CIS-1型计算机联锁系统维护教案

1、-CIS-1型计算机联锁系统维护一CIS-1型计算机联锁系统的体系构造CIS-1型计算机联锁系统是由卡斯柯信号与铁路局共同研制开发的新一代计算机联锁系统。其体系构造如图1所示:上位机A上位机B监视机维修机网络集线器A网络集线器B下位机A下位机B继电器接口电路图1 CIS1型计算机联锁系统构造图远程诊断CIS-1型计算机联锁系统采用分布式多处理器构造和模块化设计原则。分别设置了用于站场显示、按钮操作、进路选择、语音报警及提供调度集中/调度监视、TDCS等系统所需功能的人机对话子系统MMI；用于联锁逻辑运算、信息状态采集、动态输出驱动的联锁子系统；用于实时监视车站列车、调车作业情况，监视现场信号设

2、备工作状态，系统维护、信息存储、记录查询、打印的电务维护子系统；用于监测现场信号设备工作状态的微机监测子系统；用于远程监测系统工作状态的远程诊断子系统；用于自动生成结合电路图、配线表、联锁表、系统配置图、站场及按钮布置图、选路数据、联锁数据的计算机辅助设计子系统以及用于与调度集中/调度监视、微机监测、信息管理等系统联网的接口设备，并采用两台共享式集线器和双网隔离的以太网将上述所有设备连接起来，使其成为一个开放式的网络化计算机联锁系统。二CIS1型计算机联锁子系统的硬件组成与功能1 人机接口MMI上位机人机接口计算机的主要任务是接收操作员的操作输入，判明操作输入能否构成有效的操作命令，并将操作命

3、令转换成约定的格式，由网络传输给联锁处理计算机。同时，接收来自联锁处理计算机的表示信息及系统自检信息，将它们转换成屏幕显示信息。CIS-1型计算机联锁系统MMI采用了多模无主并行运行的动态冗余构造，采用两台高可靠性工业控制计算机，单机配置为：a. 主机板PCL-6155V，CPU为PENTIUM II 233微处理器；b. 64 Mb KingStone存；c. 大容量、高质量的硬盘；d. 支持驱动双软驱的软盘驱动器，投入运用后制止使用；e. 双键盘接口，投入运用后制止使用；f. PS/2接口；g. 两个串行接口，一个支持RS-232，一个支持RS-232/422/485；h. 一个并行接口；

4、i. WinFast 3D S800图形加速卡，支持1600*1200点阵，使上位机界面更加清晰、柔和。此外还有全双工16位立体声、128路复音波表合成器式Blaster声效卡；双以太局域网络接口板：采用两块3/3C509网络板，分别作为连接两个网段的各节点，当一个网段有故障时，另一个网段会自动承担并完全传输所有信息，确保了上位机系统与其它系统信息的平安正确传输；高保真立体声音箱；两台21 英寸大屏幕三星显示器；密封式高级控制台。2 联锁逻辑处理系统下位机联锁逻辑处理系统采用双机热备冗余机制，机柜采用双套欧式标准600*800*1800mm3构造，包括控制层、计算机层、输入层、输出层、倒机层、

5、网络层。单套联锁处理系统构造如图2所示：控制层计算机层输入层输出层倒机层网络层图2 单套联锁处理系统构造简图控制层、输入层、输出层采用标准机箱模块化设计，假设*层机箱部配线出现严重故障或站场大修改造，可直接将这个机箱更换，大缩短了现场开通和维修时间；作为CIS-1型系统的核心，联锁机完成信号设备的联锁逻辑处理，进展进路选排和锁闭，发出开放信号和动作道岔命令，采集轨道状态、道岔表示状态及信号机状态等现场信号设备工作状态，驱动动态继电器来控制动作现场信号设备。CIS-1系统采用二台工业控制计算机构成联锁逻辑处理计算机。二台联锁逻辑处理机同时采集现场信号设备的工作状态及接收MMI传输的选路命令和各种

