计算机联锁培训

铁路专业技术人员“十一五”继续教育培训之

计算机联锁系统韩安平5/12/20231通信信号研究所第1页，共106页。内容1.TYJL-II型计算机联锁系统2.TYJL-ADX型计算机联锁系统

3.TYJL-TR9型计算机联锁系统

5/12/20232通信信号研究所第2页，共106页。第一部分

TYJL-II型计算机联锁系统5/12/20233通信信号研究所第3页，共106页。典型系统结构图

运转室

维修机

联锁总线

微机房

与CTC接口室外设备

控制台

上位机执表机联锁机5/12/20234通信信号研究所第4页，共106页。5/12/20235通信信号研究所第5页，共106页。典型系统结构图联锁机A联锁机B执表机A执表机B上位机A上位机B接口部分控制台SWJQHJ维修机5/12/20236通信信号研究所第6页，共106页。联锁机功能实现信号设备的联锁逻辑处理功能，完成进路确选、锁闭、解锁，发出开放关闭信号和动作道岔的控制命令与上位机交换信息，接收上位机的操作命令，给上位机发送信号设备的状态信息以及联锁机与执表机的工作状态信息与执表机交换信息，接收执表机发来的信号设备的状态信息，给执表机发送设备动作信息采集、驱动现场信号设备的状态控制联锁机与执表机的自动切换、联机、同步、脱机5/12/20237通信信号研究所第7页，共106页。执表机功能与联锁机交换信息，接收联锁机发来的设备动作信息，向联锁机发送信号设备的状态信息采集、驱动现场信号设备的状态5/12/20238通信信号研究所第8页，共106页。联锁机、执表机组成STD－5V、采集12V、驱动12V电源CPU板1604I/O板（采集：20、28、30、38驱动：10、18）报警板STD-01通信板（联锁机2块、执表机1块）采集板驱动板接口零层通信总线盒机器工作状态指示灯联机按键（执表机不用）切换手柄电源指示层STD层采集指示层驱动指示层通信总线盒5/12/20239通信信号研究所第9页，共106页。联锁机、综合柜组成5/12/202310通信信号研究所第10页，共106页。电源采集电源：用于机器采集所需继电器状态信息，经二极管构成采集回线要送到组合架。采集回线A、B机并联。电压：12V±1V驱动电源：用于机器驱动动态继电器，通过驱动回线要送到组合架。各个机柜有独立的驱动回线，绝不可相混线。电压：12V±1V计算机电源：机器所有电路板的工作电源。电压：5V±0.1V各电源要有良好的隔离性。5/12/202311通信信号研究所第11页，共106页。面板指示灯含义5/12/202312通信信号研究所第12页，共106页。输入、输出板采集板驱动板故障现象：端口检查错、回读错采集板原理、驱动板原理、采集电路原理、驱动电路原理5/12/202313通信信号研究所第13页，共106页。采集对象轨道：前后接点信号：DJDXJLXJYXJTXJ等道岔：DBJFBJSFJZH零散采集5/12/202314通信信号研究所第14页，共106页。采集板原理图▼VCC（５Ｖ）采集回线（１２Ｖ）▼▼▼微机控制5/12/202315通信信号研究所第15页，共106页。采集电路走向5/12/202316通信信号研究所第16页，共106页。驱动对象信号：DXJLXJYXJTXJ等道岔：DCJFCJSFJ零散驱动5/12/202317通信信号研究所第17页，共106页。驱动板原理图▼VCC（５Ｖ）微机控制Ｑ１２Ｖ动态继电器▼▼微机控制▼5/12/202318通信信号研究所第18页，共106页。驱动电路走向5/12/202319通信信号研究所第19页，共106页。驱动电路的检查回读检查电路板检查外部配线检查闭环检查信号驱动与回采闭环检查道岔驱动与表示检查（道岔表示、SFJZH）继电器缓吸特性的检查SFJ的接入检查道岔定反后检查5/12/202320通信信号研究所第20页，共106页。上位机功能计算机联锁系统的人机接口，接收信号值班员操作命令及提供图象显示根据操作员的始终端按钮初选进路与联锁机交换信息，发送操作命令给联锁机，接收联锁机发来的站场信息及微机设备工作状态信息发送站场信息及操作信息给维修机，接收维修机传来的时钟信息构成局域网与其它信息系统接口5/12/202321通信信号研究所第21页，共106页。上位机组成工业控制机（PC机：显示器、键盘、主机箱、主板、多屏显卡、以太网卡、PC-01网卡、声卡、电子盘、硬盘、软驱）控制台（单元控制台、数字化仪控制台、鼠标控制台）宏观上：5/12/202322通信信号研究所第22页，共106页。上位机组成5/12/202323通信信号研究所第23页，共106页。控制台切换板5/12/202324通信信号研究所第24页，共106页。维修机功能与上位机交换信息，实时反映主备联锁系统的运行状态，校准上位机时钟记录设备运行状态信息和站场变化信息等（自动存盘和人工存盘）与远程维修中心建立拨号网络，实现远程诊断与调监系统、微机监测系统等信息管理系统接口注意维修机的正常关机5/12/202325通信信号研究所第25页，共106页。维修机图标显示/隐藏信号名称显示/隐藏道岔名称查看记录切换查看工作/备用系统再现以前系统状态修改系统时间查看远程诊断产品简介5/12/202326通信信号研究所第26页，共106页。维修机记录窗口记录内容窗口2351465/12/202327通信信号研究所第27页，共106页。用鼠标单击如图所示的“文件”则下拉出如下菜单文件菜单选择此菜单项

