车站信号大站电气集中联锁.ppt

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1、1,（二）执行组电路 作用：检查进路中道岔位置是否正确，进路是否空闲，未建立敌对进路，实现进路锁闭；检查开发信号联锁条件后，开放信号；完成进路的解锁。由八条网络线构成：8线：XJJ励磁网络 9线：QJJ、GJJ励磁网络 10线：QJJ的自闭网络 11线：XJ励磁网络 12线、13线：解锁网络，1LJ、2LJ 14、15线：控制台光带表示灯网络,2,(三)信号控制电路,信号控制电路包括信号继电器电路和信号机点灯电路两部分。,开放信号的联锁条件,(a)进路必须在空闲状态。(b)敌对进路必须在未建立状态，并且确实被锁在末建立状态下。(c)进路上的道岔(包括防护道岔，以下同)位置必须正确，并且确实被锁

2、在规定位置上。(d)车站信号机必须手动开放，自动关闭，并且要防止自动重复开放。,3,(e)列车信号机应在列车驶入进路后，立即关闭，而调车信号机则应在调车车列完全出清接近区段后，才准许自动关闭。(f)取消进路和人工解锁时，信号机应先关闭，然后才准许进路解锁。(g)当信号机显示“进行信号”时，如发生灯丝断丝故障，应自动改点“停车信号”红灯。进站信号机在开放前如果它的红灯灯泡断丝，则不再准许它开放。,4,五、大站电气集中联锁使用时注意事项 1严禁办理预排进路。2排列进路时，应严格遵循按压按钮的顺序，不能颠倒。3在同一个咽喉区、同一时间内只能办理一条进路。4进路在排列时，控制台上轨道光带表示灯白光带未

3、点亮以前，若取消了该进路，此时应重新办理进路。5取消进路时，应先松开进路的始端按钮，后松开总取消按钮。6在办理人工解锁时，发现解锁的进路未经延时白光带就熄灭，即进路未经规定的时间延时解锁，应立即通知信号工区进行处理。,5,7在用进路式操纵道岔转换时，要注意观察控制台上电流表指针的偏转角度。8在现场清扫、维修或用手摇把转换道岔时，经车站值班人员允许后(现场称“要点”)，应拉出道岔按钮，使该道岔实现单独锁闭。9当信号工区人员检修电动转辙机后，车站值班人员应及时配合用单独操纵方式认真进行试验，并核对控制台上道岔表示灯的表示与室外道岔实际位置一致，方可正式使用。,6,第三节 微机联锁设备概要,一、定义

4、：用微型计算机完成信号、道岔、进路之间联锁关系称微机联锁。CIS是铁路信号的基础设备，是通过计算机技术、控制技术和通信技术来实现车站信号联锁功能的，具有高可靠性、高安全性和高实时性的安全关键（safety-critical）系统。高可靠性（MTBF 106 h）高安全性（极高级，MTBFAS 1011h）高实时性（=250ms）,7,二、车站联锁控制系统历史发展概述,1825年9月7日第一条铁路在英国诞生，主要问题是安全和效率1830年出现铁路信号1856年第一套简单的机械式车站联锁控制设备诞生1927年基于布线逻辑的继电器联锁控制系统问世，其联锁逻辑由继电器实现。我国的典型代表为6502电气

5、集中联锁控制系统。1978年，由瑞典ABB公司研制的世界上第一套计算机联锁控制系统在瑞典哥德堡站成功应用,8,【瑞典】计算机联锁发展三个阶段：采用的典型产品为EBILOCK750系列，特点是信号机和道岔的控制器件仍由继电器来完成，保留轨道继电器；采用无接点方式的电子器件控制信号机和道岔，仍保留轨道继电器；实现全电子化控制，典型产品有EBILOCK850系统和EBILOCK950系统，控制电路、轨道继电器均采用无接点方式的功能块。安全性与可靠性采用分散控制方式，采取双机热备、单机运行双套软件,三、车站联锁控制系统各国发展概述,9,【英国】计算机联锁又称为固体联锁（Solid State Inte

