毕业论文《TYJL-II型计算机联锁系统》

目录

1.联锁系统概述 (3)

1.16502电气集中概述 (3)

1.1.1 6502电气集中的组成 (3)

1.1.2继电器的组合 (3)

1.1.3 6502电气集中电路结构 (4)

1.2联锁系统的发展 (5)

1.3TYJL-II型计算机联锁系统的发展 (6)

1.4小结 (7)

2.TYJL-II型计算机联锁控制系统解析 (8)

2.1TYJL-II型计算机联锁系统总体结构及功能 (8)

2.2TYJL-II型计算机联锁的软件及其功能 (9)

2.3TYJL-II型计算机联锁硬件系统及其功能 (10)

2.4小结 (12)

3.TYJL-II型计算机联锁系统的应用 (13)

3.1TYJL-II计算机联锁系统的特点 (13)

3.2数字化仪和鼠标的操作说明 (13)

3.2.1轨道区段 (13)

3.2.2列车信号 (14)

3.2.3调车信号 (14)

3.2.4道岔 (15)

3.2.5 溜放标志“溜放” (15)

3.3进路的办理和操作 (16)

3.4小结 (18)

4.TYJL-II型计算机联锁系统的日常维护和故障处理 (19)

4.1TYJL-II型计算机联锁系统的日常维护 (19)

4.1.1系统停电及上电 (19)

4.1.2操作注意事项 (19)

4.1.3系统的日常监测维护 (20)

4.2TYJL-II型计算机联锁系统的故障处理 (20)

4.2.1故障应急处理方法 (20)

4.3道岔故障处理（以四线制道岔控制电路为例） (22)

4.3.1工作原理 (22)

4.3.2道岔故障应急处理 (22)

4.3信号机点灯电路故障处理 (25)

4.3.1信号机点灯电路工作原理 (25)

4.3.2信号机点灯电路故障应急处理 (25)

4.3.3处理信号点灯电路故障的基本方法 (25)

4.3.4信号机故障时控制台的现象 (27)

4.4采集电路故障处理 (30)

4.5驱动电路故障处理 (32)

4.6小结 (35)

1 联锁系统概述

车站联锁设备是保证站内运输作业安全、提高作业效率的铁路信号设备，它的控制对象是道岔、进路和信号机。将道岔、进路和信号机。使车站范围内的信号机、进路和进路上的道岔相互具有制约关系，这种关系称为联锁。为完成联锁关系而安装的技术设备称为联锁设备。

1.1 6502电气集中概述

车站联锁设备是保证站内运输作业安全、提高作业效率的铁路信号设备，它的控制对象是道岔、进路和信号机。将道岔、进路和信号机用电气方式集中控制与监督，并实现它们之间联锁关系的技术方法和设备称为电气集中联锁，用继电器实现联锁关系的称为继电式电气集中联锁（以下简称电气集中）。6502电气集中是我国目前应用最普通的一种继电式电气集中联锁。

1.1.1 6502电气集中的组成

6502电气集中具有电路定型化程度高、逻辑性强，操作方法简便灵活、不易出错，维修、施工比较方便，符合故障—安全原则，易与区间闭塞设备及其他信号设备结合等优点；又是调度集中和调度监督的基础设备。因此，在我国铁路得到了广泛应用。

6502电气集中分为室内设备和室外设备两大部分。

室内设有控制台、区段人工解锁按钮盘、继电器组合及组合架、电源屏、分线盘等设备。

室外设有色灯信号机、电动转辙机、轨道电路、电缆线路及电缆连接箱盒等设备。

1.1.2 继电器的组合

信号组合:引导信号组合（YX）、列车信号主组合（LXZ）、一方向列车信号辅助组合（1LXF）、两方向列车信号辅助组合（2LXF）、调车信号组合（DX）、调车信号辅助组合（DXF）；道岔组合:单动道岔组合（DD）、双动道岔主组合（SDZ）、双动道岔辅助组合（SDF）；区段组合：（Q）；其它组合:电源组合（DY）、方向组合（F）、零散组合（L）