输入日期（只要日期）后按下此OK按钮，将弹出如下窗口。

如果按下此按钮，将弹出如下窗口。选择要再现工作机还是备机（对应监控A机或B机确认后此窗口关闭，同时原“记录再现窗口”中播放按钮从无效（灰色）变为有效（黑色），并列出所有时间。在此处选择合适的时间范围（用鼠标在相应条目上点击，该选项变蓝）此处只列出对当前记录的选择，其时间范围至少包括从当前时间起前24小时的记录，其确切开始时间可以在记录窗口中看到。图像再现使用5/12/202328通信信号研究所第28页，共106页。鼠标单击滑块左方记录步退鼠标拖动滑块将记录播放至指定时间鼠标单击滑块右方记录步进此处指示当前再现到的时刻，它将随着滑块的移动不断变化。再现功能按钮说明：按设定的速度播放暂停播放直接到记录头快进快退步进（速度较快）步退（速度较快）直接到记录尾注：再现过程中，如果打开记录窗口，则可以看到完整的再现记录，其操作方法不变。图像再现使用5/12/202329通信信号研究所第29页，共106页。选择此菜单项在此空白处填入数值，此数值是再现一条记录所用的大概时间（以毫秒为单位），所以值越小再现速度越快选择此菜单项

结束再现，关闭再现功能窗口。图像再现使用5/12/202330通信信号研究所第30页，共106页。动态继电器工作原理图驱动板C3D2C4PX1000HR55/12/202331通信信号研究所第31页，共106页。动态继电器励磁条件QHJQHJA机驱动回线A机驱动信号B机驱动回线B机驱动信号838273725262DKF(DKZ)DKZ(DKF)[参见图2-9]5/12/202332通信信号研究所第32页，共106页。动态电源切换图B动态继电器稳压电源ADQJBDQJADQJADQJWKZWKFSGJ用LASGJLASGJLQHJLBSGJLBSGJLADKZLADKF(LBDKZ)(LBDKF)ZQHJZQHJZASGJZASGJZBSGJZBSGJZADKZ(ZBDKF)ZADKF(ZBDKZ)ＡAW-8BLQHJ5/12/202333通信信号研究所第33页，共106页。系统供电网络图电源屏配电柜容量3KVA~220V应急台KZKF24V~220V联锁A机联锁B机执表A机执表B机监控A机监控B机24V控制台~220V接口架动态稳压电源A动态稳压电源B~220V微机房运转室机械室5/12/202334通信信号研究所第34页，共106页。道岔图像显示定位指示反位指示白闪表示道岔转换变为红闪表示挤岔28道岔号：通常不显示灰色：点击道岔名称后显示红闪：道岔挤岔表示红稳：道岔单锁白色：道岔封闭黄色：道岔转换5/12/202335通信信号研究所第35页，共106页。信号图像显示SII信号没开放时XJ后接点采集不到红闪表示禁止灯光灯丝断丝信号封闭信号禁止灯光信号开放”绿色闪光：办理列车作业，始端或终端按钮按下，进路尚未排通黄色闪光：办理调车作业，始端或终端按钮按下，进路尚未排通；粉色闪光：办理总取消;红色闪光：办理总人解

