计算机联锁概述
《计算机联锁》课件
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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。
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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。
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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
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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。
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。
典型计算机联锁概念及其功能层次结构
典型计算机联锁概念及其功能层次结构典型计算机联锁概念及其功能层次结构如下：
计算机联锁概念：
计算机联锁是指在计算机系统中，通过相互协作和交流实现各个组件之间的相互制约和安全控制的一种机制。
它的主要目的是确保系统的稳定性、安全性和可靠性，以及避免潜在的冲突和错误。
功能层次结构：
物理层：物理层是计算机联锁的基础，涉及计算机硬件的连接和传输。
它包括电源供应、数据线路、总线和接口等组件，用于确保各个硬件设备之间的正确连接和数据传输。
操作系统层：操作系统层是计算机联锁的核心，负责管理和控制计算机系统的各个资源和任务。
它提供了诸如进程管理、内存管理、文件系统、设备驱动程序等功能，以确保各个程序和任务之间的协调和安全运行。
网络层：网络层是计算机联锁中的关键组成部分，涉及计算机之间的通信和数据传输。
它包括网络协议、路由器、交换机等网络设备，用于确保计算机之间的连接和通信的可靠性和安全性。
应用层：应用层是计算机联锁的最上层，涉及特定的应用程序和功能。
它包括各种软件应用，如办公套件、数据库管理系统、图形设计软件等，用于满足用户的具体需求和完成特定的任务。
总结起来，计算机联锁的功能层次结构包括物理层、操作系统层、网络层和应用层。
物理层负责硬件的连接和传输，操作系统层管理和
控制系统资源和任务，网络层处理计算机之间的通信和数据传输，应用层提供特定的应用程序和功能。
这些层次相互协作，确保计算机系统的稳定性、安全性和可靠性。
什么叫计算机联锁
一、什么叫计算机联锁？答：计算机联锁是以计算机技术为核心，采用通信技术、可靠性与容错技术以及“故障—安全”技术实现铁路车站联锁要求的实时控制系统。
二、计算机联锁系统具有哪些功能？答:其具有的功能有：1、联锁控制功能：计算机联锁系统的联锁功能与继电式电气集中相同的，能根据车站行车安全的需要，在规定的联锁条件与规定的时序下自动对进路、信号与道岔实行控制。
具体包括：（1）进路的控制。
包括列车进路与调车进路的选排、锁闭与解锁；引导进路的控制等。
列车进路的办理方法与继电联锁设备办理方法基本相同，仍沿用按压双按钮才形成操作命令的规定，这样可避免因误动一个按钮而产生错误操作命令的可能。
一些系统为办理慎重起见，对原封按钮的相应办理作了一些改动。
（2）信号的正常开放、关闭、人工重复开放以及防止自动重复开放。
（3）道岔的单独操纵、锁闭与解锁。
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，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、反位与四开位置，道岔单独锁闭与封闭状态；信号机的开放与关闭状态，灯丝断丝；轨道电路区段的空闲、占用、锁闭状态。
一般用不同的颜色代表不同的含义。
（3）车站值班员按压按钮动作的确认显示。
（4）联锁系统的工作状态、故障报警显示。
（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。
3、记录存储与故障检测与诊断功能：利用计算机的信息处理能力与存储容量大的特点，计算机系统为实现系统维护、行车管理自动化奠定了基础。
这主要是表达在;( 1 )系统可按时间顺序自动记录与储存车站值班员按钮操作情况、现场设备动作情况与行车作业情况。
电务维修人员只需根据功能菜单提示，按压相应功能键，将前一段时间内的系统运行状况或作业情况按规定格式显示出来，作为查找故障、分析故障的参考。
这些信息也可打印出来。
