1、EI32-JD计算机联计算机联锁系统锁系统主讲主讲 赵米秀赵米秀2010.4第1页，共39页。研制背景v高速、提速、重载、大型客运站、重点车站提出了可靠性、更高安全性的更高要求v目前国内以双机热备为主流机型v三取二系统的弱点 v22取2系统的现状第2页，共39页。前 言 EI32-JD型计算机联锁系统是由日本信号株式会社和北京交通大学微联科技有限公司联合开发研制的计算机联锁系统，该系统符合铁道部颁布的计算机联锁技术条件，采用日本信号株式会社开发研制的硬件系统（EI32电子联锁系统硬件），北京交大微联科技有限公司开发研制的软件系统，它是二乘二取二系统，是一套性能可靠、具有故障安全性、功能完善、操
2、作简单、维护方便的车站联锁系统。其关键部分均采用双套热备，保证故障时不间断使用。EI32-JD型计算机联锁系统保留了6502电气集中的执行电路，包括道岔启动电路、信号机点灯电路、轨道电路、各种联系电路等成熟的继电电路，其它电路则由计算机联锁系统代替。计算机联锁系统的关键部分均采用双套热备，保证故障时不间断使用。第3页，共39页。第一章第一章 系统主要技术特点系统主要技术特点v硬件：硬件：联锁机/驱采机完全采用日信成熟技术EI-32型计算机联锁设备；操作表示机JD-A型计算机联锁的成熟技术v软件：故障安全实时操作系统、安全性通信软件、安全性输入-输出程序采用日信既有软件；操作表示机软件、联锁软件
3、JD-A型计算机联锁的现用软件第4页，共39页。一技术特点一技术特点 在日本，EI32型计算机联锁系统已经在300多个车站中投入使用，最长运用时间达15年。在高速、高密度的日本地铁、新干线上，都安全可靠地运行着EI32计算机联锁系统。EI32计算机联锁系统硬件具有以下技术特点：1安全的保证 总线控制的双系统，采用2X2取2结构；每个计算机由双CPU分别运算，比较一致后，才作为该计算机的输出；采用FSOS（Fail-Safe Operation System）；FSOS是故障安全的实时操作系统，在系统运行期间，每个周期都进行硬件单元的诊断以及ROM/RAM诊断、内存保护诊断、运行周期监视等。确保
4、系统的安全性、实时性。采用故障安全的输入输出系统。第5页，共39页。2系统可靠性的保证 联锁机、驱采机间的通信采用局域网光接口，光缆通道双倍冗余，具有高速、高可靠性；驱动电路、采集电路具备强大的自诊断功能，在电路工作时实时进行检测，出现故障立即报警或系统停止运行；驱动电路、采集电路双倍冗余，单路故障不影响系统工作；与之配套的操作表示机双倍冗余，故障时能自动切换。第6页，共39页。3高速处理能力 系统经日本地铁、新干线等地的检验，具有高速、高密度的控制能力。4维护方便 计算机联锁系统直接驱动组合架中的JPXC1000继电器，无需在组合架增加动态驱动电路；联锁系统具备强大的故障诊断能力，精确的故障
5、定位；维修机提供并记录丰富的信息，供电务维修人员参考。第7页，共39页。二系统对环境的要求及技术指标二系统对环境的要求及技术指标 系统环境温度：045 系统环境湿度：不大于90 大气压力：74.8KPa106Kpa 双机切换时间：小于500ms 系统运用环境，如微机室应采取防静电措施，加装防静电地板。第8页，共39页。第二章、总体结构设计理念：引进技术和国产技术相对独立第9页，共39页。第10页，共39页。一、系统总体结构一、系统总体结构 电电源源系系统统 光光 组组合合架架 室室外外设设备备 室室外外设设备备 联联锁锁机机 上层系统 C CT TC C 自自律律机机 可远程采集数据 操操作作
6、表表示示机机 驱驱采采机机 驱驱采采机机 组组合合架架 微微机机监监测测系系统统 电电务务维维修修 系系统统 第11页，共39页。二、硬件体系二、硬件体系引进联锁机与国产上位机的结合第12页，共39页。EI32-JD型计算机联锁系统属于分布式计算机控制系统，也称集散型测控系统，其特点是分散控制、集中信息管理。系统包括人机对话层（也称操作表示层）、联锁运算层、执行层，体系结构如图所示：第13页，共39页。优点：易于与国产CTC接口第14页，共39页。EI32-JD型计算机联锁系统硬件结构图型计算机联锁系统硬件结构图第15页，共39页。从图可见，EI32-JD计算机联锁系统主要组成部分如下：1、操