6、按钮操作命令，每一单元的双套联锁软件进展各自的联锁逻辑运算。运算结果在本机进展比较,将正确的联锁运算结果同时送联锁机A和B输出至动态切换电路，由处于工作状态的联锁机驱动相应的动态继电器，来开放信号及转动道岔。CIS-1系统联锁机通过双以太网与MMI、电务维护子系统传输现场信号设备工作状态信息、联锁逻辑处理数据、各硬件模块工作状态信息及其它系统维护信息,两台联锁机之间通过网络进展信息传递,在采集信息一致的情况下,使备机始终与主机处于同步状态。联锁控制计算机配置为：a. CPU为PENTIUM微处理器；b. 存64 Mb；c. 双以太局域网接口板：采用两块3/3C509网络板，分别作为连接两个网段

7、的各节点，当一个网段有故障时，另一个网段会自动承担并完全传输所有信息，确保了下位机系统与其它系统信息的平安正确传输；d. 高速I/O 144路PCL-7122板；e. WINDOWS NT 4.0 操作系统。联锁控制计算机采用32位地址和32位数据非复用的构造，使总线带宽到达40Mbytes/s。联锁控制计算机采用PENTIUM 微处理器，及高速 PCL-722 144路可控I/O，满足数据高速吞吐能力。控制面板层提供下位机的状态显示，包括主机显示、同步显示、脱机显示、网络状态显示及机柜电源显示。输入输出层为计算机与继电电路的接口。倒机层一般设在下位A机柜中，其作用是在维修人员确认平安的情况下

8、，通过倒机钥匙的设置，能够实现人工倒机；网络层安置HUB集线器，所有子系统的网络节点都聚集于此。3 电务维护子系统维修机位于联锁机房配有电务维护系统，包括：工业控制计算机、21英寸监视器、鼠标、打印机、调制解调器。用于对系统运行状态的实时监测、为电务人员对系统维修提供表示信息及历史数据。同时真实记录车站的各种作业情况。电务维护系统硬件配置如下： a. 主机板PCL-6155V，CPU为PENTIUM II 233微处理器；b. 64 Mb Kingstone存；c. 大容量、高质量的硬盘；d. 支持驱动双软驱的软盘驱动器，投入运用后制止使用；e. 双键盘接口，投入运用后制止使用；f. PS/2

9、接口；g. 两个串行接口，一个支持RS-232，一个支持RS-232/422/485；h. 一个并行接口，用于连接打印机；i. WinFast 3D S800图形加速卡，支持1600*1200点阵，使电务维修机界面更加清晰、柔和；双以太局域网络接口板：采用两块3/3C509网络板，分别作为连接两个网段的各节点，当一个网段有故障时，另一个网段会自动承担并完全传输所有信息，确保了电务维护子系统与其它系统信息的平安正确传输。 4 远程诊断子系统CIS-1型系统通过电务维护子系统、拨号调制解调器及维修工区既有的一对线与现场维修主管部门和卡斯柯公司维修中心的远程诊断系统相连，实现CIS-1型系统的远程诊

10、断功能。5 网络通信子系统CIS-1型系统各节点，即MMI、联锁机、电务维护子系统、现场信号设备工作状态监测子系统之间采用共享式网段隔离，满足IEEE802.3标准的双以太网进展信息传输。每个网段带宽为10Mbps。采用符合国际标准组织开放式互联模型OSI的TCP/IP网络协议，确保网络的开放互联性和信息传输的绝对可靠性。选用两台共享式网络集线器HUB构成CIS-1型系统双以太网构造，采用AMP双绞线连接方式，确保连接到HUB任一端口的网络线发生断路、短路、混线、接地及网络端口故障时，都不影响其它网段的正常工作，实现各节点间网络故障隔离的目的。6 输入输出子系统输入输出系统放置在下位机机柜中，

11、CIS-1的输入输出接口系统是继电电路与联锁计算机之间的桥梁，具有反映现场设备信息的情况及辅助联锁机驱动命令时转换电平的功能。信息采集系统包括采集板VDIB-32、采集电源4NIC-Q25型一体化线性电源和AMP公司插接件。输出驱动系统包括驱动板VDOB-32、采集/驱动电源4NIC-Q112型一体化线性电源和AMP公司插接件。7 继电器接口电路计算机系统与室外信号设备之间的接口采用平安型继电器电路。继电器安装在标准的组合架或组合柜上。保存的继电器主要包括：道岔：DCJ、FCJ、1DQJ、2DQJ、DBJ、FBJ；信号机：L*J、Y*J、T*J、LU*J、Z*J、D*J、DJ；轨道电路：GJ；