（2）提供图像再现功能，即系统可将前一段存储的数据以站场图形方式显示在屏幕上，按照实际操作与车列运行情况再现出来，以便更直观的查找故障与分析问题。
典型计算机联锁概念及其功能层次结构
典型计算机联锁概念及其功能层次结构典型计算机联锁是指在计算机系统中对各个部件之间进行协调和互锁的一种机制。
它的作用是确保计算机系统的正常运行，防止错误发生，保证数据的完整性和安全性。
计算机联锁的主要功能有层次结构，并从低到高分为硬件层面的物理联锁、操作系统层面的软件联锁和应用层面的逻辑联锁。
物理联锁是基于计算机硬件的互锁机制，主要保证计算机硬件的协同工作。
其功能主要有以下几个方面：1.时序控制：确保各个部件的工作时钟统一，保证系统同步运行。
2.电源控制：对于故障或者不工作的硬件设备进行电源断电，避免设备损坏或者对系统造成影响。
3.总线控制：通过总线控制和管理系统中各个部件之间的数据传输和通信，实现数据的正常流动。
4.中断控制：对于系统发生错误或者出现异常情况时能够及时中断相关操作，并采取相应的补救措施。
5.锁存功能：对于输入和输出数据进行锁存，以保证数据的完整性和正确性。
软件联锁是指在操作系统层面对计算机系统进行互锁和协调。
它主要包括以下几个方面的功能：1.资源管理：分配和共享计算机系统的各种资源，包括CPU、内存、磁盘等，防止资源冲突和浪费。
2.进程同步：确保系统中多个进程能够按照一定的顺序和时序进行执行，避免进程间的竞争和冲突。
3.错误处理：监控系统的运行状态，及时发现并处理系统产生的错误和异常情况，保证系统的可靠性和稳定性。
4.文件系统管理：对文件进行管理和控制，确保文件的读写和访问的正确性和安全性。
5.通信管理：提供网络通信的相关功能，包括协议栈、数据传输和报文处理，保证数据的可靠传输和通信的安全性。
逻辑联锁是指在应用层面实现对计算机系统的联锁和协调，其主要功能包括：1.数据一致性：对于多用户或多进程共享的数据，确保对数据的更新能够按照一定的规则和逻辑进行同步和处理，避免数据的冲突和不一致。
2.事务处理：对于需要进行原子操作的多步骤操作，保证这些操作按照一定的顺序和规则进行执行，确保数据的完整性和正确性。
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。
计算机联锁知识
计算机联锁系统问答一、什么是计算机联锁?在6502继电集中联锁设备中，道岔、信号机、进路之间的联锁关系是靠继电器所构成的逻辑电路来实现的。
计算机联锁就是用计算机的逻辑运算取代继电器以实现联锁功能的联锁系统。
目前，国内多家研制单位研制的计算机联锁系统性能和使用方法可能不尽一致。
本教程有关计算机联镇内容所涉及的问题，均是以铁道部科学研究院通信信号研究所研制的、采用鼠标输入的装置为基础（以丰库站、堡石图站、卧虎屯站为基础）叙述的，其他各型号产品可能与之不尽相同，特请各站注意阅读各自的使用说明书，以免误导。
二、计算机联锁分哪几个型号？计算机联锁设备主要有以下几种：1、TYJL-II型计算机联锁系统，由铁道科学研究院通信信号研究所研制开发分布式多处理机系统（丰库站、堡石图站、卧虎屯站）；2、DS6-11中国铁路通信信号总公司研究设计院研制开发的双机热备系统（金宝屯站）；3、JD-1A型计算机联锁系统，由北京交通大学微联公司研制开发的分布式计算机控制系统（保康站、甘旗卡站、阿尔乡站）；4、CIS-1型计算机联锁系统，由卡斯特信号有限公司研制开发。
三、计算机联锁系统的硬件结构分为哪几个层次?其主要功能是什么?计算机联锁系统的硬件结构分为四个层次，控制命令的输入有以下几种方法：1、控制台方式控制台由绘制了站场示意图的金属板和控制按钮组成，操作人员通过按压控制按钮输入控制命令。
这种输入方式因与6502极其相似，故最容易为车站值班员接受，但是成本较高。
2、图形输人板方式图形输人板是一块绘有站场图和各种按钮的面板，用光笔点压有关按钮输入各种控制命令。
图形输入板俗称工程数字化仪。
3、鼠标方式通过鼠标直接在显示屏上操作。
这种输入方式形象直观，操作方便，且成本较低。
随着计算机的日益普及，它注定会取代控制台输入方式和光笔输入方式。
4、键盘输入方式此法因操作不直观，只适合信号维护人员使用。
四、显示屏上各种颜色光带的含义是什么?为使值班人员能随时了解站场内机车车辆的走行状态及进路(道岔、信号机)的状态，显示屏以不同颜色的光带给出相应的表示。
计算机联锁3篇
计算机联锁第一篇：计算机联锁的基本概念计算机联锁是指在系统中实现多个计算机之间的互联互通。
通过网络连接，计算机之间可以进行数据交换和协同工作。
计算机联锁的目的是提高工作效率，减少时间和空间的限制，增加协同工作的灵活性。