，正延时解锁；黄色：提示该信号在开放状态或相应股道有机占，信号前后接点校核错或断丝(断丝时信号复示器为红闪)；浅灰色：办理总人解时，等待输入口令。深灰色：按下信号名称按钮，显示全部信号名称；青色：进路的始端标志存在；该信号的接进轨道有机占

5/12/202336通信信号研究所第36页，共106页。软件结构上位机软件（初选进路、操作显示、记录等）联锁软件（调度、管理、采集控制、选路、锁闭、开放信号、关闭信号、解锁、溜放、非进路、推峰等）维修机软件（维护界面）5/12/202337通信信号研究所第37页，共106页。道岔数据结构C06 DB 21H ;岔号 DB 0E2H ;岔向 DW DG06 ;所在区段MH DB 0AAH ;单/双动特征 DB KZZHZ ;控制字组号 DW DG06 ;岔尖数据区首址 DW D08 ;定位数据区首址 DW D04 ;反位数据区首址 DB ? ;带动岔标志 DB ? ;(从)带动岔岔号 DB 60H ;快动标志 DB 0C1H ;控制字序号 DB 18H ;岔位特征字 DB 0F1H ;锁闭防护控制字6D8D4D25/12/202338通信信号研究所第38页，共106页。信号数据结构D02 DB 10H ;代码 DW DG06 ;上链MH指针 DW DO2G ;下链MH指针 DB KZZHZ ;控制字组号 DW D02G ;接近区段MH指针 DB 0E2H ;特征码1 DB 68H ;..........2 DB 0H ; DB 0FFH ; DB 0A5H ;..........3 DB 0FFH ; DB 0H ; DB 20H ;控制字序号D8D46D25/12/202339通信信号研究所第39页，共106页。区段数据结构DG06 DB 08H ;00- DW C06 ;01-SLM DW D02 ;03-XLM DB 0FFH ;05-TBBZ DB 0FFH ;06-QSFK DB 0FFH ;07-ZFJK DB 41H ;08-XQDS DB 08H ;09-QDM2 DB 0H ;10-ZJJCD8D46D25/12/202340通信信号研究所第40页，共106页。联锁试验关键内容及常见故障现场开通前信息核对主备机采集信息可以在脱机状态下同时进行驱动信息在脱机状态下分别进行联锁试验关键内容场联、站联、带动、防护、超限、延时解锁、基本进路5/12/202341通信信号研究所第41页，共106页。快速故障处理手段学会倒机联锁机倒机上位机倒机控制台倒机学会看记录分清工作机与备机不同故障看不同机器的记录敢于动手，但不要盲目动手多思考，准确定位故障点及时与北京一级维修中心联系说清故障现象说清处理经过，不要隐瞒处理过程5/12/202342通信信号研究所第42页，共106页。第二部分

TYJL-ADX型计算机联锁系统5/12/202343通信信号研究所第43页，共106页。项目研发背景我国的计算机联锁事业在铁道部的领导和大力支持下，经历二十多年的发展至今，基本形成了以自主研发的双机热备冗余制式和引进核心硬件及操作系统平台的多重系冗余制式并存的格局。五次大提速的实施、特别是以200km/h为代表的第六次提速和客运专线的建设，对计算机联锁的安全性和可靠性提出了更高的要求。国际上大多采用特殊设计的，具有整体硬件安全冗余结构的专用安全型控制计算机系统，其典型结构以三取二和二乘二取二为代表。为进一步提高我国计算机联锁设备的安全性、可靠性和可用性、更好地适应我国铁路工程建设和设备使用维护管理的特点，提高系统的规范性并更好地符合部技术装备的原则，铁科院通号所在部领导的支持下，根据相关的技术政策和技术发展趋势，对二乘二取二计算机联锁系统的研发进行了多方面的持续努力。日立公司是享有良好声誉的国际知名大公司，其包括计算机联锁在内的信号产品在日本新干线、国铁和私铁线路上有着广泛的应用。经赴日实地考察，决定引进日立公司的ADX-1000计算机联锁系统，作为合作开发新一代联锁系统的基础。5/12/202344通信信号研究所第44页，共106页。系统研发过程2002年2003年

