JD-1A型计算机联锁系统体系结构

北方交通大学2003年4月JD-1A型计算机联锁系统体系结构引言一、开展历程70年代： 第一次在国内提出开展计算机联锁的建议 ----何文卿教授的一篇论文80年代： 率先开展计算机联锁的理论研究 ----第一篇计算机联锁相关研究生论文90年代： 继续开展理论研究同时开发实用系统 ----第一本理论专著:《微机联锁系统技术》 ----北方交大第一代系统获冶金部鉴定北方交通大学

计算机联的工程应用

93年：第一代系统 特性：STD8088 双机冷备95年： 第二代系统 特性：STD8088、双机热备其余型号：43个车站97年：第三代系统〔JD-ⅠA型前身〕 特性：外部控制总线、双机热备99年6月：对青山站开通2000年5月：对青山站鉴定2000年8月： 联锁软件制式测试通过2001年5月： 制式通过铁道部防雷测试 和电磁兼容测试2002年3月： 率先获得制造特许证2000年鉴定会上胡东源局长的讲话要点 对交大表示祝贺，成果来之不易，是部和交大坚决不移地贯彻94、112号文的结果，是近年来部对计算机联锁标准上道管理的成果，意义重大，异乎寻常。交大人才济济，计算机联锁研究起步很早，但在研究之初校内山头林立，多头开发，人才分散，各自为政，产品档次不高。94号文后，部决心很大，交大领导决心也很大，克服重重阻力，人员结构做了大的改组，铲平了山头，按公司机制运作，在内部有了求生存的压力，有了开展的活力。北方交通大学拥有优秀的人才，按部专家组的意见对旧产品做了认真的整改，在8个方面做了重大的改进提高，在不到一年的时间里，开发了新一代产品，向铁道部和专家组交出了一份象样的答卷，做出了象样的产品。该产品经受了10个月的现场考验，值班员、工长、信号记录一致反映该系统稳定，未出故障。对此产品，专家组非常挑剔，该产品经得起挑剔，顺利通过了鉴定，来之不易，我内心感到十分快乐。北方交大回去要好好总结，其中间过程是一段历史，今天成果是突破。二○○三年度前

开通车站一览表

太岚镇城底292003.10.23成渝内江东182003.10.17陇海英豪242003.10.17〃偃师262003.10.16牙林伊图里河472003.9.29太岚古东302003.9.18京包沙河522003.9.17太焦台曲192003.8.30石太榆次一场282003.8.21北同蒲东榆林122003.7.29沈阳枢纽苏家屯772003.7.28南同蒲两渡302003.7.8京山北京南662003.7.3京承张辛272003.6.25二○○三年度

开通车站一览表

符合铁道部公布的《计算机联锁技术条件》系统整体设计符合故障-平安要求联锁软件通过了铁道部计算机联锁检验站的测试采用外控制总线，系统扩展能力强采用双机热备、双套软件校核、多点采集等手段，保证系统高可靠性采取抗干扰和防雷措施，提高系统的电磁兼容性能，并通过了铁道部的电磁兼容和防雷测试具备故障检测和远程诊断能力具备仿真测试能力具备多屏显示和语音提示能力，操作表示信息丰富二、技术特点

