轨道交通道岔控制电路及其故障处理 课件 1正线联锁系统介绍

正线联锁系统介绍孙磊12联锁系统的组成3问题？联锁系统概述12一、联锁系统概述3什么是联锁？进路区段保护区段占用区段侧面防护一、联锁系统概述4什么是联锁？用于控制轨旁信号设备及实现联锁逻辑（进路，信号机，道岔之间一种相互制约的关系），用来保证列车在进路上的运行安全。进路区段保护区段占用区段侧面防护满足“故障-安全”原则联锁系统能保证在故障的情况下不会引发危险，系统必须是故障导向安全的。其故障导向安全的主导思想是：在故障情况下，CI子系统要确保信号机处于关闭状态，道岔不能转动。5联锁子系统的接口关系卡斯柯系统中：联锁系统（ComputerBasedInterlocking、简称CBIorCIoriLOCK）是基于通常冗余结构（二乘二取二）的计算机联锁系统，增加了独立的“故障-安全”检查的CPU。它采用NISAL（数字集成安全保证逻辑）专利技术，以实现冗余和并行控制。CI子系统与其它（子）系统的接口关系图6联锁系统的控制方式CI子系统采用了分布式联锁控制方式。无锡1号线设8个设备集中站和16个非设备集中站，CI子系统通过安装在8个集中站的设备实现对正线信号、道岔、进路等的控制，在非集中站的设备负责对本联锁区进行监控。7联锁系统的构成（设备集中站）设置一套双系热冗余的2乘2取2联锁系统（简称ZLC），负责完成管辖区域内的所有联锁功能及与中心ZC和车载CC之间的接口和数据传输。该设备布置在设备集中站的信号机房内8联锁系统的构成（设备集中站）配置2层通信传输结构，一层为ZLC系统与ATS子系统、系统维护台及现地控制工作站之间的信息交换提供网络传输通道；一层为ZLC与车载和ATP计算机之间的信息交换提供网络传输通道。上述传输设备均安装在信号机房的网络机架内9联锁系统的构成（设备集中站）设置一套热备冗余的现地控制工作站（HMI）。车站值班员的操作命令（例如：进路办理、单操道岔、开放引导信号等所有的联锁操作）经HMI处理后送给ZLC，ZLC把联锁运算后的相关表示信息（信号机状态、道岔位置、区段状态等）送至HMI上显示。该设备布置在车控室的综合控制台上。无锡市轨道交通1号线工程信号系统设备集中站的ATS监控工作站与联锁设备的操纵工作站称为现地控制工作站10联锁系统的构成（设备集中站）设置一个系统维护（SDM），负责完成本设备集中站所辖车站的联锁诊断和故障记录等，并把相应的信息内容通过网络送至维修中心。该设备布置在信号机房内的维护操作台面上11联锁系统的构成（非设备集中站）每个非设备集中站设置1台现地控制工作站，提供所属设备集中站范围内信号设备状态的显示和列车的运行显示，同时提供和发车表示器的接口该设备布置在综控员室的综合控制台上。正常情况下非设备集中站的现地控制工作站无进路控制功能，但在设备集中站现地控制工作站故障情况下，可在授权情况下具有进路控制功能12联锁系统的功能其完成的主要功能如下：负责本设备集中站所辖区域内的联锁逻辑处理；负责与相邻ZLC之间的信息交换；负责采集和驱动现场相关轨旁信号设备，通过安全型继电器实现和道岔转辙机、信号机、IBP盘、PSD、防淹门等设备的安全接口；实现与ZC接口，负责把本区域内的信号机和道岔状态、列车进路设置情况、保护区段的建立、区间运行方向、联锁处理结果等信息发送给相应的ZC，并接收ZC发送的列车位置等相关信息；实现与车载CC的接口，接收车载系统发送的屏蔽门动作信息，通过安全型继电器实现与屏蔽门系统的接口；实现与ATS的接口，接收ATS转发的中心控制命令，并把站场显示信息通过ATS送给中心，同时在现地控制工作站上显示；提供直观的维护和诊断功能；实现与其它系统的接口功能1号线正线CI子系统结构图13联锁轨道区段检测计算原理联锁所需的列车定位信息来自于两个通道：通过骨干网传送来自ZC的信息（波导管无线通信），该信息被认为是初级的检测数据；通过安全继电器传达的来自计轴系统的信息，该信息被认为是次级的检测数据；联锁系统接收上述两个信息后经过逻辑处理，得出轨道占用的相关信息，用于进路办理、锁闭、解锁等14联锁轨道区段检测计算原理计算公式D=(A*.N.B+C)（N.取反）计轴区段A1=出清