2004年

完成系统平台的培训、联锁软件的移植和系统集成工作，开发出TYJL-ADX计算机联锁系统样机，完成联调与测试。签定合作协议：合作方式为日立公司提供核心硬件系统、开放软件平台；通号所开发应用软件，负责系统集成，共同开发适合中国铁路需求的二乘二取二计算机联锁系统。完成系统实用化开发和完善、工程设计和实施，经多次现场测试后，第一套系统在哈尔滨铁路局桦南站顺利开通。2001年与日立公司进行技术交流，商讨合作意向2006年

通过铁道部专家组技术审查。2007年

获得铁道部上道行政许可证。5/12/202345通信信号研究所第45页，共106页。系统集成原则核心安全系统-联锁主逻辑单元、区域执行单元和安全信息传输部分及其平台全部采用自日立公司ADX-1000型计算机联锁系统，保证系统的高安全性和高可靠性。在核心系统应用平台全部开放的基础上，移植已在国内广泛使用的联锁软件，保证系统应用软件具有已经多年实际运用验证的，充分的成熟性以及对现场需求、工程实施和使用维护的良好适应性。系统的操作维护终端及相应的人机界面，对相关系统的接口等外围系统全部由既有联锁系统经集成改进而成，保证系统操作控制以及与CTC、TDCS、列控和微机监测等系统接口的规范性和协调一致性。5/12/202346通信信号研究所第46页，共106页。系统结构框图5/12/202347通信信号研究所第47页，共106页。系统组成系统主要可分为以下几部分：联锁主机FCX区域执表机FFC监控机车务控制台电务维修终端远程维修终端5/12/202348通信信号研究所第48页，共106页。系统典型结构显示操作终端监控机A联锁Ⅰ系(FCX)区域执表机FFCⅠ系显示操作终端监控机B远程诊断联锁Ⅱ系(FCX)区域执表机FFCⅡ系维修机5/12/202349通信信号研究所第49页，共106页。

系统功能划分示意图区域执表机FFC（I/O)

联锁逻辑处理机FCX操作显示部分

(1)提供信号值班员操作(2)显示站场平面图型(3)实时显示现场的作业情况(4)信息的记录储存(1)系统的核心，完成联锁逻辑运算(2)与现场控制部分通信，(3)联锁机之间的信息交换，实现热备功能(1)实现对信号、道岔等的控制(2)实现对轨道电路、信号、道岔等表示的采集5/12/202350通信信号研究所第50页，共106页。系统运行方式的状态转移图断电源故障待机电源切断主系从系电源ON主系切换从系切换检测对方为非主系或停止状态检测对方为主系区域执表机FFC异常初始化异常主系故障从系故障联锁逻辑部分异常