2000年4月成立北京市海淀区试验区注册的新技术企业北方交通大学为最大股东的股份制企业员工35名 博士1人 硕士6人 教授副教授4人 高级工程师8人三、公司简介

目录(一)硬件总体结构(二)结构原理(三)设备配置(四)硬件电路及其故障检测(五)联锁机倒机原理(六)操作表示机倒机原理(七)软件概要(八)工程结合(九)应急台(十)日常维护和故障处理〔一〕硬件总体结构操作机A操作机B联锁机A联锁机B监测机仿真测试机图例同轴细缆双绞线RJ45网线多芯电缆大屏幕A大屏幕B采集板输出驱动检测板继电设备输出驱动检测板采集板监测机柜音箱鼠标打印机切换电路电务维修机(二〕体系结构原理CPU速度不匹配不利于抗干扰总线接口资源少计算机总线和控制总线之间相对独立机箱容量扩展能力强总线本身可以提供测试返回信号。便于主机升级换代。CPU主机网络接口接口板接口板接口板接口板计算机总线外部计算机网络CPU主机网络接口总线转换板机箱控制板外部计算机网络接口板接口板接口板接口板计算机总线控制总线一、别离式总线结构采用外部控制总线，实现计算机总线和控制总线的别离，这是国内计算机联锁在主机运用上的一个突破。采用外部控制总线后，有以下优点：系统抗干扰性大大提高系统扩展能力大大增强，无论多大站场，均可用一台联锁机完成，不必增加执表机主机选用灵活，可应用户要求配置不同规格的工业控制级微机 二、网络结构JD-ⅠA型计算机联锁系统

网络结构的特点这是本系统的独特结构。一般计算机联锁的网络或是单网使用，或是故障切换方式。本系统采用CAN网络的双网并用结构，两网同时负担网络负载，一旦某网故障，另一网仍在工作，没有切换问题，性能稳定。网络防非法侵入三、驱采结构多功能匹配板采集板采集板输出驱动板回读检测板机箱控制板联锁机A外部控制总线多功能匹配板输出驱动板回读检测板采集板采集板机箱控制板联锁机B外部控制总线采集继电器A/B机判决逻辑输出继电器特点一：直接驱动偏极继电器动态驱动电路是计算机联锁的薄弱环节，且为输出末级，一般采用单套结构，即在组合架上采用电子驱动与电磁机构合一的动态继电器。但动态继电器故障多，维修困难。在JD-IA系统中不采用动态继电器，而是将电子驱动电路划入联锁机内部，即动态驱动板。考虑到驱动电路所采用的电容器相对来说易于老化，可靠性相对较低，因而设计了检测电路，用以实时检测驱动电路的输出电平。当联锁机有控制信息输出时，假设驱动电路的输出电路达不到工作值时，可立即检测出，并报警，以便及早维护。特点二：动态驱动电路的双备份JD-IA系统将动态驱动电路纳入系统内部，A、B机各设一套驱动板。如果某套驱动板故障，或检测到输出电平达不到工作值时，可立即倒机，由备份电路自动顶替。采用双套，更换驱动板时不影响使用。备用驱动电路也进行实时检测，故障后，立即报警。四、电源结构对电源屏要求种类要求：220V、KZ/KF〔应急盘〕容量要求：大站：4~5KVA小站：2~3KVA监测：+1KVA质量要求：隔离、稳压、防雷小结：JD-ⅠA型计算机联锁

体系结构----完善的冗余结构系统几乎全部资源均采用双套结构：联锁机双机热备电源系统双套直流稳压电压双套输入、输出电路、动态驱动电路等均为A、B机双套。其中采集板为4倍冗余，且重要采集对象为继电器前后接点全采通信网络为双网并用操作表示微机也实现双机热备与其他制式设备量的比较动态单元属我方设备采集板总数与其他制式相比增加1倍增加了一种检测板采用美国原装进口ICS计算机防雷柜操作表示机双机热备〔三〕设备配置一、典型〔中型,≤40组〕

车站设备配置稍大一些车站的配置大型车站〔≤100组〕特大型车站〔>100组〕典型机柜布置采集机箱结构输出驱动机箱结构二、动态采集电路三、动态输出驱动电路四、主要的电路模板总线转换板机箱控制板采集板输出驱动板回读检测板I/O匹配板多功能匹配板总线匹配板〔四〕硬件电路一、主要的接口故障

采集电路故障采集通道位测试错采集内部数据错采集A通道数据错采集B通道数据错采集前后接点混线采集前后接点均断开采集双口断总线控制故障机箱控制板脱板机箱I/O板脱板总线控制板地址译码错机箱地址译码错机箱I/O地址译码错组合架混线故障道岔室外混线DXJ室外混线LXJ室外混线输出驱动故障