0=占用计轴状态B1=不可用

0=可用ATP区段C1=出清

0=占用CI区段D1=出清

0=占用情况10000情况20011情况30111情况40100情况51111情况61001情况71100情况81011ABCD正线及试车线采用S700-K双机牵引正线采用LED型信号机道岔、信号机15计轴16车站每侧站台设有2个紧急停车按钮（ESP）一旦检测到紧急停车按钮被按下，立即关闭该站台，禁止列车进入车站或进入区间。岛式站台车站触发ESP后将只关闭该ESP对应站台；侧式站台触发ESP后，将同时关闭两边的站台。紧急关闭按钮须经人工确认后才通过按压在IBP盘上设置的“紧急停车取消按钮”来实现恢复信号的功能。”紧急停车按钮ESP172联锁系统的组成3问题？联锁系统概述118二、联锁系统的组成19IPSSDMRNETPWRHMI4.人机界面子系统5.电源子系统联锁处理子系统2.诊断维护子系统3.冗余网络子系统201.联锁处理子系统（IPS）联锁处理子系统，即iLOCK机柜，包含一个以上的机箱，机箱中有一定数量的印制电路板、连接它们的线路，以及与其它设备交换信息的接口211.联锁处理子系统（IPS）联锁处理子系统，即iLOCK机柜，包含一个以上的机箱，机箱中有一定数量的印制电路板、连接它们的线路，以及与其它设备交换信息的接口221.联锁处理子系统（IPS）-硬件VLE板VPS板I/OBUS2板执行各种与联锁相关的逻辑处理和负责所有的通信对CI系统的动态安全监控为VLE板和输入输出板交换信息的通道，一块I/OBUS2板可以带一块IOBE2板配合I/OBUS2共同完成系统对输入输出的控制，一块I/OBE2可带13块输入/输出板执行对现场信号设备的采集，1块VIIB板可采集16个安全信息输出驱动普通安全型继电器，1块VOOB板可驱动8个码位I/OBE2板VIIB板VOOB板231.联锁处理子系统（IPS）-硬件设备名称功能描述系统机箱放置VLE,VPS,I/OBUS2。一个系统机箱为9U。I/O机箱放置I/OBE2,VIIB,VOOB板，一个机箱为6UDC12V/DC24V用于VRD继电器驱动。系统内部继电器工作电源（工作继电器和同步继电器）和系统采集板采集电源DC5V用于ZLC系统工作VRD继电器通过VPS驱动控制该继电器，监督系统的安全运行工作继电器和同步继电器完成双机切换和同步功能241.联锁处理子系统（IPS）-硬件方框图251.联锁处理子系统（IPS）-系统软件IPS联锁处理子系统软件包括“系统软件”和“应用软件”两部分。系统软件包含IPS的主任务软件和仿真测试接口、系统诊断等辅助软件。这些软件是IPS的系统软件基础，不随具体应用环境和应用对象而改变，即除非选用不同系列的iLOCK系统，否则每个站的系统软件都是相同的。应用软件是一套描述具体某个系统实际联锁逻辑功能的软件。应用软件由应用工程师在BOOL-CAD软件包支持下完成，以满足不同联锁车站的数据和联锁规则要求。应用软件必须经CAA软件包编译检查、生成iLOCK系统专用的应用数据（ADS）后才能被系统所接受执行。系统芯片系统芯片应用芯片应用芯片VLE板262.诊断维护子系统（SDM）iLOCK系统诊断维护子系统（SDM）主要完成计算机联锁系统的诊断维护及接口设备的在线监测的功能组成：由一台工业控制计算机、一台彩色显示器、鼠标、键盘组成，根据客户需要还可以提供打印、双套热备等。功能：联锁处理子系统（IPS）的系统诊断与维护。通过高速网口接收IPS的诊断结果信息、输入/输出信息、全站简化参数信息、指定参数详细信息。当SDM故障修复后、SDM仍能接收到IPS记录的一天内的报警和错误信息通过网络接收来自HMI的操作和表示，并记录关键操作和表示网络管理通过MODEM实现远程诊断接入通过以太网或者串口为与iLOCK系统通信的其它管理系统提供接口(如MMS)根据需要，SDM可以与不同的中央维修中心接口272.诊断维护子系统（SDM）-接口图282.诊断维护子系统（SDM）-操作界面292.诊断维护子系统（SDM）-操作界面网络状态：显示当前联锁系统及其外围设备的网络连接状态。