6、rlocking，简称SSI）1985年SSI系统首次在明斯顿车站正式应用，其采用分散三级控制方式，为保障安全性与可靠性，采用三取二表决的模式。参与表决的每个模块运行单套软件，每一模块与其他两个模块的运算结果相比较以检验自身的运算结果。,三、车站联锁控制系统各国发展概述,10,【德国】于1979年决定研制计算机联锁。1985年西门子公司以SIMIS系统为核心构成车站联锁控制系统在慕尼黑米腾瓦尔特区段的穆尔脑（Mulmau）站交付使用。早期的SIMIS-B型（8080 CPU）、SIMIS-C型（8085 CPU）、SIMIS3116、SIMIS3216、SIMISE型（80386）、SIMIS

7、-W型，前几种为双机硬件比较，后两种为三中取二表决型。,三、车站联锁控制系统各国发展概述,11,【日本】于1985年开始使用计算机联锁，已经安装使用了200多个车站。主要产品为SMILE I、II、III型和K、N型五种类型。【美国】其产品主要有通用信号公司（GPS）的VPI安全型系统和联合道岔与信号公司（USS）的Microlock系统两种。其大部分用在单机运行状态，系统的安全性由主机系统中的“安全逻辑”保证。,三、车站联锁控制系统各国发展概述,12,【中国】计算机联锁研制始于1983年。1第一套系统安装在南京梅山铁矿井下200m深处24组道岔的运输线路上，1984年投入运营。2在1987年

8、7月研制开发了适用于地面厂矿铁路的计算机联锁设备，并首先在太原钢铁厂配料站首先使用。3而在正线甚至干线上，最早是由卡斯柯信号有限公司（CASCO）从美国通用铁路信号公司（GRS）引进，并结合我国铁路实际运营技术条件开发出VPI安全型计算机联锁系统。第一套系统安装在广深线的红海站上，于1991年11月投入运营，开创了我国计算机联锁技术在干线车站上运用的先例。41993年10月由铁道科学研究院研制的车站计算机联锁系统在哈尔滨平房站正式使用。51994年1月由通号总公司研制的车站计算机联锁控制系统在南京分局浦口到发场开通使用。,三、车站联锁控制系统各国发展概述,13,安全型计算机联锁（VPI）系统

9、一种“故障-安全”的、以多处理器为基础的车站联锁信号控制系统 该系统是中美合资卡斯柯信号有限公司从阿尔斯通信号（美国）公司（ALSTOM Signaling Inc.-即原美国GRS公司）引进，结合中国铁路运营技术条件，经过二次开发的一种安全型车站联锁设备。VPI型计算机联锁系统具有综合的控制和管理功能，能确保行车安全，提高运输效率，改善劳动条件，并为实现管理和信息现代化创造条件。在工程实施中，可以以计算机联锁系统（VPI）为核心，构成包括计算机联锁和调度集中/调度监督、信号微机监测等子系统的综合信号系统。,CASCO安全型计算机联锁（VPI）系统,14,CASCO安全型计算机联锁（VPI）系

10、统,15,VPI系统区域计算机联锁站结构图,16,铁科院研制TYJLII型双机热备系统TYJLTR9型三取二容错计算机联锁设备1997年12月通过铁道部鉴定北京铁路通信信号研究设计院研制DS6-11型双机热备系统DS6-20型三取二系统1999年1月通过铁道部鉴定,我国计算机联锁的典型系统,17,四、系统特点,(1)除能完成一般电气集中的全部联锁技术条件外，并具有单钩溜放和连续溜放的功能。(2)软硬件均采用模块化结构，可根据车站的大小、不同的作业要求，增减系统模块，便于设计、生产和施工。容量不受限制，可增设执行表示机以增大容量。站场变动时，联锁系统的修改非常方便。(3)各功能微机，均设双套，可

11、单独切换，重组系统。备用机可脱机，供调试和检修设备用。,18,(4)系统采用始、终端按钮的进路式操纵方式，有分离式控制台、大屏幕彩色监视器和控制与表示合一的发光二极管光带显示的控制台，可任意选用。(5)系统具有检错、诊断、储存记录等功能。(6)能最大限度地利用软、硬件资源，对直接与行车安全有关的联锁机和执行表示机，能较好地满足故障安全的要求。,19,五、系统硬件构成（TYJL-II）,20,五、系统硬件构成（TYJL-TR9）,21,五、系统硬件构成（TYJL-TR2000）,22,实际布局,23,整个系统分成室外和室内两部分，室内部分从功能角度可以分成三层：操作表示层 逻辑控制层 采集驱动层

