LKD1-H2列控中心硬件维护手册

LKD-2000H2型车站列控中心硬件系统手册上海电务段信息技术科专业名词解释CIS－ComputerInterlockingSystem铁路信号计算机联锁系统TCC－TrainControlCenter地面列车控制中心系统CTC(TDCS、DMIS）－列车调度管理系统，完成列车集中调度与监督。RSS－铁路信号计算机监测系统，完成车站设备的状态检测和维修。LEU－轨旁电子单元，点式(非连续)列车控制系统中，用于沿铁路旁存储该段铁路数据。BTM－车载设备，应答器传输模块ICU－InterlockComputerUnit联锁计算单元COMM－通讯控制器，连接ICU与操控站。SCM－手动切换模块CCM－通讯控制模块目录列控中心体系结构 页列控中心体系结构车站列控中心作为与铁路现场打交道的设备，是一个大规模的I/O处理系统。它具有可靠性高、分散度强、可冗余配置的技术特色。冗余措施车站列控中心的安全计算平台标准配置采用2取2热备结构，即A、B双系冗余备份，每系分别为2取2系统。安全计算单元上设计有两套控制网络接口电路，即为冗余结构。电源模块为特殊设计，功率大，稳定性好，实现冗余配置，依据实际需要在主机柜上可配置2-6个电源。容错措施上电后，系统自动默认A系为主系，B系为备系，可通过手动方式切换A、B系的主备状态。系内、系间严格确保同步即严格执行“输入—运算—输出”的周期同步。分散隔离措施A、B双系完全独立工作，拥有单独的模块、输入/输出接口、电源和通讯连接。采用现场总线技术（Profibus-DP）取代传统的并行总线，使各模板的故障被有效地隔离。所有模板均带有隔离电路，将通道上窜入的干扰源拒之系统之外，无需另配隔离器。迅速维修措施自诊断能力：A、B分主备系，可手/自动相互切换。主系运算，备系热备。系内故障靠本系自行诊断，主系诊断自己有故障后，降级为备系，备系自动升级为主系。主备切换过程中，现场所有设备不发生扰动。故障指示：系统中所有模块均有状态指示灯，包括运行灯、故障灯、网络通信灯等。打开机柜，各模板运行状态一目了然。此外，在系统历史站上，操作人员可随时调出系统状态图，从图中可以看到各站、各模块的运行状态。带电插拔功能：由于采用了特殊保护措施，系统中的所有模块均可带电拔插，对系统的运行不会产生任何影响。列控中心硬件构成TCC主体硬件设备标准配置：正面：从上到下依次为电源机笼、指示灯与开关面板、ICU机笼、液晶显示器、通讯机笼、两个LEU；两个UPS电源；两个空气开关、两个防雷、一个保险、DB18端子等。背面：除了以上结构，还安装了工控机、24V西门子电源、两个安全继电器、一个TM432接线端子模块、隔离变压器等。系统机柜TP104:配1个电源机笼TM413＋1个ICU机笼TM410+1个通讯机笼TM414A+1块指示灯及切换面板+4个GPS+2个LEU；电源机笼TM413：6槽位，配6块24VDC电源TM450，分为3组，两两冗余输出；ICU机笼TM410：8槽位，配4块ICU连锁计算单元TM420+2块通讯控制器TM421+2块手动切换模块TM422，A、B系各4块；通讯机笼TM414A:10槽位,配6块RS422通讯模块TM480和4块LEU模块TM490，A、B系各5块；TP104系统控制机柜机柜结构TCC所有的硬件都安装在TP104机柜内。机柜外形尺寸：800(宽)600(深)2116(高)，单位:mm。TP104机柜为框式结构，前后开门，左右侧板可拆卸，底部安装有万向滑轮，可随意移动。机柜前后门下部设有通风口，机柜顶部装有排风单元，机柜底座与机柜主体之间有橡胶绝缘。机柜内部配线内部接线在TCC各个硬件设备之间建立通讯联系。机笼间的内部接线主要有：电源线、DP通讯线、指示灯及切换开关面板连线、电源状态连线及LEU之间的连接等。A、B系相互独立，ICU机笼和通讯机笼有各系独立的通讯接口、电源接口及输入/输出接口，不可混接。对于每个系，模块的数据通讯采用冗余的PROFIBUS-DP总线，笼间用4孔连接器相连。其中“A＋、A－”为一对DP通讯接点，“B+、B－”为另一对DP通讯接点，互为冗余。