EI32-JD型计算机联锁系统

EI32-JD型计算机 联锁系统
主要内容
• • • • • • 一、 EI32-JD型计算机联锁系统的结构 二、EI32-JD型计算机联锁系统的主要特点 三、EI32-JD型计算机联锁系统的组成及功能 四、联锁机系统级的冗余结构 五、EI32-JD型计算机联锁系统的倒机原理 六、EI32-JD型计算机联锁系统的输入-输出电路及 其安全保障 • 七、EI32-JD型计算机联锁系统软件 • 八、EI32-JD型计算机联锁系统的维护
三、EI32-JD型计算机联锁系统的组成及功能
• 4．驱动采集计算机执行层
• 驱动采集计算机执行层为组合架，完成现场状态 信息的输入和控制命令的输出。组合架上安装有 信号点灯电路、道岔控制及表示电路、轨道继电 器、其他结合电路等继电器电路。
四、联锁机系统级的冗余结构
• 1．概述
• 系统级冗余结构是指在计算机联锁发生故障时， 能使计算机联锁继续运行下去的设计方法。 • E132一JD型计算机联锁系统采用二乘二取二冗余 结构。所谓二取二即在一套系统上集 • 成双套CPU系统。双套系统严格同步，实时比较。 只有双机运行一致时才对外输出或传输运算结果。
二、EI32-JD型计算机联锁系统的主要特点
• 1．联锁杌／驱动采集机硬件及驱动采集电路为日 本信号株式会社产品，操作机(上位机)为工控机。 • 2．联锁机为二乘二取二结构，分为I、Ⅱ系，各 系内部为二取二结构，双系互为热备；即联锁机 及驱采机均为双系(双硬件体系)冗余工作，双系中 每一单系均包括双套计算机实时校核工作。每一 单系中必须双机工作一致才能对外输出，实现全 系统的高安全性。任一单系检出故障均可立即导 向备系工作，实现全系统的高可靠性。
四、联锁机系统级的冗余结构
二取二安全型CPU板的电路结构如图
四、联锁机系统级的冗余结构
EI-32型计算机联锁支持双系热备型冗余结构，如图所 示。每一系的任一处理部的单系——联锁机I系、Ⅱ系、 驱采机I系、Ⅱ系即为双机校核的CPU系统，因而它总 体上是一个4机系统。
四、联锁机系统级的冗余结构
• 双系热备方式的方式中，驱采机的I系和Ⅱ系均仅 接收同一联锁机计算机发来的输出信息，如联锁 机I系的输出或联锁机Ⅱ系的输出，而联锁机另一 系的输出不予采纳。也就是说，联锁机的双系中 存在主用系和备用系的区别。只有主系对外的输 出才被驱采机采纳，备系的输出虽然也被送到局 域网上，但不被驱采机取用，而仅用于联锁机双 系之间的校验。当联锁机的主系发生故障时，才 自动地倒向备系。从这个意义上说，联锁机双系 之间采用的是双系热备的方式。在双系热备方式 中，联锁两系之间采用单线程操作系统实现应用 软件的数据同步。
• 2．二取二CPU电路 • 二乘二取二计算机联锁核心部件——二取二安全 型CPU板的电路结构。在该印制板上集成了完全 相同的两套计算机系统，包括时钟、RAM、ROM 和必要的接口电路，还集成了实现双机校核的总 线比较电路。CPU-A和CPU-B硬件完全相同，所装 软件——包括系统软件和应用软件完全相同。正 常情况下，A、B曰两套CPU电路应当工作完全相 同，此时，由该板驱动一个继电器，称作正常继 电器，只有正常继电器接点闭合，才能给该板输 出部供电，形成真实的输出，从硬件上保证设备 的安全。
二、EI32-JD型计算机联锁系统的主要特点
• 3．联锁系统中联锁功能和驱动采集功能分离， 联锁系统由联锁层和执行层(驱动采集电路)组成。 根据车站规模，每一冗余系可能包括一套驱动采 集机或两套驱动采集机。每套驱动采集机均为二 乘二取二冗余结构。 • 4．单系为双CPU结构，双系各自独立，具备自律 功能。 • 5．各联锁机和驱动采集机之间采用双环光缆构 成专用局域网，物理通道为双倍冗余。
五、EI32-JD型计算机联锁系统的倒机原理
• 3．上电及倒机过程
• 为保证安全，计算机联锁系统施工完毕，先启动 的一系上电后优先进入主控。为保证安全，此时 令全场区段处于锁闭状态，要求车站值班员采用 区段故障解锁的方法逐段解锁区段。为避免车站 值班员操作过于繁琐，本系统简化了上电解锁手 续，车站值班员只需按压“区段故障解锁”按钮， 输人口令，即可进入上电解锁状态，此后车站值 班员只需连续按压“区段故障解锁”按钮和各个 轨道区段按钮(用处于该区段的道岔名称代替)即可 逐段解锁各个区段，不必重复输入口令。
一、EI32-JD型计算机联锁系统的结构
• EI32-JD型计算机联锁系统属于分布式计算
机控制系统，系统包括人机对话层（也称
操作表示层）、联锁运算层、执行层，系
统体系结构如下图所示：
一、EI32-JD型计统的结构
• 系统中包括的主要子系统有：操作表示机 （即上位机）、联锁计算机、驱动采集机 及驱动采集接口、控制台相关设备（包括 战场屏幕显示器、鼠标器、数字化仪、语 音提示报警音箱、显示驱动器等）、组合 架、电务维修机及微机监测系统。
五、EI32-JD型计算机联锁系统的倒机原理