综上所述，共有12种定型组合，其中DY、F的两种组合不拼电路，而L组

合按需要设置，每个组合内继电器数也不超过10个。继电器是以组合的形式放在组合架上。组合架共11层，由下往上数，1～10层放继电器，最上层为0层，放端子板。

1.1.3 6502电气集中电路结构

采用站场型网络式结构，即电路的图形结构形状模拟站场线路和道岔位置形状，且有15条基本网络线相对应。6502电气集中电路动作程序：选择进路→锁闭进路→开放信号→解锁进路。

A、选择组电路分为记录电路、选岔电路和开始继电器电路三部分。

a、记录电路

记录电路按钮继电器电路和方向继电器电路组成。

作用：记录车站值班员按下按钮的动作，记录进路的性质和运行方向。

进路的性质是指列车进路和调车进路；运行方向是指接车方向和发车方向。

b、选岔电路

选岔电路由六条网路线组成，所以又称为六线制选岔网路。

作用：按照车站值班员的意图，经操纵后选出道岔的位置。

选岔电路六条网路线用途：

第1、2线为“八”字形第一笔双动道岔反位操纵继电器FCJ的网路线。

第3、4线为“八”字形第二笔双动道岔反位操纵继电器FCJ的网路线。

第5、6线为双动道岔定位操纵继电器DCJ、单动道岔定位操纵继电器DCJ 和反位操纵继电器FCJ，以及选信号点的进路选择继电器JXJ用的网路线。[1]选1-6线继电器动作规律是：

不论进路的运行方向如何，在每一对选岔网络线中，道岔操纵继电器总是从左向右顺序传递动作。在选经由双动道岔反位的进路，总是首先选出双动道岔反位，然后才能选出其它道岔定位。

B、执行组电路

选择组电路完成选路任务后，由执行组电路执行开通进路和用后解锁进路的任务。

6502电气集中执行组网络线的作用: (执行组共有8条网络线)

第8网络线是XJJ的励磁电路，用来检查开放信号的联锁条件（进路空闲、敌对进路未建立、道岔位置正确），只有满足这些条件才允许锁闭进路和开放信

号；

第9网络线是QJJ和GJJ的励磁电路，检查本区段空闲后，本区段的QJJ 才能励磁吸起，用其前接点实现区段锁闭。向股道建立进路时，GJJ励磁吸起，用它锁闭另一咽喉的敌对进路；

第10网络线是QJJ的自闭电路。通过XJ的励磁条件，使QJJ自闭，用来防止进路迎面错误解锁；

第11网络线是XJ的励磁电路，用来检查联锁条件满足后开放信号；

第12、13网络线是1LJ和2LJ的励磁电路，用以实现锁闭进路、完成进路的正常解锁、取消进路、人工解锁、调车中途折返解锁以及引导锁闭道岔等；

第14、15网络线是控制台光带表示灯电路。14线控制白光带，15线控制红光带。[1]

C、方向电源：为简化电路，节省接点，设有10种方向电源。

分别是 KF—LJJ—Q、 KZ—列共—DJJ—Q、 KF—LFJ—Q、

KZ—列共—DFJ—Q、 KF—DJJ—Q、 KZ—列共—Q、

KF—DFJ—Q、 KZ—共用—H、 KF—共用—Q、 KF—共用—H.

1.2 联锁系统的发展

车站联锁从1856年英格兰的布列克勒叶·阿姆斯（Brickloyer Arms）车站装设由萨克斯倍（Sax by）首创的萨式联锁机开始，至今已有100多年的历史，经历了机械联锁、电机联锁、电气联锁、电气集中联锁、计算机联锁的发展过程。计算机联锁技术的发展过程：

A、冗余技术的发展

最早采用的计算机联锁系统曾采用单机结构，其可靠性和安全性远远不能满足车站联锁的严格要求。后来改为双机热备结构，并由一个CPU执行两套功能相同而编码各异以及诊断程序，来提高计算机联锁系统的可靠性和安全性。目前，我国大部分计算机联锁是双机热备系统。但是，双机热备系统存在着双机切换问题，切换失败将产生危险后果。与此同时，开发了采用屏蔽技术的三取二系统，3个CPU运算结果两两进行比较，产生危险输出的可能性极小。但是，存在着不能停机检修的问题。

近几年，又推出二乘二取二系统，由两个CPU构成一个子系统执行联锁任务(主机），另两个CPU处于热备状态（备机），这就大大提高了计算机联锁系统的可靠性和安全性，而且方便维修。当前，主要干线的技术改造都优先考虑采用二乘二取二系统。