机柜外部配线图示外部信号电缆从机柜底部的进线孔进入机柜，由下至上走线，分别连至相应的外部接线端子。机笼间的外部接线主要有：电源线、TM480模块的RS422接口和TM490模块的RJ45接口等。要求柜内线缆走线整齐美观并绑扎固定。外部电缆连接图示机柜电源系统由供电系统进入TCC的交流电源线只需接火线（L）和零线（N）。必须注意：供电系统的交流保护地最终应与TCC系统的保护地汇于一点接到大地。要求系统的电源必须保证连续不间断供电（UPS）。对电源的基本要求如下：电压：单相220AC（－15%～＋10%）频率：50HZ±1HZ波形失真率：小于3%1路220VAC从机柜底部的进线孔进入机柜，经空气开关1后分为两路，一路为机柜风扇供电，一路经过1:1隔离变压器后由DB端子分配成多路220VAC为UPS供电。电源模块TM450将UPS1和UPS2输入的两路220VAC转换成24VDC,为ICU机笼、通讯机笼和RS422转换模块供电。UPS2输出一路经空气开关2后由DB端子分配成多路220VAC为工控机和液晶显示器供电。机柜接地系统TCC硬件的接地系统包括：保护地和防雷地，在柜内汇于一点，通过公共接地铜排接入大地。保护地：机柜体保护地、机笼保护地、电源交流保护地相连汇于柜底接地螺钉。防雷地：通讯机笼防雷接地、电源防雷器和变压器屏蔽地汇于防雷接地排连接到柜底接地螺钉。机笼TM410、TM413、TM414A列控中心机笼包括8槽位ICU机笼TM410、6槽位电源机笼TM413和10槽位通讯机笼TM414A。用螺钉固定在机柜TP104标准19英寸4UICU机笼和通讯机笼中的模块分属于A、B两系，各占一半；电源机笼中的冗余电源模块共同为系统供电。当机笼中有空槽位闲置不用时，需要安装空面板。正视图侧视图正视图侧视图空面板的安装TM410ICU机笼ICU机笼共有8个槽位，配置TM420、TM421和TM422模块共8块，A、B系各占4块。槽位号从前面板看过去由左至右依次为0~7号，其中0~3号插A系模块，4~7号插B系模块。各槽位固定一种模块，不可插错，具体分配如下：TM4204块；0号槽、1号槽2块为A系；5号槽、6号槽2块为B系；TM4212块；2号槽1块为A系；7号槽1块为B系；TM4222块；3号槽1块为A系；4号槽1块为B系；槽号模块类型A系0TM4201TM4202TM4213TM422B系4TM4225TM4206TM4207TM421A、B系各有1个4位拨码开关设定笼号，笼号必须设成一致才可以正常通讯。ICU后背板上的2个DB25插座，是TM422模块与“指示灯与切换面板”接口，它和DB9插座“POWERSTATED”与TM432配套使用，在列控中心系统中用于连接安全继电器。ICU后背板上的3个DB9插座“POWERSTATEA/B/C”是“电源状态输入”接口。与TM413电源机笼背板的“电源状态输出”接口相连后，TM422模块可将当前系统电源状态显示在软件中；ICU后背板上的4个DB9插座“ICUCOM**”是TM410模块与GPS的接口，分别与机柜内的4个GPS相连。TM413电源机笼电源机笼有6个槽位，可配置3对TM450电源模块，两两冗余均流输出,为ICU机笼TM410、通讯机笼TM414及其它现场设备提供24VDC电源。TM414A通讯机笼TM414A通讯机笼有10个槽位，槽号奇偶分离。从前面板看过去第0、2、4、6、8号槽位于左侧，放置A系模块；第1、3、5、7、9号槽位于右侧，放置B系模块。槽号固定不变，各槽位放置的模块类型也固定不变，不可插错，具体分配如下：TM4806块；0号槽、2号槽、4号槽3块为A系；1号槽、3号槽、5号槽3块为B系；TM4904块；6号槽、8号槽2块为A系；7号槽、9号槽2块为B系；模块通讯站地址=机笼笼号×10+槽号，站地址随笼号变化。模块外部接口和拨码开关位于TM414A机笼的背板。笼号设定拨码开关（4个）：A、B系各2个，两两冗余。笼号必须设成一致才可以正常通讯，即4个拨码开关的设定必须相同。终端匹配拨码开关（2个）：A、B系各1个。2个拨码开关的状态必须设成一致。同时拨至“ON”,连接终端匹配电阻；同时拨离“ON”，断开终端匹配电阻。