TYJL-TR9计算机联锁系统

1、2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院1TYJL-TR9型计算机联锁 铁道科学研究院通号所研制铁道科学研究院通号所研制 三取二系统三取二系统2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院2 19951995年承担年承担“容错计算机联锁系统的研究容错计算机联锁系统的研究”科研项目，其成果科研项目，其成果TYJL-TR9TYJL-TR9型容错计算机型容错计算机联锁系统在联锁系统在19961996年年1111月在哈局密山车站开通月在哈局密山车站开通运行，该系统是国内第一个开通的容错计算运行，该系统是国内第一个开通的容错计算机

2、联锁系统。机联锁系统。2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院3一、系统结构一、系统结构有以下几个组成部分：有以下几个组成部分： 容错联锁主机，监控机，控制台，电务维修机，容错联锁主机，监控机，控制台，电务维修机，系统电源，接口架及继电器组合架系统电源，接口架及继电器组合架，以及与其以及与其配套的计算机监测系统配套的计算机监测系统( (可选用可选用) )，远程诊断设，远程诊断设备，调度监督系统等。备，调度监督系统等。 2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院42022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁

3、道大学电气与电子工程学院5（一）容错联锁机（一）容错联锁机 联锁机是车站计算机联锁系统中的核心部分联锁机是车站计算机联锁系统中的核心部分。它主要对现场。它主要对现场设备进行信息采集，通过监控机接收值班员发出的操作命令，设备进行信息采集，通过监控机接收值班员发出的操作命令，通过联锁程序进行逻辑运算，根据不同的运算结果进行驱动通过联锁程序进行逻辑运算，根据不同的运算结果进行驱动输出，直接去动作组合架上的继电器，控制现场的信号设备。输出，直接去动作组合架上的继电器，控制现场的信号设备。并把现场的状态传递给监控机，以便在控制台上显示。并把现场的状态传递给监控机，以便在控制台上显示。 2022-2-1石

4、家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院6（二）监控机（二）监控机 监控机亦称上位机监控机亦称上位机，和控制台联成一体，完成人机接，和控制台联成一体，完成人机接口功能口功能( (图形显示，命令下达图形显示，命令下达) )同时与联锁机完成高可同时与联锁机完成高可靠高安全的信息交换。并和电务维修机进行信息交换。靠高安全的信息交换。并和电务维修机进行信息交换。2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院7（三）电务维修机（三）电务维修机 电务维修机与监控机、联锁机进行数据交换，实时再电务维修机与监控机、联锁机进行数据交换，实时再现站场图形、车

5、务操作、系统状态现站场图形、车务操作、系统状态(I(IO O状态和模块工状态和模块工作状态作状态) )。系统发生故障时发出音响报警，同时后台完。系统发生故障时发出音响报警，同时后台完成对系统操作、系统运行、系统故障的记录成对系统操作、系统运行、系统故障的记录( (一个月范一个月范围围) )，对以上记录可查询、图形再现及打印。与供选配，对以上记录可查询、图形再现及打印。与供选配的微机监测系统、远程诊断系统、调度监督系统等进的微机监测系统、远程诊断系统、调度监督系统等进行数据交换。行数据交换。 2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院8（四）（四） 远程控制

6、中心远程控制中心 目前远程诊断系统以电话拔号网络方式与联锁系统的目前远程诊断系统以电话拔号网络方式与联锁系统的电务维修机联网，可实时显示站场图形、车务操作、电务维修机联网，可实时显示站场图形、车务操作、系统状态系统状态(I(IO O状态、模块工作状态状态、模块工作状态) )，并可获取联锁，并可获取联锁系统一个月范围内的所有记录。系统一个月范围内的所有记录。 2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院9（五）系统电源配电柜（五）系统电源配电柜 为系统的各个部分提供稳定可靠的交流电源。为系统的各个部分提供稳定可靠的交流电源。 2022-2-1石家庄铁道大学电气

7、与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院10TYJL-TR9TYJL-TR9型容错计算机联锁系统的主要特点：型容错计算机联锁系统的主要特点：高可靠性高可靠性高安全性高安全性高可用性高可用性连锁软件库按连锁软件库按IECIEC标准编制标准编制设计与施工简单设计与施工简单现场维护简便现场维护简便能带故障运行能带故障运行2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院11二二 、 容错联锁机容错联锁机 TYJL-TR9TYJL-TR9型容错联锁机系统采用美国型容错联锁机系统采用美国TriconexTriconex公司研公司研制的第九代产品制的第九代产品 Tric