单系有四种状态：待机状态：FCX在启动初始化时为待机，当FCX和FFC通信异常或FFC故障时也为待机

主系状态：具有控制权，且监视从系的控制状态从系状态：与主系同步，且监视主系控制状态故障状态：当系统检测到本系硬件异常时CPU停止运行，处于故障状态

5/12/202351通信信号研究所第51页，共106页。系统安全性结构设计示意图(1)确保冗余系之间的独立性(2)故障及潜在故障检测诊断。(3)检测到故障时的安全控制措施以必要的冗余结构，故障诊断结构和故障检测时的安全侧控制结构来保证系统的安全性。通过2重交变信号对I/O单元的控制及I/O单元的FS电路，即使发生FFC或I/O单元故障，现场设备也能保证安全。I/OunitFS-AMPFS-AND交变信号A健全性交变信号交变信号B联锁控制逻辑CPU-ACPU-B主FCX从FCXData1Data2CRC1通番CRC2CPU-AData1Data2对比处理差动2重化比较器CPU-BData2Data1对比处理S-LAN总线校核CPU-BCPU-A铁道综合技术研究所对系统进行了安全性的评估比较器比较器区域执表机（主系）5/12/202352通信信号研究所第52页，共106页。系统核心_故障－安全处理器结构示意图时钟联锁机采用故障－安全双CPU处理器FCX.处理器的两个CPU使用同一个时钟，实现总线同步工作，总线比较以时钟为单位，对CPU的处理经过和结果进行比较，比较一致时输出控制脉冲串，本系才能产生有效的输出总线比较器可以实现CPU及周边器件最短时间内的故障检测，通过屏蔽对外输出或停止CPU的动作使安全得到保障CPU1CPU2总线比较器ROMROMRAMRAM控制输出单元输出控制脉冲串时钟5/12/202353通信信号研究所第53页，共106页。系统I/O的安全性结构设计示意区域执表机FFC(处理器)I/O单元FS-AMPFS-AND交变信号A健全性交变信号交变信号BF总线CPUACPUBFBC对于输出由A系和B系输出各自的交变周期性信号，通过F总线向I/O单元输出，比较器（FBC）输出表示两系的CPU正常工作的信号。在I/O单元，以两系的交变信号及从来自FBC的正常工作信号为条件，由故障导向安全电路输出比较器FBC用来检测两系处理器的总线信号。采用使两系输入信号相差半个时钟周期的差分二重化方式。为自检测，还附加了故障注入输入回路和测试模式生成回路。只有在输入一致，测试模式生成回路，故障输入回路，比较器全正常时才能得到有效的输出信号。I/O单元的输出具有回读检查功能，如果FFC的交变信号控制停止，向现场设备的输出也停止。FFC的控制可切断I/O单元的电源5/12/202354通信信号研究所第54页，共106页。系统安全信息传输的安全性结构设计示意(1)FCX和FFC双方都考虑了安全的设备组成(2)通讯中断超时一定时间将接收到的数据导向安全侧(3)通过给数据附加CRC以及将控制数据双重化来检测出数据的异常。(4)通过附加通讯序号来验证数据的实时性。(5)FFC需校核双重数据的一致性以及检查CRC的正确性(6)通过发送数据的编码和附加编码以及接收数据的解码和完整性、实时性检查等来实现信息的安全传输。从系FCXData3CRC3联锁控制逻辑部2数据一致CRC正常·一致现场设备主系FCXData1CRC1Data1CRC1CRC2Data1反转数据区域执表机(FFC)Data2CRC2Data4CRC45/12/202355通信信号研究所第55页，共106页。系统特点一采用二乘二取二安全冗余结构：两系并用，互为主备，提高可靠性；每一系均全面采用二取二比较的安全冗余结构，确保安全性。核心系统均采用特殊设计的专用故障-安全计算机，其可扩展的主逻辑单元FCX和执行表示逻辑控制单元FFC都采用了时钟级同步、总线级比较的二取二安全冗余结构。在更容易受到干扰影响的执行表示逻辑控制单元FFC中采用了差动时钟级同步和总线比较技术，可更有效地抑制共模干扰的影响。5/12/202356通信信号研究所第56页，共106页。系统特点二在FFC中，以二取二两系各自输出的交变信号及来自比较器FBC的正常工作信号作为条件，由故障倒向安全电路（FS电路）输出，只有在输入一致，比较器正常以及测试模式生成回路，故障注入输入回路全部正常工作时才能得到有效的输出信号。

系统具有快速实时的故障诊断功能，能准确实现故障定位。系统对采集板和驱动板具有完善的自诊断功能，周期性检测采集/驱动回路的正确与否，故障注入输入回路和测试模式生成回路的设计保证了任一采集或驱动回路的故障均可及时检出。系统除故障切换、人工切换之外，还具有定时切换方式。通过可设定的定时切换能够保证对采用了冗余结构的I/O末端电路也实现100%的在线检测率，提高其可靠性。5/12/202357通信信号研究所第57页，共106页。系统特点三系统可扩展能力强，可适用于任何规模的站场；可支持光纤环网连接方式，具有区域联锁功能。

系统监控机采用双机并行的工作方式，可支持多种显示和操作设备；维护终端功能丰富，具有图像再现功能。

系统可方便地与CTC、TDCS、列控中心和微机监测等系统接口。

系统具有功能完备的计算机辅助设计软件，可一次性完全自动生成监控机、联锁机、接口控制器数据及与继电结合的设计配线图。系统采用浮地安装方式，抗雷电能力强。

5/12/202358通信信号研究所第58页，共106页。系统特点四系统使用CPMS专用操作系统和专用软件平台，可对每个子任务的处理时间、处理顺序、内存使用等进行监督管理；使用专用的ADXLD编译、下载和调试工具对应用程序进行处理，确保软件在每一个处理环节的安全性。

系统结构简洁合理，两套冗余系统的主机笼独立设置，可实现完全意义上的单系脱机。系统支持现场脱机测试功能，易扩展，便于升级和改造。系统应用软件移植自已经广泛使用的TYJL-TR9型联锁系统成熟的联锁软件。