在DP通讯链路中，如果TM414A机笼是最末端机笼，则需要接入终端匹配电阻吸收信号反射和回波。DB9连接器（6对）：A、B系各3对，是TM480模块的RS422通讯接口，外接CIS、CTC、RSS设备。标准RJ45接口（4对）：A、B系各2对，是TM490模块的RJ45以太网接口，外接LEU设备。TM480模块外接线图TM490模块外接线图TM420ICU联锁计算单元特点嵌入式低功耗32位RISC处理器16MBSDRAM16MBFlash冗余配置，二取二表决1路专用安全数据表决通道，ICU双机数据交换1路专用安全数据表决通道，系间ICU数据交换2路专用安全数据交换通道，分别向2个COMM传送数据1路Profibus-DP控制网复位按钮、硬件看门狗支持热插拔原理框图指示灯技术指标型号TM420联锁计算模块基本性能电源CPU32位RISC处理器工作电源24VDC±5%SDRAM16MB功率消耗Max.7.5W@24VFlash16MB工作环境通讯工作温度0℃~安全数据表决通道2路通讯速率：10Mbps工作湿度5%~90%，无冷凝存储温度-20℃~安全数据交换通道2路通讯速率：10Mbps存储湿度5%~90%，无冷凝物理特性PROFIBUS-DP控制网1路通讯速率：1.5Mbps尺寸规格（宽×高×深）53mm×173安装方式机笼安装安装机笼TM410ICU机笼TM421通讯控制器特点嵌入式486DX4100MHz兼容处理器16MBSDRAM16MBFlash4路安全数据交换通道，记录、监控A、B系ICU数据1路10Base-T以太网，与上层操作站进行数据交换复位按钮，硬件看门狗支持热插拔原理框图指示灯技术指标TM421通讯控制模块基本性能电源CPUIntel486DX4兼容100MHz工作电源24VDC±10%SDRAM16MB功率消耗Max.10W@24VFlash16MB工作环境通讯工作温度0℃~安全数据交换通道4路通讯速率：10Mbps工作湿度5%~90%，无冷凝存储温度-20℃~监控网络1路通讯速率：10Mbps存储湿度5%~90%，无冷凝物理特性尺寸规格（宽×高×深）53mm×173mm安装方式机笼安装安装机笼TM410ICU机笼TM422手动切换模块概述手动切换A/B系主从状态;驱动互锁安全继电器互锁安全继电器可有效防止A、B系同时为主，进一步增强了TCC系统的可靠性。并采集安全继电器状态;互锁安全继电器可有效防止A、B系同时为主，进一步增强了TCC系统的可靠性。监测电源状态、显示当前系工作状态;2路PROFIBUS-DP总线;双CPU工作方式，对数据结果进行2取2表决，通过2条DP总线把表决结果分别上报给2个系的ICU。输出采用双端控制，每个CPU控制一端，保证输出的可靠性；当此模块不存在时，两系自动工作，通过网络来自动确定两系的主从状态。电源过流保护功能；容错和自诊断功能；与机柜正面“状态指示与控制指示灯状态指示与控制面板技术指标TM422手动切换模块基本参数输入通道24路18路24VDC电源状态检测；4路安全继电器状态2路切换开关状态检测输出通道5路3路LED灯状态；1路安全继电器驱动1路安全继电器状态采集驱动工作周期60ms隔离电压1500Vrms电源工作电压24VDC±5%功率消耗<7W@24V工作环境工作温度-5℃~工作湿度5%~90%，无冷凝存储温度-20℃~存储湿度5%~90%，无冷凝物理特性尺寸规格（宽×高×深）53mm×173mm安装方式机笼安装安装机笼TM410ICU机笼TM432切换面板端子模块功能TM432端子模块是TM422手动切换模块与切换面板、安全互锁安全继电器的连接部件，与TM422共同完成切换信号的采集及系统状态的显示。接线TM432通过两根25针预制电缆和一根9针预制电缆与TM410机笼相连；TM432通过自制散线与切换面板、安全互锁继电器相连，散线标识如表1所示。接线时，散线标识要与TM432的接线端子标识一一对应。安全互锁继电器采用PSR-SCP-24UC/URM/5×1/2×2型。其中A1/A2为继电器线圈正负接点，71/72为常闭接点，23/24、43/44、53/54为3对常开接点。