7、作表示机、操作表示机 操作表示机也称人机对话微机，简称上位机。它和联锁机构成上下位分层结构。操作表示机有以下功能：办理进路等操作功能它接收车站值班员的操作按钮，将按钮通过网络通信传送给联锁机。站场及信息显示功能它接收来自联锁机的站场状态数据和提示信息等，在CRT显示器或控制台上显示站场情况、系统工作状况、提示信息、报警信息等，对主要的错误或故障提供相应的语音报警。信息转发功能将站场状态数据及提示信息、报警信息、系统状态信息等转发给电务维修机。为TDCS、CTC、列控等系统提供接口。操作表示机双机热备，系统运行时两台操作表示机同时工作，一台主用，另一台备用。第16页，共39页。2、联锁机、联锁机
8、 联锁机也称下位机。功能如下：接收操作表示机下发的操作命令。进行联锁运算。根据运算结果，产生控制命令；并通过LAN通信，将控制命令传送到驱采机。通过LAN通信，接收驱采机传送的采集站场状态。将站场状态信息、提示信息、故障信息等传送给操作表示机。联锁机采用双系热备的动态冗余结构，两套联锁机互为备用。第17页，共39页。3、驱采机、驱采机 驱采机的功能如下：控制采集电路工作；采集板通过LAN通信，将采集到的站场状态传送到联锁机。通过LAN通信，接收联锁机传送的控制命令；并根据控制命令控制相应驱动电路。第18页，共39页。4、采集电路、驱动电路、采集电路、驱动电路 采集电路在驱采机的控制下，采集组合
9、架继电器状态，为双路采集即每个采集点都通过两路进行采集，两路采集结果通过LAN通信传送到联锁机，作为联锁运算 的依据。驱动电路在驱采机的控制下，驱动组合架继电器动作，为双路驱动，即两路驱动电路的输出并联后，再驱动继电器，一旦某路驱动故障，另一路仍可继续工作。第19页，共39页。5、接口配线、接口配线 组合架继电器与采集、驱动电路间一一对应，即接口信息表规定好了某采集电路采集哪个继电器，某驱动电路驱动哪个继电器。从组合架室内分线盘到采集电路、驱动电路间通过32芯电缆相连.第20页，共39页。6、电务维修机、电务维修机 电务维修机通过电务维修网与操作表示机相连，功能如下：接收操作表示机传来的站场状
10、态信息、操作信息、提示信息、故障信息等。显示站场运行状况、车站值班员操作信息、故障信息、系统运行状况等。记录一个月的历史信息，可查看一个月内站场运行状况、车站值班员操作信息、故障信息等。为TDCS、CTC系统、微机监测等提供接口。第21页，共39页。第三章第三章 联锁机柜联锁机柜 一联锁机柜的机箱式结构一联锁机柜的机箱式结构 EI32-JD型计算机联锁系统的联锁机柜采用欧洲标准结构，机柜内包括联锁机箱（包括A联锁机、B联锁机、联锁倒机单元）、驱采机箱（包括驱采机和驱动电路）、驱采扩展机箱。机箱背部安装有母板，机箱内提供电路板插槽，电路板在机箱前面插入机箱母板中，并在前面板有指示灯，用以观察设备
11、运行情况以及输入/输出接口状态。机箱对外的引线通过母板后面的接插件与外界相连。第22页，共39页。联锁机柜(正视图)联锁机柜(背视图)42UJP4JP1JP6JP7JP2S41S42JP3CN2S52S51CN4CN3S62S61S63S72S73S71S82S83S81S91S92S93 S102 S103S101S113S112S111S123S122S121S133S132S131S142S143S141S152S153S151S161S162S163S173S172S171(封)(封)(II系扩展S63)(封)(封)(封)(封)(封)S143CN1CN624VFGT24VL0VL0V(
12、24)PWRNK24VPWRC0V5VS73(封)S12CNL1CN5S02CNL2JP6JP7S22S32CN4CN3CN2S42S52(封)(II系S63)(封)S63S62S72JP2S11S01JP1JP4JP5S21S31JP3S41S51S61S71(封)S112S93(封)(封)S83S82S92(封)S102 S103S132(封)S122S113S123(封)(封)S133S142S111S81S91S101S131S121S141S163(封)S153S152S162S172S173S151S161S171S143JP1CN6CN10VL0V(24)24VLFGTK24V2