302.诊断维护子系统（SDM）-操作界面网络状态：显示当前联锁系统及其外围设备的网络连接状态。机架状态：显示当前联锁机的运行状态，监督各个机笼板子的工作状态，查询采集板及驱动板码位采集与驱动情况。312.诊断维护子系统（SDM）-操作界面网络状态：显示当前联锁系统及其外围设备的网络连接状态。机架状态：显示当前联锁机的运行状态，监督各个机笼板子的工作状态，查询采集板及驱动板码位采集与驱动情况。参数追踪：可以追踪联锁系统所有变量的高低电平，并以此确定联锁机某些故障的原因。322.诊断维护子系统（SDM）-操作界面网络状态：显示当前联锁系统及其外围设备的网络连接状态。机架状态：显示当前联锁机的运行状态，监督各个机笼板子的工作状态，查询采集板及驱动板码位采集与驱动情况。参数追踪：可以追踪联锁系统所有变量的高低电平，并以此确定联锁机某些故障的原因。数据记录：用于分类或全部显示一定时间内HMI及其它相关子系统（ATS、电源设备）的操作记录、各种信号设备显示变化记录、联锁机驱动及采集记录、联锁机运行状态、联锁机及其外围设备的通信状态。332.诊断维护子系统（SDM）-操作界面网络状态：显示当前联锁系统及其外围设备的网络连接状态。机架状态：显示当前联锁机的运行状态，监督各个机笼板子的工作状态，查询采集板及驱动板码位采集与驱动情况。参数追踪：可以追踪联锁系统所有变量的高低电平，并以此确定联锁机某些故障的原因。数据记录：用于分类或全部显示一定时间内HMI及其它相关子系统（ATS、电源设备）的操作记录、各种信号设备显示变化记录、联锁机驱动及采集记录、联锁机运行状态、联锁机及其外围设备的通信状态。记录分析：分类查询数据记录中某些变量跳变的原因。342.诊断维护子系统（SDM）-操作界面网络状态：显示当前联锁系统及其外围设备的网络连接状态。机架状态：显示当前联锁机的运行状态，监督各个机笼板子的工作状态，查询采集板及驱动板码位采集与驱动情况。参数追踪：可以追踪联锁系统所有变量的高低电平，并以此确定联锁机某些故障的原因。数据记录：用于分类或全部显示一定时间内HMI及其它相关子系统（ATS、电源设备）的操作记录、各种信号设备显示变化记录、联锁机驱动及采集记录、联锁机运行状态、联锁机及其外围设备的通信状态。记录分析：分类查询数据记录中某些变量跳变的原因。实时报警：查询数据记录中某些信号设备的实时报警信息。352.诊断维护子系统（SDM）-操作界面网络状态：显示当前联锁系统及其外围设备的网络连接状态。机架状态：显示当前联锁机的运行状态，监督各个机笼板子的工作状态，查询采集板及驱动板码位采集与驱动情况。参数追踪：可以追踪联锁系统所有变量的高低电平，并以此确定联锁机某些故障的原因。数据记录：用于分类或全部显示一定时间内HMI及其它相关子系统（ATS、电源设备）的操作记录、各种信号设备显示变化记录、联锁机驱动及采集记录、联锁机运行状态、联锁机及其外围设备的通信状态。记录分析：分类查询数据记录中某些变量跳变的原因。实时报警：查询数据记录中某些信号设备的实时报警信息。数据回放：单步或连续复现过去某个时间段内联锁机和HMI的站场变化信息，联锁机某些采集及驱动情况。362.诊断维护子系统（SDM）-操作界面版本校验：查询联锁系统软件、生成应用数据（指ADS,下同）所需的输入文件及相关应用软件的版本号，校验联锁机运行的应用数据与SDM当前加载的应用数据是否一致，显示HMI运行的应用数据版本号。372.诊断维护子系统（SDM）-操作界面外部接口：联锁系统外部接口分为联锁机外部接口和SDM/HMI外部接口。前者主要为地铁或区域联锁提供控制区域内控制中心和其它控制节点之间的通信情况，每个通信节点用一个表示灯表示，绿色表示双网通信正常、黄色表示目前为单网通信、红色表示通信中断。SDM/HMI外部接口主要是显示通过SDM/HMI连接的其它子系统或设备（MMS、ATS、电源设备）通信情况，其显示方式同联锁机的外部接口。382.诊断维护子系统（SDM）-操作界面帮助：在帮助文件拷贝到当前SDM运行的目录情况下，单击该按钮可以查询联锁系统故障时的一些应急操作、联锁厂家的联系方式以及联系人。