8、on(Tricon(简称简称TR9)TR9)作为系统联锁机，作为系统联锁机，它通过了国际它通过了国际TUVTUV六级安全认证，具有高可靠性，高安六级安全认证，具有高可靠性，高安全，高可用性等特点。全，高可用性等特点。2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院12（一）容错联锁主机基本原理（一）容错联锁主机基本原理 TYJL-TR9TYJL-TR9型容错计算机联锁系统容错联锁机原理图型容错计算机联锁系统容错联锁机原理图 2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院13 TYJL-TR9TYJL-TR9型容错计算机联锁系统的

9、容错联锁机的容错型容错计算机联锁系统的容错联锁机的容错能力是能力是通过系统从输入模块、主处理器模块到输出模通过系统从输入模块、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的块三大部分的全面三重化结构来实现的，这样保证了，这样保证了系统中任何部件的单永久性故障或由于各种原因造成系统中任何部件的单永久性故障或由于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、不间断的瞬间故障发生时容错联锁系统仍能无差错、不间断的工作。的工作。2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院14 容错联锁系统的每个容错联锁系统的每个I IO O模块都有三条完全独立的分电模

10、块都有三条完全独立的分电路。路。输入模块上的每条采集分电路分别采集继电器接点输入模块上的每条采集分电路分别采集继电器接点(DJ(DJ、XJXJ、DBDB、FBFB、GJGJ等等) )并将采集结果经过三条并将采集结果经过三条I IO O总总线送入相应的主处理器，在每个联锁扫描周期，三个主线送入相应的主处理器，在每个联锁扫描周期，三个主处理器通过专门的高速总线系统处理器通过专门的高速总线系统TRIBUSTRIBUS进行同步通信，进行同步通信，表决输入数据。表决输入数据。2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院15 每个主处理器模块根据表决后的输入数据执行联锁

11、程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序，然后将联锁程序产生的输出数据经过三条I IO O总总线送到输出模块，线送到输出模块，在输出模块上进行硬件表决在输出模块上进行硬件表决，三取三取二或二取二二或二取二( (一路故障时一路故障时) )后输出后输出，最后驱动相应继电，最后驱动相应继电器器(XJ(XJ、DCJDCJ、FCJFCJ等等) )。2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院16 对每个对每个I IO O模块，容错联锁系统都支持热备功能模块，容错联锁系统都支持热备功能，若，若主模块在运行中发生故障，容错

12、联锁系统能立即将热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。备模块投入联锁，保证系统不间断运行。2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院17（二）主处理器模块（二）主处理器模块TYJL-TR9TYJL-TR9型容错计算机联锁系统主处理器模块原理图型容错计算机联锁系统主处理器模块原理图2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院18 TYJLTR9TYJLTR9型容错计算机联锁系统有三个主处理器模块插型容错计算机联锁系统有三个主处理器模块插在主机笼上在主机笼上，每个主处理器模块完全

13、独立地与，每个主处理器模块完全独立地与I IO O子系统子系统通信并执行联锁程序，通信并执行联锁程序，三个主处理器在每个循环周期比较三个主处理器在每个循环周期比较数据，多数表决，从而构成三取二系统。数据，多数表决，从而构成三取二系统。 每个主处理器模块的时钟、电源稳压、电路都完全独立。每个主处理器模块的时钟、电源稳压、电路都完全独立。每个主处理器模块有三个处理器分别并行运行完成各自的每个主处理器模块有三个处理器分别并行运行完成各自的任务任务。2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院19 每个主处理器模块底部有一每个主处理器模块底部有一RS-232RS-2

14、32口可供系统工作人口可供系统工作人员作诊断分析用员作诊断分析用。该口可最大隔离。该口可最大隔离500VDC500VDC。 主处理器模块可接受双重化电源供电主处理器模块可接受双重化电源供电，电源母线排列，电源母线排列在主机笼内，电源母线故障不会影响联锁系统正常工在主机笼内，电源母线故障不会影响联锁系统正常工作。作。 2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院20主处理器模块面板指示灯：主处理器模块面板指示灯： PASS(PASS(完好完好) ) 模块通过自诊断测试模块通过自诊断测试 FAULT(FAULT(故障故障) ) 模块有故障需替换模块有故障需替换

15、ACTIVE(ACTIVE(工作工作) ) 模块正在执行联锁程序模块正在执行联锁程序 MAINTl(MAINTl(维修维修1)1) 软件误差计数错误多，应更换模块，软件误差计数错误多，应更换模块，以免硬件故障以免硬件故障 MAINT2(MAINT2(维修维修2)2) 软件误差计数错误多，应更换模块，软件误差计数错误多，应更换模块，以免硬件故障以免硬件故障2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院21 COMTX(COMTX(通信发送通信发送) ) 通信总线正在发送数据通信总线正在发送数据 COMRX(COMRX(通信接收通信接收) ) 通信总线正在接收数据