13、4VK24VCN1A3A1S01S02S12(封)S11CNL2CNL1CN5T2T6T1T9T10S21S22S32S31S42S41S52S51S62S61CN3CN4JP6JP1JP3JP7JP4JP5CN2倒机CN2JP8S01S02FGA1A3CN10V(24)24VK24VPWRCPWRN5V0VS42(封)(封)(封)T6CNL1CN5JP1T2CNL2T9T1S12JP8S22T10S32JP3倒机CN1(封)(封)(封)S62S52CN2JP4S41JP6S11S21JP7S31S61S51JP5CN4CN3倒机CN4检测联锁检测联锁II系微机正常II系微机正常I系微机正常I
14、系5V电源I系联锁故障II系5V电源II系联锁故障I系通信I系微机正常I系联锁故障I系5V电源驱 采 机II系联锁故障联 锁 机II系5V电源S73CN5S12(封)CNL2CNL1S02JP6JP7S22S32CN3CN4CN2S42S52(I系S63)S62S63S72S112S93S83S82S92S102 S103S132S122S113S123S133S1420VPWRCPWRN5VJP2S11S01JP4JP5S21S31JP3S41S51S61S71S111S81S91S101S131S121S141S163S153S152S162S172S173S151S161S171S143
15、CN1CN60V(24)0VLFGT24VLPWRC24VK24VPWRN0V5VS73JP2CNL2(封)CN5CNL1JP6S12S02JP7JP1S22S32JP4CN2CN3(I系扩展S63)CN4S42S52JP3S63S62S72S112S93S83S82S92S102 S103(封)S132S122S113S123S133S142S11S01JP5S21S31S41S51S61S71S111S81S91S101S131S121S141S163S153S152S162S172S173S151S161S171倒机CN3(至接口柜)PWRC0VPWRNFG5V0V(24)24V(2U)
16、(5U)(6U)(6U)(1U)(6U)(6U)(1U)(1U)(6U)(1U)42U风扇开关(1U)(4U)(1U)(2U)风扇电源插头(7U)(7U)(7U)(7U)(7U)系联锁机系联锁机系驱采扩展机箱系驱采机箱倒机板空开1空开2系驱采扩展机箱系驱采机箱电源板串口通信板CPU板LAN通信板LAN接口板系统控制板串口通信板CPU板LAN接口板LAN通信板系统控制板电源板电源板CPU板LAN通信板LAN接口板系统控制板驱动板驱动板12驱动板驱动板43驱动板驱动板驱动板驱动板7865驱动板9采集板采集板采集板总线扩展板总线扩展板驱动板驱动板驱动板驱动板驱动板驱动板驱动板驱动板驱动板系统控制板L
17、AN接口板LAN通信板CPU板电源板396875421联锁电源箱5VS01S020VPWRNPWRCK24VFGT0VL24VL0V(24)24VCN1CN6CNL2CNL1CN5S12S11S22S21S32S31JP5II系通信II系检测开关I系主用I系检测开关II系主用采集板驱动板10驱动板111采集板采集板采集板采集板采集板采集板采集板采集板采集板采集板采集板采集板系驱采扩展机箱驱动板11驱动板10系驱采扩展机箱系驱采机箱系联锁机系联锁机系驱采机箱CN10JP12CN14空CN12CN13CN11空JP112动作RCN1-50PCN2-50PB2KGRCN3-50PCN4-50P1动作
18、RCN8-10PCN6-40P24VLCN9T50VLCN15CN7-10PB1CHPRB2CHPRB1KGR正常/故障RT4JP7FAN正常RJP9JP8JP3JP5JP6JP4JP1JP2T3T2T1A2KGRCORRSTRA2CHPRA1CHPR空A1KGRRESE2RCN5-50PJP10表示盘+-24V电源1-+24V电源2联锁电源箱(封)(封)(封)(封)(封)(封)(封)(封)(至接口柜)(至接口柜)(至接口柜)(至接口柜)(至接口柜)(至接口柜)(至接口柜)(至接口柜)(封)(至接口柜)(至接口柜)(至接口柜)(至接口柜)(至接口柜)(至接口柜)(至接口柜)(至接口柜)(至接口
