱 单信号、双信号
列信或调信
信号名称 信名位置横偏移
LorD
name xmx
列信、调)、列兼调
用字符显示的信号机名字
信名位置纵偏移
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直股定位或弯股定 位 道岔类型 道岔状态 道岔名称 岔名位置横偏移
计算机联锁技术
y
ZDorWD Type Status name cmx cmy 直股定位(ZGDW)、弯股定位(WGDW) 右上、左上、右下、左下 定位、反位、四开、挤岔
岔名位置纵偏移
第三章 计算机联锁控制系统原理
轨道区段的静态数据结构-无岔区段
静态数据及其结构 (1)图形元素主要有：信号机、道岔、轨道 区段、各种按钮和信息提示框等 (2) 属性如类型、设备号、坐标、组成单元、 方向、关联按钮等
计算机联锁技术
第三章 计算机联锁控制系统原理
信号机图形元素的静态数据结构
符号 xhjh anh x y 内容 每个信号机对应一个唯一的编号 信号机对应的按钮号 在显示输出中的横坐标 在显示输出中的纵坐标
第三章 计算机联锁控制系统原理
联锁数据
D9 D3G D3 D1G D1 3DG 3 1 1DG
Hale Waihona Puke 3G ⅠG ⅡG5DG 5 7
9DG 9 7DG D7 D5
轨道区段3DG、5DG、9DG是否空闲， 道岔1/3、5/7是否在定位、9是否在反位， 敌对信号D9是否开放， 向3G的迎面敌对进路是否存在。
xmy
danh 列车兼调车信号机的调信按钮号
列兼调之调信按钮号
第三章 计算机联锁控制系统原理
信号机显示数据表 { 信号机号： INT 按钮号： INT 横坐标： INT 纵坐标： INT 方向： BYTE 高矮柱： BYTE 灯位： BYTE 性质： BYTE 信号名： char 信名横坐标偏移： int 信名纵坐标偏移： int 列兼调之调车按钮：BYTE }XHJXSSJB;
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第三章 计算机联锁控制系统原理
计算机软件是以计算机作为硬件平台，以数字 量(也可以称为数据)为对象，通过对数字量各 种操作来实现软件的各种逻辑功能。 软件具有与硬件不同的特点: (1)表现形式不同 (2)生产方式不同 (3)要求不同 (4)维护不同
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第三章 计算机联锁控制系统原理
区段名位置横偏移 qmx
区段名位置纵偏移 qmy
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区段名称的显示位置纵坐标偏移
第三章 计算机联锁控制系统原理
轨道区段的静态数据结构-道岔区段