5/12/202359通信信号研究所第59页，共106页。现场脱机测试方案脱机测试方法：1.断开联锁机FCXI系和FCXII系的主备通讯连接线，与模拟测试机连接2.将FCXII开机重新启动，当FCXII处于待机状态使时，按压FCXII的CPU板上的SREQ的按钮，即可进入测试模式，同时系统会给出相应的指示灯3.结束测试模式时，关闭FCXII电源，恢复FCXII与FCXI连接线，再重新启动FCXII,系统即可进入同步工作状态。5/12/202360通信信号研究所第60页，共106页。安全认证和测试系统通过了日本铁道综合技术研究所的安全认证系统在日本通过防雷、电磁兼容测试系统联锁软件通过了铁道部计算机联锁检测中心的制式测试5/12/202361通信信号研究所第61页，共106页。桦南站TYJL-ADX系统桦南站机房FFC(I/O)部分联锁逻辑处理部分FCX5/12/202362通信信号研究所第62页，共106页。第三部分

TYJL-TR9型计算机联锁系统5/12/202363通信信号研究所第63页，共106页。系统结构图控制台微机监测操作室电务维修机机房现场鼠标监控机A监控机B远程诊断远端机械室继电组合电源屏配电柜容错联锁主机系统不提供图中虚框中的设备其他系统5/12/202364通信信号研究所第64页，共106页。系统主要组成部分车务人机接口部分（鼠标控制台或按钮式控制台）监控部分（CompactPCI-嵌入式XP操作系统）电务维修部分（专用工控机）容错联锁主机部分（美国进口Triconex）5/12/202365通信信号研究所第65页，共106页。主要配套系统微机监测远程诊断调度监督DMISCTC5/12/202366通信信号研究所第66页，共106页。系统硬件联锁机硬件监控机硬件维修机硬件5/12/202367通信信号研究所第67页，共106页。联锁机硬件联锁主机CPU模块电源模块通信模块输出模块输入模块远程控制模块容错联锁机架5/12/202368通信信号研究所第68页，共106页。联锁机硬件－联锁主机联锁主机分为主机笼、本地扩展机笼，远程扩展机笼。主机笼安装有电源模块，CPU模块，通信模块，输入输出模块。本地扩展机笼安装电源模块，输入输出模块远程扩展机笼安装远程扩展模块，电源模块，输入输出模块。5/12/202369通信信号研究所第69页，共106页。联锁主机PASSFAULTACTIVEMAINT1MAINT2COMRXCOMTXI/ORXI/OTXEMP3006EICM4119PASSFAULTACTIVE1TX1RX2TX2RX3TX3RX4TX4RXPRTPASSFAULTACTIVEMAINT1MAINT2PASSFAULTACTIVEMAINT1MAINT2COMRXCOMTXI/ORXI/OTXCOMRXCOMTXI/ORXI/OTXREMOTERUN?LOCAL1PROGRAMSTOPEMP3006EMP3006115/230VACPASSFAULTALARMTEMPBATTLOWPOWERMODULEMODEL8310115/230VACPASSFAULTALARMTEMPBATTLOWPOWERMODULEMODEL8310DIGITALINPUT3501E9101112131415161718192021222324252627282930313212345678PASSFAULTACTIVEDIGITALINPUT3501E9101112131415161718192021222324252627282930313212345678PASSFAULTACTIVEABCLRLRLRLRLRLRLN

NOCNC12LN

NOCNCRCPOWERCOMMP234567DIGITALINPUT3501E9101112131415161718192021222324252627282930313212345678PASSFAULTACTIVEDIGITALINPUT3501E9101112131415161718192021222324252627282930313212345678PASSFAULTACTIVEDIGITALINPUT3501E9101112131415161718192021222324252627282930313212345678PASSFAULTACTIVEDIGITALINPUT3501E9101112131415161718192021222324252627282930313212345678PASSFAULTACTIVEDIGITALINPUT3501E9101112131415161718192021222324252627282930313212345678PASSFAULTACTIVEDIGITALINPUT3501E9101112131415161718192021222324252627282930313212345678PASSFAULTACTIVEDIGITALINPUT3501E9101112131415161718192021222324252627282930313212345678PASSFAULTACTIVEDIGITALINPUT3501E9101112131415161718192021222324252627282930313212345678PASSFAULTACTIVE5/12/202370通信信号研究所第70页，共106页。联锁主机的原理输入电路A输入电路B输入电路C输出电路A输出电路B输出电路C主处理器C主处理器BI/O总线I/O总线I/O总线TriBusTriBusTriBus表决主处理器A输入端子输出端子热备热备5/12/202371通信信号研究所第71页，共106页。容错联锁主机的容错能力