表1TM432接线端子/散线标识说明标识含义标识含义AM+A系主指示灯正端AM-A系主指示灯负端AS+A系备用指示灯正端AS-A系备用指示灯负端AE+A系故障指示灯正端AE-A系故障指示灯负端AK+A系为主正端AK-A系为主负端BM+B系主指示灯正端BM-B系主指示灯负端BS+B系备用指示灯正端BS-B系备用指示灯负端BE+B系故障指示灯正端BE-B系故障指示灯负端BK+B系为主正端BK-B系为主负端AA1A继电器A1号接线端子BA1B继电器A1号接线端子AA2A继电器A2号接线端子BA2B继电器A2号接线端子A23A继电器23号接线端子B23B继电器23号接线端子A24A继电器24号接线端子B24B继电器24号接线端子A43A继电器43号接线端子B43B继电器43号接线端子A44A继电器44号接线端子B44B继电器44号接线端子A53A继电器53号接线端子B71B继电器71号接线端子A54A继电器54号接线端子B72B继电器72号接线端子A71A继电器71号接线端子A72A继电器72号接线端子安装TM432端子模块采用35mmDIN轨道安装方式，通过模块底部的支架将模块固定在横向导轨上。安装方向：面对导轨，模块的接线端子位于上侧。步骤1：倾斜模块，使模块的上侧卡槽卡住35mmDIN导轨的边沿。步骤2：轻推模块使下侧卡槽卡入35mmDIN导轨边沿。当听到“咔嗒”一声时，说明模块已安装到位。拆卸步骤1：朝箭头方向用力使下侧卡槽翘起，脱离35mmDIN导轨的边沿。步骤2：旋转模块将上侧卡槽扳离35mmDIN导轨。技术指标TM432切换面板端子模块平均故障间隔时间（MTBF）≥106h物理特性尺寸规格（宽×高）115mm×安装方式导轨安装工作环境工作温度-5℃~工作湿度5%~90%，无冷凝存储温度-20℃~存储湿度5%~90%，无冷凝TM480RS422通讯模块概述实现TCC与CIS、CTC和RSS的通讯连接；2路PROFIBUS-DP总线；冗余RS422通讯接口,防雷保护；双CPU工作方式,每个CPU分别实现DP总线与RS422总线的协议转换；2个CPU二取二表决，如表决不一致，则模块进入故障安全状态；指示灯连接器针序号D型连接器信号定义1R+接收＋2T+发送＋3NC空4NC空5NC空6R-接收－7T-发送－8NC空9NC空防雷保护RS422通讯接口具有防雷保护功能，符合TB/T3074-2003《铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件》试验等级4（线地电压4kV，线线电压2kV）的要求。试验方法：与信号传输线连接的设备，用波形10/700µs，按试验等级4的要求进行正、负极性各5次，间隔为1min的线－地和线－线冲击试验。技术指标TM480RS422通讯模块电气特征RS4222路通讯隔离电压1000Vrms防雷线地电压4kV@10/700µs线线电压2kV@10/700µs电源工作电压24VDC±10%功率消耗<5W@24V工作环境工作温度-5℃~45℃工作湿度5%~90%，无冷凝存储温度-25℃~存储湿度5%~90%，无冷凝物理特性尺寸规格（宽×高×深）43mm×173mm×280mm安装方式机笼安装安装机笼TM414ATM490LEU通讯模块概述完成TCC与LEU间的数据转发；2路PROFIBUS-DP总线；冗余RJ45以太网接口；双CPU工作方式,每个CPU分别实现DP总线与以太网的协议转换；2个CPU二取二表决，如表决不一致，则模块进入故障安全状态；指示灯连接器TM490与LEU通过直通网线连接，采用标准RJ45接口，信号定义如表1所示：表1RJ45连接器信号定义针序号信号定义线色含义1TData+白橙数据发送正2TData-橙数据发送负3RData+白绿数据接收正6RData-绿数据接收负技术指标TM490LEU通讯模块电气特征RJ45接口2路接口协议数据链路层协议802.310M以太网IP协议IPv4电源工作电压24VDC±5%功率消耗<6W@24V工作环境工作温度-5℃工作湿度5%~90%，无冷凝存储温度-25℃存储湿度5%~90%，无冷凝物理特性尺寸规格（宽×高×深）