计算机联锁应用广泛，在工业、农业、医疗等领域都有重要应用。
计算机联锁根据网络结构的不同可以分为星型网络、总线网络、环型网络、网状网络等形式。
其中，星型网络是指所有计算机都连接在一个中心节点上，中心节点起到了集线器的作用，其优点在于维护简单，但是缺点在于如果中心节点出现故障会影响整个网络。
总线网络是指所有计算机都通过一条公共的总线连接在一起，其优点在于建立便捷，但是缺点在于如果总线出现故障会导致整个网络瘫痪。
环型网络是指所有计算机都按照一个环的形式连接在一起，每个计算机只连接下一个计算机，其优点在于数据传输速度较快，但是缺点在于如果某个节点出现故障会使整个环形网络出问题。
网状网络是指所有计算机都相互连接，并且可以通过多个路由访问到目标计算机，其优点在于灵活性和鲁棒性强。
计算机联锁的重要性在于其能够打破客观制约条件，实现多个计算机之间的协同工作。
比如在生产过程中，通过计算机联锁系统可以实现物料采购、生产计划排程、质量控制、生产现场管理等工作之间的信息共享和优化协同。
再比如在医疗保健中，通过计算机联锁系统可以实现医院信息管理、治疗方案制定、医疗资源调配等工作之间的信息共享和协同工作。
在计算机联锁系统中，安全和保密性是至关重要的。
计算机联锁系统中的敏感信息易受黑客和其他恶意攻击者的攻击。
因此，在系统设计和维护中必须精准把握数据的重要性和保密等级，合理设计权限管理、数据加密、系统监控等等措施，确保联锁系统的安全和可靠运行。
总之，计算机联锁系统是现代社会高效协同工作的必须要件之一，可以提高生产和管理的效率，也可以提高医疗保健的水平。
同时，在计算机联锁系统中保证信息安全和保密性也必须得到至关重视。
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•信号或命令的形式：
以特定的物体的外表特征如：形状、颜色、位置、灯光 及状态的显示数目等。
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•铁路信号的功能：
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进路建立
进路选择
1、操作规范 2、空闲状态 3、征用标志 4、状态记录
道岔控制
进路锁闭
1、为下一步开放信号 创造条件
2、万一信号不能开放， 则可用其他方式指挥仍安全
信号控制
发生异常情况应及时关闭
•进路控制过程
进路建立
进路解锁
进路选择 进路锁闭 开放信号
用道岔位置不能间接控制的两条进路。两条进路不能同时建立。
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• 联锁
– 定义：保证行车安全，信号、道路与进 路之间以技术手段保持的一定制约关系
进路和操作顺序。
信号机
道岔
道岔
信号机
联锁系统
• 保证行车安全的措施：保证列车或调车车列在其进 路上运行的安全。 采取的措施： 当①进路空闲 ②道岔位置正确 ③敌对进路未建立三 个条件都满足时，防护进路的信号机才允许开放。
计算机联锁
主讲人：何朝峰
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教材
《车站信号自动控制》王永信 中国铁道出版社
参考书：
《计算机联锁》林瑜筠 中国铁道出版社 《车站信号计算机联锁控制系统》徐洪泽 中国铁道出版社 《车站计算机联锁ABC》赵志熙 中国铁道出版社 《计算机联锁系统技术》赵志熙 中国铁道出版社
①车站信号控制系统； ②区间信号控制系统； ③编组站调车控制系统； ④铁路行车安全指挥系统以及列车运行自动控制系统。
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• 进路：
列车或调车车列由某一指定地点运行至另一地点所经过的路段。
• 平行进路： 两条没有共同的路段的进路。两条进路可以同时建立。 • 敌对进路：
• 监控层－接受上层信号控制命令和道岔控制命令，并向 联锁层传输信号、道岔、轨道电路的状态信息，其控制 电路必须时故障－安全的。
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二、操作表示机显示
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显示界面1
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第一章 计算机联锁概述
计算机联锁是用微型计算机和其他一些电子、继电器 件以及各种计算机软件组成的具有故障-安全性能的实 时控制系统。