系统通过从输入模块、主处理器模块到输出模块三大部分的全面三重化结构来实现其容错能力，这样保证了系统中任何部件的单永久性故障或由各种原因造成的瞬间故障发生时容错联锁系统仍能无差错、不间断工作。5/12/202372通信信号研究所第72页，共106页。容错联锁主机的容错原理容错联锁系统的每个I/O模块都有三条完全独立的分电路。输入模块上的每条采集分电路分别采集继电器结点（DJ、XJ、DB、FB、GJ等）并将采集结果经过三条I/O总线送入相应的主处理器，在每个联锁扫描周期，三个主处理器通过通过专门的高速总线系统：TRIBUS进行同步通信，表决输入数据。每个主处理器模块根据表决后的输入数据执行联锁程序，然后将联锁程序产生的输出数据经过三条I/O总线送到输出模块，在输出模块上进行硬件表决后输出，最后驱动相应继电器（XJ、DC、FC等）。

对每个I/O模块，容错联锁系统都支持热备功能，若主模块在运行中发生故障，容错联锁系统能立即将热备模块投入联锁，保证系统不间断运行。5/12/202373通信信号研究所第73页，共106页。联锁主机机械规格5/12/202374通信信号研究所第74页，共106页。容错联锁主机背板原理图逻辑槽位左I/O模块右I/O模块*I/O总线主处理器A,B,&CTRIBUS双重电源导轨总线C总线B总线A通信总线总线C总线B总线A通信模块I/O电缆的ELCO结线端子电源端子12346TerminalStrip#1TerminalStrip#2任何时候左右I/O模块均可作工作模块或热备模块*电源模块#15电源模块#25/12/202375通信信号研究所第75页，共106页。容错联锁机架背板总线电源引入端子双重电源导轨TRIBUSI/O总线通信总线I/O引线端子5/12/202376通信信号研究所第76页，共106页。容错联锁主机电源结构图每个模块报警滤波DC-DC变换器检测-+桥整流电源模块#1地电源导轨2电源导轨1滤波DC-DC变换器故障检测-+桥整流电源模块#2稳压器Vcc稳压器稳压器Vcc稳压器稳压器Vcc稳压器ABCNONCCNONCCNO?常开结点NC?常闭结点C?公共故障5/12/202377通信信号研究所第77页，共106页。电源模块报警提示和报警继电器在以下情况下动作：硬件结构与软件设置不一致一模块与系统失去联系一模块故障一主处理器检测出一系统故障一电源模块无交流输入一电源模块有“电池低”或“超温”报警5/12/202378通信信号研究所第78页，共106页。电源模块技术参数83125/12/202379通信信号研究所第79页，共106页。主处理模块原理图故障检测电路时钟发生器中断控制器主处理器NS32GX32浮点处理器NS32381调试通信端口双口RAM双口RAMDMATriBus状态指示双重电源稳压电路Vcc上游下游容错通信总线容错I/O总线通信处理器内部系统总线二重电源导轨512KEPROM2MBSRAMI/O处理器上游下游5/12/202380通信信号研究所第80页，共106页。主处理器模块的多处理器联锁主处理器：32位25MHZNS32GX322M内存，负责执行联锁程序，其内存用于存贮联锁程序、I/O数据、诊断和通信数据。I/O通信处理器：12MHZ80C31375K波特，负责交换主处理器模块与I/O模块间的采集数据、驱动数据。三重化的I/O总线装在机架背面，另外通过I/O总线电缆可从主机架延伸到另一机架。通信处理器：16MHZ80C1522M波特，负责交换主处理器模块与通信模块间的命令数据、表示数据。5/12/202381通信信号研究所第81页，共106页。主处理器模块的TRIBUS在每个主处理器模块都有一套高速表决总线系统：TRIBUS在三个主处理器模块间负责：诊断数据和通信数据的传递对所有采集数据的传递和硬件表决对上次联锁程序的输出数据、中间数据的传递和硬件表决对联锁程序代码进行比较TRIBUS为完全隔离、串行通信、4M波特。一个DMA控制器独立于联锁软件完成同步、传输、表决、数据纠正。5/12/202382通信信号研究所第82页，共106页。主处理器模块的自诊断验证联锁程序代码和内存测试所有处理器的指令和操作代码验证每个I/O通信处理器和分电路间的双口RAM验证CPU、每个I/O通信处理器和分电路间的握手信号和中断信号检查CPU、每个I/O通信处理器和分电路处理器的ROM、双口RAM、RS-485收发器的反馈验证TRICLOCK和TRIBUS接口5/12/202383通信信号研究所第83页，共106页。主处理器模块的指示3006,3007,30085/12/202384通信信号研究所第84页，共106页。通信模块 监控机通过通信模块向三个主处理器模块发送车务人员操作命令，并读取三个主处理器模块中信号、道岔、区段等设备的现场状态和联锁逻辑状态，供实时车务图形显示。 通信模块有完全通用的四个串口和一个并口。若一串口故障，电务维修人员可马上带电将通信电缆插入另一串口即可。5/12/202385通信信号研究所第85页，共106页。通信模块技术参数4119EICM4119PASSFAULTACTIVE1TX1RX2TX2RX3TX3RX4TX4RXPRT5/12/202386通信信号研究所第86页，共106页。输入模块每个输入模块都有三条相同的分电路（A、B和C）。虽然三条分电路在同一模块内，但是它们是完全隔离并独立操作，一条分电路的故障不会扩散到另外的分电路。每条分电路都有一个八位的微处理器处理与相应主处理器间的数据交换。三条分电路中的每条分电路并行地采集输入信号，采集数据放在相应的A、B和C输入表中，每个输入表通过相应I/O总线用相应主处理器模块中的I/O通信处理器进行定期轮询取走，如主处理器A通过I/O总线A取走输入表A。5/12/202387通信信号研究所第87页，共106页。输入板原理图输入阵列总线接口处理器门限检测光电隔离-+A输入阵列总线接口处理器-+B输入阵列总线接口处理器-+C输入端子门限检测光电隔离门限检测光电隔离分电路隔离控制信号智能I/O控制器三重化I/O总线接口电路--典型点(32)双口RAM双口RAM双口RAM光电隔离光电隔离光电隔离微微微5/12/202388通信信号研究所第88页，共106页。输入模块技术参数3564DIGITALINPUT3501E9101112131415161718192021222324252627282930313212345678PASSFAULTACTIVE电压24VDC点数64，公共输入范围15-30VDC最大输入36VDC信号门限