12、为保证平安，系统还设置了道岔防护继电器CFJ，各道岔启动电路中串联CFJ的接点加以防护。此外，还有64D半自动闭塞结合电路各继电器和站/外道口通知各继电器等。8 电源系统本电源系统配有电源防雷箱、电源接口柜。包括系统配线、双路均流的采集电源与局部电源；冷备3KVA在线式UPS。三 CIS1型计算机联锁系统的使用与维护1 系统的开机与关机系统的开机顺序如下：1.确认电源柜上所有开关K1、K2A.K19全部关闭，即确认所有负载均已断开；2.翻开K1,K2A开关，即给UPS主机供电；3.同时翻开CB1,CB2开关(UPS后面板上；4.等待一分钟后，翻开电源柜中K3A、K13、K5、K6、K9、K10

13、开关，直流电压表A、B、C、D应有正常指示，电压表A、B应在1216V围，电压表C、D应在2436V围；5.翻开K7、K8、K11、K12开关，TW2应有1216V和2436V直流电压；6.翻开K14K18开关，至此，已向系统负载全部供电；7.翻开K19报警开关，假设不报警，表示供电正常；8.翻开机柜电源、联锁A、联锁B工控机的开关；9.翻开电务维修机大屏幕显示器开关，再翻开工控机开关；10.翻开上位机1、上位机2大屏幕显示器开关，再翻开工控机开关；如遇到交流电源停电等故障需关闭系统时，关机的顺序如下：1.关闭上位机1、上位机2的工控机开关，再关闭大屏幕显示器开关；2.关闭电务维修工控机开关，

14、再关闭大屏幕显示器开关；3.依次关闭下位机A、下位机B的开关和机柜电源的开关；4.依次关闭电源柜K19K14开关；5.依次关闭电源柜K12、K11、K8、K7开关；6.依次关闭电源柜K6、K5、K10、K9、K13开关；7.依次关闭电源柜K3A、K2A、K1开关，电源柜开关全部关闭，系统负载全部断电；8.同时关闭UPS中CB1、CB2开关；2联锁机的同步与切换联锁子系统为双机热备，对应每一联锁机分别设有工作继电器(AGZJ、BGZJ)和同步继电器(ANETJ、BNETJ)。对四个相关的继电器的驱动方式与室外信号和道岔控制继电器的驱动原理一样。当主机在运行的过程中出现故障，包括计算机故障、接口故

15、障、网络故障、断混线故障和外界干扰引起的暂态逻辑错误等情况下，备机可自动接收联锁系统的输出实现主机备机无缝切换，同时向上位机和电务维修机传送站场的表示信息、硬件网络故障信息和报警信息等。CIS-1型系统对联锁机的故障监测采用了监视定时器法，设置“计时定时器电路监视系统失效故障。系统在正常运行时，每循环一次就去除“计时定时器并重新设置定时值，其定时器时间应大于程序循环执行时间。当因故障造成系统失控时“计时定时器计数到“0时，就产生一个系统关机信号，使联锁处理机倒向平安。当故障的联锁机为工作状态时，则通过自检程序自动切换到同步工作的备用机，使之继续不连续工作。双机热备系统的控制方式如下：1主、备机

16、无硬件故障但运算结果不一致时，以主机的结果输出。2主、备机的锁闭位一样且输出结果一致时，主机备机互一样步。3主机备机输出结果不一致时，或备机修复后上电时，约3-5秒后主机备机输出结果一致，系统自动同步，实现“联锁系统主机备机动态跟踪同步。4主、备机同步，假设主机故障，系统先倒机，故障机自动脱机，系统进入单机运行状态，单机依然能够继续接收上位机发送的命令，并用采集到的数据进展联锁运算；当故障机的硬件故障修复后，系统自动联机并进入“联锁系统主机备机动态跟踪同步状态。5主、备机同步，假设备机故障，不影响主机工作。6备机双网中断，不影响主机工作；主机双网中断，自动倒至备机。在A机机柜上设有“倒机钥匙开