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计算机联锁的定义
• 计算机联锁－用微型计算机对车站值 班人员的操作命令与现场实际状态的 表示信息进行逻辑运算，从而实现对 信号机、道岔及进路进行集中控制和 联锁的车站联锁设备。
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• 联锁机构的输入和输出信息具有两种性质： 开关性和安全性。
开关性： 操作输入信息、状态输入信息 表示输出信息、控制输出信息
安全性：根据信息与行车安全的关系界定。
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主要内容
➢ 计算机联锁系统概述 ➢ 计算机联锁系统的基本原理 ➢ 双机热备型计算机联锁 ➢ 二乘二取二计算机联锁 ➢ 三取二计算机联锁 ➢ 用于平面调车的计算机联锁 ➢ 计算机联锁工程设计
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•铁路信号：
④联锁技术。
实现三项联锁条件的技术。
⑤故障－安全技术。
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实现故障导向安全的技术。
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石家庄铁道大学电气与电子工程学院
• 系统的安全性：
– 功能安全，即系统在无故障地正常工作 中用保证行车安全的功能。
– 技术安全，即系统发生故障后其后果仍 能导致行车安全。
铁路信号系统
无故障 故障
安全
软硬件实现联锁的逻辑关系
微
机 联
采用积木式的软硬件
锁
大量减少人为工作
第一节 车站联锁系统的基本结构 • 层次结构
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车站联锁的层次结构
• 人机会话层－操作人员通过操作向联锁机构输入操作信 息并接受联锁机构输出的反映设备工作状态和行车作业 的表示信息。
• 联锁机构－系统核心，实现联锁功能，必须具有故障－ 安全性能。其根据联锁条件，对输入的操作信息和状态 信息，以及联锁机构的当前内部信息进行处理，改变内 部信息，产生相应的输出信息，即控制命令，并交付监 控层控制电路予执行。
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• 轨道电路的作用
1、监督列车的占用，反映线路的空闲状况，为开放 信号，建立进路或构成闭塞提供依据；
2、传递行车信息，如移频自动闭塞利用轨道电路传 递不同的频率信息来反映列车的位置，决定通过信号 机的显示或决定列车运行的目标速度，从而控制列车
运行。
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①保证列车或调车作业的行车安全； ②提高运输效率； ③实现运输管理自动化、列车运行自动控制；改善 铁路员工的劳动条件。
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石家庄铁道大学电气与电子工程学院
• 保证行车安全的措施：
①起初以运营管理措施来保证行车安全； ②随着科学技术的进步转变为以技术手段保证行车安全。
• 铁路信号的分类：（按应用场所分类）
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• 轨道电路的应用
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非安全信息：与安全无关的信息，
操作输入信息、表示输出信息。
安全信息：与安全有关的信息，
状态输入信息、控制输出信息。
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安全信息有两个状态： 一个状态允许车辆运行
――危险侧信息； 一个状态禁止车辆运行
――安全侧信息。 安全性信息必须遵守故障――安全原则。
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自动解锁
非自动解锁
正常解锁 调车中途返回解锁 取消进路 人工解锁 故障解锁
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各种技术及相应的器材：
①进路空闲的检测技术。
DGJ↑→进路空闲；DGJ↓→进路占用。
②道岔控制技术。
由动力转辙机及其控制电路实现。
③信号控制技术。
XJ↑→信号开放；XJ↓→信号关闭。