12、 说明：逻辑控制层和采集驱动层属安全区域，关系到行车安全。,24,操作表示层包括：上位机（冗余）、维修机、监测机，均采用高可靠性工业控制计算机，其中上位机采用双机热备冗余形式。输入方式：键盘、鼠标；数字化仪（上位机）上位机功能：接收操作命令，并发送到联锁机。通信功能 站场实时显示（命令信息、信号设备状态信息、设备故障信息）维修机功能：站场实时显示 站场维护（故障定位、信息（命令、继电器动作、故障信息）存储（1个月）、回放、打印）等功能。微机监测功能：对信号设备、开关量电气特性实时监测,25,逻辑控制层 制式：工业控制机、PLC、单片机 采用冗余结构方式：双机热备冗余：主机执行联锁运算功能，备机

13、待机，主机出现故障时自动（或人工）切换到备机，备机执行联锁运算。,26,三取二冗余：三CPU模块同时执行联锁运算（输入、运算结果进行比较，对比较不一致的CPU进行屏蔽）。二取二乘二冗余：主、备机均采用双机比较，主机比较不一致由备机接管主机执行联锁运算功能。,27,联锁机功能：联锁逻辑控制（联锁逻辑运算）通信功能（与上位机之间的通信，与采集/驱动之间的通信，各个冗余模块之间的通信）冗余管理和故障管理功能（各冗余模块之间的同步，故障检测、定位、隔离、重组和恢复功能）,28,I/O层：1）采集/驱动：制式：具有故障-安全性的I/O电路板 主要冗余方式：热备、三取二 2）继电器电路：采用故障-安全性继

14、电器（主要是直接对室外设备进行采集和驱动功能的继电器，如，对道岔：DCJ、FCJ、DBJ、FBJ、1DQJ、2DQJ等）。3）国外一些先进的CIS系统，将“采集/驱动”和“继电器电路”直接集成到一起，由电路板来完成其功能（全电子CIS）。对技术要求较高（涉及安全性），国内CIS系统，一般是将二者分开。I/O层功能：1）实现信息采集、设备驱动功能。2）冗余管理、故障管理功能,29,30,31,结构特点 1）冗余结构 上位机、联锁机、采集/驱动模块、通信线等均采用冗余结构，提高了系统可靠性。2）分层结构 分层结构有利于对安全关键部件进行特殊设计。分层结构有利于故障维修。3）分布式结构 能够将相邻几

15、个小站集中到一起，实现集中控制（联锁控制部分在主要车站、各I/O模块和相应继电电路分布在各小站，通过光纤实现小站和主站之间的通信），节约成本。4）高度的可靠性和安全性,32,硬件可靠性和安全性技术 1）冗余结构 结构：上位机、联锁机、采集/驱动、层间通信等均采用冗余结构，继电器采用安全性继电器。故障管理：自诊断、故障切换、故障屏蔽等 2）安全性硬件接口 光电隔离（室内与室外设备之间）过压保护（各采集驱动板）动态驱动等（信号继电器一般采用动态继电器，实现动态驱动）3）抗干扰措施 防雷措施 抗电磁干扰。,33,软件可靠性和安全性技术 1）软件冗余，如：联锁机多重软件 2）信息冗余，如：对道岔表示（

16、DBJ和FBJ）前后接点均采集 对涉安信息采用安全性编码，如：1 01010101 0 10101010 校核：如将联锁机下发的输出和驱动板下发的实际输出进行校核。3）故障检测和诊断程序,34,联锁控制功能：进路控制；信号开放、关闭；道岔单独操作、锁闭、解锁显示功能：站场基本图形显示；现场信号设备状态显示；值班员按压按钮动作的确认显示；联锁系统工作状态、故障报警显示；时钟显示、汉字提示等记录存储和故障检测与诊断功能：系统可按时间顺序自动记录和存储值班员按钮操作情况、现场设备动作情况和行车作业情况；提供图像再现功能；实现进路存储和自动办理；具有集中检测和报警功能结合功能：利用标准化通信接口板，网