17、关，分自动和手动两档，用以控制联锁机的倒机方式。平时置于自动档，当主机故障，且备机同步时，可自动倒向备机。因故障不能自动倒机时，手动将钥匙倒至A机或B机位置可以指定主机。在联锁机柜的状态面板上设有五个指示灯显示意义如下： (1)电源按钮灯：绿色闪光代表该联锁机柜电源接通。(2)主机灯：绿色闪光代表该机为主机，即该机的输出电路与动态组合接口电路连通。(3)同步灯：绿色闪光代表该机的联锁结果与另一台的联锁逻辑运算结果一致。(4)脱机灯：系统出现硬件或双网络故障时为红色闪光，在系统正常情况下不闪光。(5)网络灯：绿色闪光代表该机至少有一个网段与其它设备相联，灭灯代表该机脱离整套系统。3 电务维护子系

18、统的使用CIS-1系统配置的电务维护子系统采用了计算机仿真、可视化界面及多媒体等软件技术，维修人员只需通过简单的鼠标操作能够监测CIS-1系统任何模块的工作状态及现场信号设备的工作状态，并能获得各类语音提示和字符提示。由于选用实时多任务操作系统Windows NT，使维修界面新颖清晰、色彩丰富、简明直观、操作简单，大大提高了系统的可维护性，从而保证了系统的可靠性。3.1 系统的监测功能站场显示电务维护子系统具有站场显示功能，维修人员可通过菜单项选择择，弹出一个站场显示窗口，实时监视车站列车、调车作业情况和值班员的各类按钮操作过程。由于Windows NT支持多任务环境，所以维修人员在进展站场显

19、示操作时，系统的一切功能都不会受到影响。系统各设备工作状态的实时监视及故障报警采用计算机仿真和面向对象的可视化界面编程技术及Windows NT实时多任务操作系统，电务维护子系统能提供CIS-1系统各节点的网络拓扑仿真图，形象直观的将CIS-1系统各设备的类型、构造、工作状态、设备的连接方式、网络的工作状态等以不同的颜色显示给维修人员。当系统*个接口或*块电路板或*个网段或*个设备故障时，在系统网络拓扑仿真图上立刻在故障的设备图形上显示红色或黄色。其中红色表示设备故障，黄色表示设备的*个接口或*块电路板故障，兰色表示工作正常。维修人员只需用鼠标在故障的设备上点一下，电务维护子系统立刻弹出一个该

20、设备的仿真图，并将故障点显示到*层机笼或*块电路板。用同样方法，维护人员通过鼠标不断点击黄色故障图形，直至出现红色故障窗口为止。故障可定位到电路板或采集、驱动单元电路板。同时，采用先进的语音报警和字符提示技术，当系统设备故障时，维护人员可通过语音报警信息和字符提示信息迅速发现故障点。对系统的监测容包括：(1)MMI的工作状态包括主机、双以太网卡、监视器、键盘、鼠标、数字化仪或按钮式控制台的工作状态。(2)联锁机的工作状态包括工业控制计算机、以太网卡、电源的工作状态；信息采集板、输出驱动板各单元电路的工作状态。(3)电务维护子系统的工作状态当主机工作正常时，能监测各类外设及双以太网的工作状态。(

21、4)网络设备工作状态包括两台共享式以太网集线器各端口的工作状态和各网络介质的短路、开路、混线、接地等故障状态。现场信号设备工作状态实时监测电务维护子系统能实时监测电源屏输入、输出电压，车站轨道电路电压，电动转辙机工作电流，信号电缆对地绝缘电阻等参数，并对上述各参数按日、月、年进展统计和记录。信息存储、再现及打印电务维护子系统能存储车站运行信息、现场信号设备工作状态信息及系统各设备工作状态信息。车站运行信息包括信号机状态、道岔位置、轨道电路状态等；进路的选排及解锁信息；所有按钮的操作过程等。现场信号设备工作状态信息包括电源屏输入输出电压、轨道电路电压、电动转辙机工作电流及信号电缆对地绝缘电阻等参