• 另一系上电时，由于同时有一系作为主控系在正常 运转，这时再提出全场无作业的要求就不合理，且 难以实现，对于大站甚至是不可能的。因此，在全 系统已有一系以主控方式运行的情况下，另一作为 备系的联锁机上电、自检通过后，则可自动地在10 S左右时间内从主控系取得站场联锁数据，自动地跟 踪主控系，与主控系取得同步，自动地投入运行， 实现热备。这一过程同样不需要人工干预，也不必 提出全场无作业的要求。在备系与主控系取得同步 的过程中，不影响主控系的任何功能和性能，如果 车站值班员不察看屏幕上的提示，则可能完全察觉 不到此过程。这是本系统的特点之一。
五、EI32-JD型计算机联锁系统的倒机原理
• 2．基本倒机逻辑 • 本系统基本倒机逻辑遵从无主的原理，即两套联 锁系统地位相等，无主从之分。第一次开机时， 先启动的一系优先进入工作状态，成为主控系(如I 系)，后启动的一系自动成为备系。如果工作中主 控系发生故障，则自动由备系接替工作，此时Ⅱ 系成为主控机。只要Ⅱ系不发生故障，无论I系是 否修复，是否投入运转，重新联机，Ⅱ系都将一 直工作下去，充当主控系的角色，而并不急于倒 回I系。只有当Ⅱ系也发生了故障不宜继续作为主 控系工作时，才再次倒回I系。这样做可避免I系修 复后在两台机器都正常工作时发生无谓的倒机， 增加不可靠度。
四、联锁机系统级的冗余结构
• 4．倒机电路 • 输入、输出电路具有回读检测能力。当电路发生 故障时，输入输出处理都具有自诊断功能，底层 软件给出故障报告，应用软件予以判断，决定是 否切除本系或倒机。例如判断输出和回读是否一 致(和JD-IA型一样)，输入电路也同JD-IA型一样， 在采集的间隙进行部分电路的自诊断。 • 支持双系切换的硬件电路(俗ys电路板)上安装有 数个小型的安全型继电器，对各系的主CPU板及 其软件运转正确性的判断，最终驱动一组倒机继 电器，其状态决定主系和备系。
五、EI32-JD型计算机联锁系统的倒机原理
• 在计算机联锁系统运行的过程中，两联锁系之间 实时交换关键联锁信息和现场信号设备状态信息， 以保证两联锁系之间的同步。在两联锁系均联机 的情况下，由备系校核主控系发来的主控系关键 联锁信息和现场信号设备状态信息。一旦发现两 机信息不一致，则意味着两系失去同步，此时暂 停继电器的对外输出，直至重新恢复同步。
五、EI32-JD型计算机联锁系统的倒机原理
在此期间如果车站值班员办理了其他的操作，则 系统退出上电解锁过程。如需恢复此过程，则需 再次按压“区段故障解锁”按钮，重新输入口令， 才可再次进入上电解锁过程，直至所有区段都解 锁完毕。这种操作方式，即保证了上电后全场所 有区段均处于锁闭状态以利安全，又避免了车站 值班员操作过于繁琐，使车站值班员在紧急状态 下可迅速恢复系统的正常功能。
二、EI32-JD型计算机联锁系统的主要特点
• 6.每一继电器输出驱动的末级采用独立电源隔离 技术，驱动无极继电器，防止因线路混线使继电 器误动。 • 7.操作表示机为双机热备结构。 • 8.考虑了与调度集中自律机结合方案，支持设备 集中和设备分散两种制式。 • 9.联锁系统可与微机监测系统一并设计。 • 10.适用于区域联锁。联锁机和驱动采集机分离， 使冗余结构更为灵活、合理，易于通过远程连接 实现分散控制、区域集中。
四、联锁机系统级的冗余结构
• 采用两重系时，两系的切换时间为300～500 ms。 实际上，E132-JD系统的双系切换，本质上是输入 ／输出机对联锁机通过LAN传来的主用信息的校核， 从而输入输出部的输出缓冲区从“根据原主机设 置内容”切换到“根据当前主机设置内容”。 • 联锁机、驱采机的每一系均提供一个倒机切换板( 俘yS板)，安装有复位开关，允许通过对本机系统 复位实现人工倒机。 • VSYS板上安装的各种继电器均在设备面板上有指 示灯，便于维护人员监督设备运行，辅助判断故 障。
三、EI32-JD型计算机联锁系统的组成及功能
• 1．操作表示机 • 操作表示机(俗称上位机)和联锁计算机(包括驱动采集 机)构成上下位控制的分层结构。操作表示机采用Pc系 列工业控制计算机。根据系统具体配置和要求的不同 可插入不同的电路板。CPU采用PnI或以上的处理器， 向上兼容。 • 操作表示机的主要作用是为车站值班员提供操作显示 界面。操作表示机从联锁计算机取得站场当前状态， 驱动站场屏幕显示器、采集操作信息传输给联锁计算 机、将当前联锁状态信息传输给电务维修机和监测机。 • 操作表示机为双机热备。设备的倒接无需人工干预， 也不对正常行车造成干扰。 • 操作表示机可支持单元拼装式控制台、数字化仪、鼠 标器、显示器等多种操作显示工具。
四、联锁机系统级的冗余结构
• “二乘”为上述双机组合有两组，可采用双机热 备或并用方式。 • E132一JD型计算机输入一输出接口、驱动单元电 路、电源均为双套。
• 在保证安全的基础上，为提高系统的可靠性，操 作表示机、通信网络也采用双套。操作表示机也 实现了双机热备。
四、联锁机系统级的冗余结构
三、EI32-JD型计算机联锁系统的组成及功能