16、通信总线正在接收数据 I IO TX(IO TX(IO O发送发送) ) I IO O总线正在发送数据总线正在发送数据 I IO RX(IO RX(IO O接收接收) ) I IO O总线正在接收数据总线正在接收数据2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院22三、监控机三、监控机通称上位机通称上位机，主要功能：，主要功能： 实现人机对话，操作人员利用鼠标进行操作，办理实现人机对话，操作人员利用鼠标进行操作，办理接发车进路，调车进路等接发车进路，调车进路等 上位机根据操作人员不同的操作情况给联锁机发送上位机根据操作人员不同的操作情况给联锁机发送不同的命令，

17、联锁机根据上位机发来的命令，经过联锁不同的命令，联锁机根据上位机发来的命令，经过联锁运算，把站场进路状态信息发送给上位机，在监视器上运算，把站场进路状态信息发送给上位机，在监视器上表现出来，提供车务操作人员分析现场情况。本系统操表现出来，提供车务操作人员分析现场情况。本系统操作基本与作基本与65026502控制台的操作相同。控制台的操作相同。2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院23 TYJL-TR9TYJL-TR9容错计算机联锁上位机有两个，分别为容错计算机联锁上位机有两个，分别为上位上位机机A A和上位机和上位机B B，都安装在控制台中。两个上位机

18、采用，都安装在控制台中。两个上位机采用热备的工作方式热备的工作方式，平时两个上位机都工作，在上位机，平时两个上位机都工作，在上位机A A故障时只需把鼠标倒换到上位机故障时只需把鼠标倒换到上位机B B上即可。因此两个上上即可。因此两个上位机必须有独立的电源系统。上位机位机必须有独立的电源系统。上位机 A A包括以下几个包括以下几个部分：工控机部分：工控机A A，监视器，监视器A A，光端机，光端机A A，视频复示器，视频复示器A A，集线器。公用一套控制台电源集线器。公用一套控制台电源A A。 2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院24四、维修机四、维修

19、机 维修机是为了方便电务维修的一项设备。它的主要功能是：维修机是为了方便电务维修的一项设备。它的主要功能是： 1 1实时再现站场运营情况实时再现站场运营情况 2 2车务操作的记录车务操作的记录 3 3站场状态信息的记录站场状态信息的记录 4 4报警信息的记录报警信息的记录 5 5所有的记录以文件的形式存储所有的记录以文件的形式存储1 1个月个月 6 6提供分类查询的手段检索所有的记录，并可定向查找某提供分类查询的手段检索所有的记录，并可定向查找某些记录些记录 2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院25 7 7打印记录的功能打印记录的功能 8 8远程诊断

20、功能远程诊断功能( (通过远程拨号将上述功能体现在远通过远程拨号将上述功能体现在远程计算机上程计算机上) ) 9 9修改维修机的时钟，同时将监控机修改维修机的时钟，同时将监控机A A、B B的时钟修改的时钟修改 1010修改监控机修改监控机A A、B B的清除严重报警的密码的清除严重报警的密码2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院26五、系统的输入输出五、系统的输入输出 系统的输入是对现场信号设备信息的采集，输出是联系统的输入是对现场信号设备信息的采集，输出是联锁机对有关的执行设备的驱动，如对信号继电器锁机对有关的执行设备的驱动，如对信号继电器XJXJ

21、、道岔操纵继电器道岔操纵继电器DCJDCJ、FCJFCJ的驱动等。系统的采集和驱的驱动等。系统的采集和驱动主要有以下几方面：动主要有以下几方面：2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院27 1 1轨道电路，采集轨道电路，采集GJGJ的接点反映轨道区段是否空闲；的接点反映轨道区段是否空闲； 2 2道岔，采集道岔，采集DBJDBJ、FBJFBJ接点以反映道岔位置，驱动接点以反映道岔位置，驱动DCJDCJ、FCJFCJ、SFJSFJ以动作道岔；以动作道岔； 3 3信号机，驱动有关信号继电器，信号机，驱动有关信号继电器， 用他们的吸起接用他们的吸起接点构成点灯电

22、路点构成点灯电路 4 4 区间结合：区间结合： 5 5 场间联系；场间联系； 6 6 站间联系；站间联系； 7 7 道口、机务段联系；道口、机务段联系； 零散电路结合等；零散电路结合等； 2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院282022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院29（二）道岔的采集和驱动（二）道岔的采集和驱动2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院30采集信息通过输入模块进入联锁机采集信息通过输入模块进入联锁机 TYJLTR9TYJLTR9型容错计算机联锁系统输入模

23、块原理图型容错计算机联锁系统输入模块原理图 2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院31 每个输入模块都有三条相同的分电路每个输入模块都有三条相同的分电路(A(A、B B和和C)C)。虽然。虽然三条分电路在同一模块内，但是它们完全隔离并独立三条分电路在同一模块内，但是它们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。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理器间的数据交换。三条分电路中的每条分电路并