信息：查询确认联锁系统的一级报警信息，记录所有需要破封按钮的破铅封次数，显示联锁区域内及区域间各站间通信情况，显示区域内各联锁机及主副电源的工作状态。报警：记录的内容与“信息”相同。切换：用于站场显示与诊断界面间的切换。392.诊断维护子系统（SDM）-操作界面帮助：在帮助文件拷贝到当前SDM运行的目录情况下，单击该按钮可以查询联锁系统故障时的一些应急操作、联锁厂家的联系方式以及联系人。信息：查询确认联锁系统的一级报警信息，记录所有需要破封按钮的破铅封次数，显示联锁区域内及区域间各站间通信情况，显示区域内各联锁机及主副电源的工作状态。报警：记录的内容与“信息”相同。切换：用于站场显示与诊断界面间的切换。402.诊断维护子系统（SDM）-操作界面SDM提供了二种基本网络连接模式（主模式和精简模式），这二种模式均能形象直观的反映当前联锁系统的网络状态412.诊断维护子系统（SDM）-操作界面形象直观的反映当前联锁系统的网络状态.网络中联锁设备有三种工作状态：浅蓝色表示设备双网连接、工作正常，黄色表示设备单网连接、系统报警，红色表示设备故障状态。网络链路有二种状态：蓝色表示链路正常，红色表示链路断开。422.诊断维护子系统（SDM）-操作界面默认机架状态图不仅能完整清晰显示站场的机架、各机笼及其采集驱动板的数目，而且能具体显示各面板表示灯的显示及板子是否故障，如有码位未驱动或者板子本身故障则相应板子会显示红色432.诊断维护子系统（SDM）-操作界面双击机架图中某层机笼后，自动转入该层采集码位驱动详细图。从该图中可以清晰的查看到每个码位的状态，灰色表示没有采集或驱动，绿色则表示有。按压右侧的“上个机笼”/“下个机笼”/“机架图”按钮可分别转入该机笼的上层机笼、下层机笼或者是机架图。442.诊断维护子系统（SDM）-操作界面选择联锁机：SDM提供单机或双机同时进行追踪的功能，点击“A机”/“B机”/“AB机”后便可分别追踪。若选择A机，变量的高低电平在其下方的左侧方框内显示；选择B机，变量电平在下方右侧方框内显示；选择AB机，变量电平在二个方框内同时显示。452.诊断维护子系统（SDM）-操作界面分类选择追踪变量开始、删除单个变量；重置为一次删除所有正在追踪的变量；表达式可以在最下方的空白处显示选中变量的布尔表达式462.诊断维护子系统（SDM）-操作界面用于分类显示室内外信号设备的操作记录、显示记录、采集记录、驱动记录、联锁机状态及通信状态47从记录表格中查找同类数据的方法：选中表格中的某行数据双击，则表格中只显示与该行同类的所有数据482.诊断维护子系统（SDM）-操作界面信号分析：记录信号机灯丝断丝、非正常关闭。道岔分析：记录道岔的挤岔。区段分析：记录区段非正常占用。同步分析：记录联锁机驱动不同步、采集不同步、表示不同步情况。界面其它工具条：其作用同“数据记录”里的“其它工具条”相同。492.诊断维护子系统（SDM）-操作界面实时报警主要是提取“数据记录”或“记录分析”中部分关键数据加以报警，主要是方便用户查找报警记录在表格中显示相关的实时报警信息，按钮相应表示灯用于提示联锁机当前是否处于同步状态502.诊断维护子系统（SDM）-操作界面用于复现联锁机以前一段时间内或者某个时刻的采集、驱动状态，HMI的站场表示信息512.诊断维护子系统（SDM）-操作界面点击变量按钮来选择列表中相应的变量522.诊断维护子系统（SDM）-操作界面版本校验用于显示当前SDM运行的应用数据（ADS）生成时间、识别码、CRC校验码、SDM软件版本号、生成ADS的各应用软件版本号及CRC校验码、A/B机标志码；显示联锁A/B机、HMI运行数据的系统软件及应用数据的版本情况532.诊断维护子系统（SDM）-操作界面灯丝报警仪：通过标准通信串口或是CAN口，与灯丝报警设备相连，从而实现点对点查找灯丝故障，方便电务人员及时有效的处理相应故障543.冗余网络子系统（RNET）联锁子系统配置2层通信传输通道，一层用于冗余ATS子网，一层用于冗余信号子网（ATP/ATO子网）553.冗余网络子系统（RNET）ATS子网实现ZLC和ATS之间的信息交换。TC