17、络接口板，可以直接与现代化信息处理系统相联结进行数据交换,六、计算机联锁的功能,35,技术上：进一步完善了联锁控制功能；可靠性、安全性高；灵活性大；便于系统维护经济上：可以降低设备投资成本；重量轻、体积小，可节省基本建设费用,七、计算机联锁的优越性,36,人机对话设备已经由传统的控制台、控制盘，改为数字化仪、鼠标、大屏幕显示器等，使系统操作更简单，显示清晰、直观，显示内容更为丰富。系统软硬件设计全部都采用模块化结构，可根据需要灵活应变。采用高可靠、故障安全硬件结构联锁软件设计为双程序设计，两套程序采用分层结构，程序和数据运用冗余编码技术使得危险侧故障降到最低。信息传输方面，采用同步或异步通信方

18、式，确保信道安全可靠。为了提高系统运行稳定性，采取了必要抗干扰措施。系统功能齐全，除联锁外，还要有显示、检错、诊断、存储记录等功能。预留有与其他自动化设备相连的接口。,八、计算机联锁的技术实现特点,37,计算机联锁,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。,微机联锁,软硬件实现联锁的逻辑关系,采用积木式的软硬件,大量减少人为工作,动作速度快，信息量大，可控性强,通用性强，适应改扩建，修改容易,节约成本，提高安全性和可靠性,38,因为通用电子器材本身并不具有故障状态的不对称性，所以要采取保障

19、措施。,故障安全保障措施,涉及行车安全的信息代码可以在故障或干扰时能被检测出，或安全侧代码概率大,代码畸变或迷路时，系统不得产生危险侧输出,涉及行车安全的信息代码在传输中，不至于因故障到达错误目的地，或可以被检测出,九、计算机联锁的故障安全,39,铁路行车的智能系统,列车间隔调整系统,调度专家系统,调度管理信息系统,计算机联锁系统,铁路行车的控制与管理在全面向智能化发展,十、计算机联锁系统的发展,40,计算机联锁系统应当能够直接接受调度计划并自动生成进路控制命令以及确定命令的执行时机，这样不仅减少了车站值班人员办理进路的工作，而且较彻底地防止了错办进路的可能。车站联锁系统要向列车间隔调整系统提

20、供必要的信息，以便其确定运行速度和制动距离等。,十、计算机联锁系统的发展,41,全电子化计算机联锁,一、全电子化计算机联锁系统概述 全电子化计算机联锁系统是以计算机控制技术为核心，以电力电子开关技术为基础，采用计算机通信、自动检测等先进技术，实现全部电子化的铁路信号控制计算机联锁设备。是建立在软硬件双重防护基础上的铁路信号控制的新一代全电子化联锁设备，也是目前我国唯一实现全部电子化并通过铁道部鉴定的铁路车站信号计算机联锁系统。,42,二、系统结构与功能,联锁计算机有双机热备自动切换型和三取二容错型。系统由控制台、监控机、联锁机、电子执行单元和监测维修机组成。控制台：显示站场图形，实时反映现场信

21、号、道岔、轨道等设备的状态和联锁逻辑状态。监控机：完成人机接口功能，实现与联锁机的信息交换。联锁机：实现联锁功能，完成联锁逻辑运算，进行信号设备状态的采集与控制，与监控机交换信息。联锁机技术性能符合铁道部计算机联锁技术条件标准。,43,监测维修机：实时再现站场图形，系统故障实时发出报警提示，对系统操作、运行、故障情况进行查询、图形再现和打印，为现场维护和故障分析提供可靠的依据。接收电子执行单元第三通道的状态，实现现有维修机和微机监测系统的功能。电子执行单元：采用控制监督监测一体化的方式，严格执行联锁机指令，并通过监测通道向维修机提供轨道电压、道岔电流、道岔动作时间等数据。,44,三、系统特点 自上而下实现计算机联锁全电子化，可以实现区域联锁、远程控制；联锁机和监测机采用双机热备模式，可实现区域联锁、远程控制；维修机与监测机合二为一，有利于整合资源、降低投资成本；具有技术先进、设备可靠、无维修、占地面积小、更换方便、性价比高的优点；电子执行单元具有外短路保护功能，全部取消了易于老化的熔断器，并具有热插拔功能；适用于电气化和非电气化区段的车站以及地方专用铁路。,45,四、相关图片,防雷与分线盘合成的一体柜,46,本系统的控制台,47,双机热备型联锁机,