B、动态输出技术的发展

目前广泛使用的计算机联锁系统，其信号机和道岔的控制器件仍然由继电器来完成。为了提高计算机联锁输出的可靠性和安全性，双机热备结构的计算机联锁系统多采用动态继电器，后来又采用动态驱动单元或动态驱动柜，将驱动电路与继电器分离开来，使继电器带动更多组接点。

有些双机热备结构的计算机联锁，以及三取二和二乘二取二的计算机联锁则在系统内部完成了动态输出，不再采用动态继电器，也不需要动态驱动单元或动态驱动柜，直接驱动偏极继电器，甚至无极继电器。

1.3 TYJL-II型计算机联锁系统的发展

车站计算机联锁系统(以下简称计算机联锁)是一种新型的铁路车站自动控制设备, 在保证安全的前提下, 以最经济、合理的技术措施提高运输效率, 改善劳动条件, 设备可靠, 维修方便, 便于联网。

计算机联锁系统应关注三方面的问题，第一是在正常工作状态下（即系统软硬件均没有出现任何故障）系统的功能及安全性问题（也可称功能安全性问题）；第二是系统的可靠性问题；第三是在非正常状态下（即系统软件或硬件出现故障）系统的安全问题。

计算机联锁根据作业情况可办理列车、调，车作业，单独操作道岔和单独锁闭道岔，引导接车或引导总锁闭接车等,有的站还可办理单钩、连续溜放作业，储存溜放进路,具有检查、修改、增钩、减钩的功能。操作方式主要采用鼠标操作方式,所有作业均用鼠标在屏幕上按压“按钮”进行操作。通过大屏幕彩色显示器显示操作命令和现场的设备状态。屏幕上有各种汉字提示，并通过语音代替电铃报警。若办理进路的操作有误时，在屏幕上将显示办理有误的提示。[2]计算机联锁与继电联锁相比的优越性主要有以下几方面：

A.体积小、可靠性高，可实现无维修，为铁路信号技术结构的改革创造了条件。

B.微机联锁系统功能更加完善。继电联锁受站场形电路网络层次和结构、继电器数量以及网络线的多寡等限制，在功能及功能扩展方面均受到限制。对上述限制，计算机联锁系统通过少量硬件和软件开发即可解决。如，增加平面溜放功能，增加记录并图像再现。

C.微机联锁系统的信息量大为丰富，利用当前的各种网络手段，可与其他行车调度指挥系统、列车控制系统联网，提供及交换各种信息，以使协调工作。

D.微机联锁系统易于实现系统自身化管理，利用自诊断，自检测功能及远距离联网，实现远距离诊断。

E.随着大规模集成电路的发展，微机联锁系统的投资将越来越低，与继电联锁相比将更占优势。

计算机联锁无论是双机热备系统，还是三取二系统，还是二取二乘二系统，均有热备系，任何1点故障均不会影响行车。维修更加方便，出现故障后，将故障的一系脱离系统，将故障的电路板更换，就可排除故障。

TYJL-II型计算机联锁系统是双机热备，在同步状态下，故障时可自动切换，切换时不影响进路的办理。亦可进行人工切换，非同步时人工切换必须由电务和车务人员共同确认全场没有办理任何进路时才能进行，并记录切换的原因。人工切换后全场锁闭，由电务和车务人员共同确认机车车列完全停止行走时，通过“上电解锁”按钮进行全场解锁。同步状态下进行人工切换不锁闭进路。

1.4 小结

车站联锁从1856年英格兰的布列克勒叶·阿姆斯（Brickloyer Arms）车站装设由萨克斯倍（Sax by）首创的萨式联锁机开始，至今已有100多年的历史，经历了机械联锁、电机联锁、电气联锁、电气集中联锁、计算机联锁的发展过程。