19、柜)(至接口柜)(至接口柜)(至接口柜)(至接口柜)驱动板14驱动板13驱动板1212总线扩展板总线扩展板12驱动板驱动板驱动板1 14 13 12(II系扩展S73)(II系扩展S83)(II系扩展S93)(II系扩展S103)(II系扩展S113)(II系扩展S123)(II系扩展S133)(II系扩展S143)(II系扩展S153)(II系扩展S163)(II系S73)(II系S83)(II系S113)(II系S103)(II系S93)(II系S123)(II系S133)(II系S143)(II系S153)(II系S163)(I系S73)(I系S83)(I系S93)(I系S103)(I系
20、S113)(I系S123)(I系S133)(I系S143)(I系S153)(I系S163)(I系扩展S73)(I系扩展S83)(I系扩展S93)(I系扩展S103)(I系扩展S113)(I系扩展S123)(I系扩展S133)(I系扩展S143)(I系扩展S153)(I系扩展S163)联锁机柜配置图第23页，共39页。II系联锁机I系联锁机倒机板A机主用B机主用A5V电源 A微机正常 A联锁故障A通信B联锁故障B微机正常B5V电源B通信联锁机A5V电源 A微机正常B微机正常B5V电源A联锁故障B联锁故障驱采机电源板串口通信板CPU板LAN通信板LAN接口板系统控制板串口通信板CPU板LAN接口板
21、LAN通信板系统控制板电源板I系联锁机II系联锁机PWRC0VPWRNFG5V0V(24)24VK24VCN1A3 A1S01S02S12(封)S11CNL2CNL1CN5T2T6T1T9T10S21S22S32S31S42S41S52S51S62S61CN3CN4JP6JP1JP3JP7JP4JP5CN2倒机CN2JP8S01S02FGA1A3CN10V(24)24VK24VPWRCPWRN5V0VS42(封)(封)(封)T6CNL1CN5JP1T2CNL2T9T1S12JP8S22T10S32JP3倒机CN1(封)(封)(封)S62S52CN2JP4S41JP6S11S21JP7S31S6
22、1S51JP5CN4CN3联锁机箱正视图联锁机箱背视图第24页，共39页。I系5V电源I系5V电源I系联锁故障I系联锁故障II系联锁故障II系5V电源驱 采 机II系联锁故障II系5V电源联 锁 机I系微机正常I系通信I系微机正常II系微机正常II系通信II系微机正常I系检测开关联锁II系主用I系主用检测联锁II系检测开关检测第25页，共39页。二二.联锁与驱采硬件联锁与驱采硬件 全面的22取2，消除了可靠性瓶颈第26页，共39页。表决器成为三取二可靠性瓶颈 系 系 系 表决器 输出 交大22取2系统 联锁系 联锁系 驱采系 驱采系 三取二系统第27页，共39页。1、联锁机联锁机 第28页，共
23、39页。第29页，共39页。2.动态无缝切换的双系热备系统动态无缝切换的双系热备系统 系统的联锁机采用双系热备的动态冗余结构，两套联锁机互为主备，没有主次之分。系统运行期间，一套联锁机作为主机运行，另一套则作为备机运行。两套联锁机同时接收操作表示机发送来的控制命令，同时通过LAN通信，接收两套采集电路采集站场状态，并进行联锁运算，产生相应的控制命令。两套驱动电路则通过LAN通信接收联锁机的控制命令，但最终根据主用联锁机的控制命令控制自己的动态驱动电路产生输出，进而控制继电器动作。第30页，共39页。三.驱采电路 双断驱动电路第31页，共39页。第32页，共39页。铁道部审查意见EI32-JD系
24、统的驱动继电器电路为独立的双线方式，没有共用回线。具有较高的防止混线误动的能力，提高了系统的安全性。第33页，共39页。1、驱采机驱采机 驱采机安装在驱采机箱中。驱采机通过LAN通信，接收联锁机传送的控制命令，并根据控制命令控制相应的驱动电路。采集板通过LAN通信，将采集到的站场状态传送到联锁机。2、采集电路采集电路 联锁机通过采集机箱的接口电路采集组合架继电器接点状态。为双套采集，即每个采集点都通过两路进行采集，两路采集结果通过LAN通信传送到联锁机，联锁机以此作为联锁运算的依据。一个驱采扩展机箱可插16块采集电路板（及3块驱动板），每块采集板有64路采集。某块采集板某路采集的是哪个继电器接点（前接点/后接点）由接口信息表约定。采集板前面板上端指示灯表明采集板是否工作正常，如果绿灯点亮，则该板工作正常，如果红灯点亮，则该板有故障。第34页，共39页。v3、驱动电路驱动电路第35页，共39页。驱动电路前面板指示灯含义如图示第36页，共39页。Siemens 2取2 安全计算机第37页，共39页。第38页，共39页。演讲完毕，谢谢观看！第39页，共39页。