24、行地采集输入信号，采集数据放在相应的地采集输入信号，采集数据放在相应的A A、B B和和 C C输入输入表中，每个输入表通过相应表中，每个输入表通过相应I I0 0总线用相应主处理器总线用相应主处理器模块中的模块中的I I0 0通信处理器进行定期轮询取走，如主处通信处理器进行定期轮询取走，如主处理器理器A A通过通过I IO O总线总线A A取走输入表取走输入表A A。2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院32系统有两类输入模块：系统有两类输入模块：1）TMR型型 所有的电路均被所有的电路均被100%三重化，三重化，以保证安全性和最大可靠性。以保证安全

25、性和最大可靠性。2）简易型）简易型 只有那些要求保证安全的部分被只有那些要求保证安全的部分被三重化，对非三重化的电路系统具有三重化，对非三重化的电路系统具有“Struck ON”和和“Struck OFF”功能。功能。2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院33例如：轨道电路，同时采集它的前接点例如：轨道电路，同时采集它的前接点和后接点，以做校核。和后接点，以做校核。对于一段多收的轨道电路来说，系统只对于一段多收的轨道电路来说，系统只采集器总的复式继电器采集器总的复式继电器GJF的接点。的接点。2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大

26、学电气与电子工程学院34 TYJL-TR9 TYJL-TR9型容错计算机联锁系统输出模块原理图型容错计算机联锁系统输出模块原理图 2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院35系统有两类输出模块：系统有两类输出模块：1）TRM型型 输出模块采用输出模块采用H型硬件三取二表决型硬件三取二表决电路进行输出。电路进行输出。2）二取二型输出模块采用串行硬件二取二表）二取二型输出模块采用串行硬件二取二表决电路进行输出。决电路进行输出。 每类输出模块都对每个输出点执行专每类输出模块都对每个输出点执行专门的输出表决诊断。门的输出表决诊断。2022-2-1石家庄铁道大学电

27、气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院36列车出站信号机列车出站信号机LXJ的驱动的驱动2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院37其它信号机的驱动其它信号机的驱动 出站兼调车（根据发车口数目而不同出站兼调车（根据发车口数目而不同 进站信号机：进站信号机：LXJ 、YXJ、 ZXJ、 DXJ LUXJ、 TXJ 调车信号机调车信号机2022-2-1石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄铁道大学电气与电子工程学院38六、六、 系统的使用与维修系统的操作使用系统的使用与维修系统的操作使用TYJl-TR9TYJl-TR9容错计算机联锁系统在操作方面作

28、了如下改进：容错计算机联锁系统在操作方面作了如下改进： 1 1、站场平面由电脑监视器显示；、站场平面由电脑监视器显示； 2 2、系统的操作由鼠标控制；、系统的操作由鼠标控制； 3 3、系统的操作功能采用菜单隐藏的方式，使屏幕显示清晰；、系统的操作功能采用菜单隐藏的方式，使屏幕显示清晰； 4 4、新增了语音报警提示；、新增了语音报警提示； 5 5、新增了鼠标操作提示；、新增了鼠标操作提示； 6 6、新增了人工解锁延迟时间倒计时提示；、新增了人工解锁延迟时间倒计时提示； 7 7、新增了车次设置标记；、新增了车次设置标记； 8 8、新增了通过进路的简化办理；、新增了通过进路的简化办理； 新增了自动闭

29、塞辅助办理。新增了自动闭塞辅助办理。 2022-2-139（一）屏幕显示（一）屏幕显示 1 1、区段显示、区段显示（1 1）灰色光带：表示区段为空闲解锁状态；）灰色光带：表示区段为空闲解锁状态；（2 2）白色光带：表示区段为空闲锁闭状态，且所在进路正常，）白色光带：表示区段为空闲锁闭状态，且所在进路正常，此区段没有占用过，不能故障解锁；此区段没有占用过，不能故障解锁； （3 3）绿色光带：表示区段为空闲锁闭状态，且所在进路故障或）绿色光带：表示区段为空闲锁闭状态，且所在进路故障或此区段曾占用过，当进路始终端解锁后可故障解锁：此区段曾占用过，当进路始终端解锁后可故障解锁：（4 4）红色光带：表示区段为占用状态：）红色光带：表示区段为占用状态：（5 5）青色光带：表示区段为）青色光带：表示区段为“接通光带接通光带”或或“引导总锁闭引导总锁闭”状状态；态； （6 6）兰色光带：表示区段为正在选路还未锁闭状态；）兰色光带：表示区段为正在选路还未锁闭状态； （7 7）光带变细：表示区段被人工设置为轨道电路故障标记。）光带变细：表示区段被人工设置为轨道电路故障标记。 2022-2-1石家庄铁道大学电