随科学技术的进步，旧的联锁设备不断被安全可靠性更高、操纵和维护更简单、技术更先进的联锁设备代替。从发展角度看，计算机联锁是发展的方向；

接口

从经济角度看，电气集中联锁在相当长的一段时间内仍被广泛采用。

2 TYJL-II 型计算机联锁控制系统解析

TYJL-II 型计算机联锁系统是双机热备，在同步状态下，故障时可自动切换，切换时不影响进路的办理。亦可进行人工切换，非同步时人工切换必须由电务和车务人员共同确认全场没有办理任何进路时才能进行，并记录切换的原因。人工切换后全场锁闭，由电务和车务人员共同确认机车车列完全停止行走时，通过“上电解锁”按钮进行全场解锁。同步状态下进行人工切换不锁闭进路。

2.1 TYJL-II 型计算机联锁系统总体结构及功能

TYJL-II 计算机联锁系统为分布式多微机系统，根据其构成，可分为以下系统：

图2-1系统框图

A.监视控制系统。主要由监控机(又称上位机)和控制台组成.是计算机联锁控制新系统的操作界面和人机接口。

B.主控系统-主要由联锁机、执表机组成，是计算机连锁控制系统的核心，主要完成系统的调度、通信、诊断以及现场信息的采集、联锁逻辑的运算和控制命令的输出等功能。

C.接口系统。该系统对内与主控系统相连，对外与现场设备相连，主要由内采集结合电路、动态驱动设备和继电控制电路组成。

D.辅助系统-主要由电务维修机和微机监测系统组成。电务维修机存储记录计算机联锁控制系统全部运行信息，并为维护维修人员提供人机界面。

E.电源系统：主要由配电柜或综合柜组成。负责给系统各组成部分供电。

图2-1系统框图，其中监控系统和主控系统的微机设备均为A、B双套，联锁机、执表机具有热备和自动切换功能，监控机是双机工作，两台监控机不分主、备机，在两台监控机上的操作都有效，不需要切换。一台监控机发生故障，另一台监控机仍然保证系统的正常操作。执表机具有双机热备同步功能，监视控制机和控制台的设备由人工切换。[3]

TYJL-II计算机联锁系统可划分为三个层次：监控系统和辅助系统为上层，主控系统为核心层，第三层为接口系统。

2.2 TYJL-II型计算机联锁的软件及其功能

TYJL-II计算机联锁系统软件可划分为三个层次：监控系统软件系统，主控机软件系统和维护软件系统。各软件间由管理系统软件（专用通信软件）实现沟通。

A.监控机软件系统

TYJL-II计算机联锁控制系统的监控机软件不涉及行车安全，故采用单软件结构。该软件的主要功能如下：

a)对值班员的所有操作进行提示、处理并记录，接收值班员的有效操作命

令，向主控系统发出相应的执行命令。

b)接收主控系统提供的站场表示信息，向值班员提供站场图像的实时显

示；

c)向值班员提供整个系统的工作状态信息、报警信息和简要的故障信息。

d)记录系统的全部的全部操作和运行信息。

e)想辅助系统提供记录信息，与其他必要的信息接口系统。

B.控机软件系统

TYJL-II计算机联锁主控软件系统采用双版本软件结构，系统内两套相互独立的版本的联锁程序同时运行，联锁逻辑运算结果在控制命令输出级进行比较，比较一致时，方可向外发出驱动命令。

主控系统主要包括以下几个模块：

a)调度管理模块：实现系统软件的整体的整体管理，形成专用的小型操

作系统；

b)通信模块：完成系统设备间的通信。；

c)选路模块：完成选路运算;

d)采集控制模块：完成信息采集和控制驱动；

e)锁闭模块：完成进路锁闭功能检查；

f)信号检查模块：完成对信号开放条件的检查；

g)解锁模块：完成进路解锁功能检查

h)站场数据描述模块：完成站场结构静态数据描述。

C.维护及检测软件系统

维护及检测软件系统的主要功能有：

a)站场状态的跟踪与会放，操作命令记录与故障记录；

b)远程诊断功能；

c)监控系统时钟调校功能；

d)与其他信息系统接口功能。

2.3 TYJL-II型计算机联锁硬件系统及其功能

计算机联锁系统为分布式多级处理系统，主要由四部分组成：联锁控制机、执行表示机和控制监视机、电务维修机。配套设备还有中西文打印机、高分辨率彩色显示器、控制台和配电柜。系统中所有主要设备均为主、备双套，联锁机和执表机具有热备和自动切换功能，控制监视机由人工切换。各备用微机同