OFF-ON/ON-OFF>15VDC/<6VDC吸入电流2-3mA输入迟延OFF-ON/ON-OFF<2ms/<2ms最小/最大隔离1500VDC输入阻抗>3.0KΩ粘结测试ON&OFF诊断指示PASS（完好）、FAULT（故障）、ACTIVE（工作）5/12/202389通信信号研究所第89页，共106页。输出模块每个输出模块都有三条相同的隔离分电路。每条分电路有一个I/O微处理器通过相应的I/O总线从相应的主处理器中获取输出数据。输出模块采用方型硬件三取二表决电路进行输出。输出模块都对每个输出点执行专门的输出表决诊断（OVD）。每个微处理器可通过模块上的回读电路读取每点的输出值以便判断输出电路内存在的隐蔽型故障。输出表决诊断（OVD）的时间不超过2毫秒（典型值为500微秒），不会对外部的继电器产生任何影响。5/12/202390通信信号研究所第90页，共106页。输出板原理图总线接口微处理器点寄存器总线接口微处理器点寄存器总线接口微处理器点寄存器输出开关驱动电路AA?B输出开关驱动电路输出开关驱动电路B输出开关驱动电路CABCA?BABC+VABC三重化I/O总线外部接口电路-典型点（16）电压反馈检测器负载回线智能I/O控制器*****所有输出开关均采用光电隔离5/12/202391通信信号研究所第91页，共106页。输出模块技术参数3664,3674输出电压24VDC输出信号32电压范围16-30VDC提供电流每点2A漏电流最大2mA点隔离1500VDC诊断指示PASS（正常）、FAULT（故障）、ACTIVE（工作）、LOAD（负载）载）DIGITALINPUT3501E9101112131415161718192021222324252627282930313212345678PASSFAULTACTIVE5/12/202392通信信号研究所第92页，共106页。远程控制模块如果系统有远程控制点时，采用远程控制模块4210，42114210安装在中央控制室4211安装在远程控制点每个4210可连接3个远程控制点5/1