22、数的日、月、年统计数据。根据需要信息可保存1个月或更长的时间，并具有信息查询、回放和打印功能。由于这些功能都是在Windows NT 环境下开发的，所以系统在进展信息存储、查询、回放、打印输出时，都不会中断其它功能的运行，抑制了以往基于DOS单任务操作系统环境下开发的系统，信息查询、回放、打印与信息实时监测不能同时进展的缺点，大大方便了系统维护。故障语音报警电务维护子系统配置了先进的语音报警系统，当监测到各类故障时，均自动产生相应的语音报警信息，维护人员根据语音信息，可立刻发现故障点，缩短了维修时间，满足电务“状态修的要求。电务维修机屏幕显示可以分为四局部：当前现场设备状态区电源灯、熔丝报警灯

23、等、站场显示与回放区站场界面、站场回放窗口、功能按钮操作区和下位机设备状态区。3.2 子系统各种功能与操作下面介绍一下电务维护子系统各种功能与操作方法：站场回放功能点击站场回放 按钮，显示、回放一个月以的所有站场表示信息的变化情况。回放的速度、间隔可由按钮控制。故障检测功能点击系统检测 按钮：显示当前系统拓扑构造图。 在系统检测图中，天蓝色表示设备运行正常状态；红色或黄色表示严重故障，需要立即进展修理。单击下位机机柜可以跟踪到每块采集板、驱动板的工作情况。3.2.3码位表功能监视系统运行状态点击码位表 按钮：分别显示主机信息表和 备机信息表，列出各采集继电器接点状态。暗绿色实心圆表示：未采集到

24、该位的信息；亮绿色实心圆表示：已经采集到该位的信息。红色实心圆表示：该位的主机信息表、 备机信息表的采集信息不一致。此时需要电务维护人员立即进展判断，修复。车站运行历史数据、车务人员操作信息及数据打印输出等功能由各种按钮可选定信息的种类和时间围 。此外，按钮操作区的其它功能按钮都很简单，不再详细说明。四远程诊断子系统的功能为了迅速、准确排除故障，指导现场维修人员进展系统维护，CIS-1系统配置了远程诊断子系统。系统开发人员可在公司或异地随时监视系统运行状态、系统资源分配情况及车站列车、调车作业情况；查询、分析系统各类历史数据；监测系统各设备、接口、模块及网络的工作状态。CIS-1系统通过电务维

25、护子系统、拨号调制解调器及维修工区既有的一对线与现场维修主管部门和卡斯柯公司维修中心的远程诊断系统相连，实现CIS-1系统的远程诊断功能。当系统故障时，现场维修人员可通过拨号将CIS-1系统与维修主管部门或卡斯柯公司维修中心的远程诊断系统联网，高级维修人员或卡斯柯开发人员就可直接指导现场维修人员进展故障处理。维修主管部门可定期或随时监视系统的工作状态。提高了系统的可靠性和可信性。远程诊断子系统具体监测的容如下：(1) 实时监视车站列车运行情况及值班员按钮操作过程远程诊断子系统能实时监视车站信号机状态、道岔位置、轨道电路占用/出清状态、车站值班员办理各类按钮动作过程等信息。(2) 实时监视系统各

26、设备工作状态远程诊断子系统能实时监视系统各设备、接口、模块、动态I / O板、网络接口及网段的工作状态；实时监测系统资源分配情况；各进程运行状态。(3) 查询、分析各类历史数据远程诊断子系统能随时查询系统有关历史数据，包括系统运行记录和行车信息。开发人员根据有关数据可对事故或系统故障进展分析。(4) 远程下载各指导性文件及系统维护指南远程诊断子系统将故障分析结果、系统修复措施、系统脱机/联机/倒机过程及其它指导性文件，以电子的方式传输给现场维护人员。现场维修人员可用交互方式，随时向维修主管部门或开发商索取所需的各类系统维护资料。五 CIS1型计算机联锁系统的故障分析与处理系统发生故障的时，应根据电务维修机的提示和各子系统指示灯的显示分析故障的原因，最大限度的缩小故障围，及时准确地处理故障。下面以举例的形式介绍系统常见故障的分析处理：1.无驱动采集故障的处理原因：机械室混线故障或驱动盒故障。现象：a.全站信号立即关闭； b.上位机、维修机提示故障组合的位置。处理：a.维修人员应立即拔下提示框的故障驱动盒； b.更换新的驱动盒； c.下位机A、B中的任何一台自动成为主机。2.信号不能开放a.现象：上位机显示灯丝故障或熔丝故障。处理：更换室外信号灯泡或室熔丝。b.现象：继电器吸起，但