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SICAS ECC 简介

1．概述

SICAS? ECC

SICAS---- Siemens Computer Aided Signalling 微机联锁系统ECC---- Element Control Computer元件控制计算机

●联锁：为了保证行车安全，在进路、道岔和信号机之间存在的某些相互制约的关系称作

联锁。

●SICAS?是西门子的故障-安全和高度可用的SIMIS?原理的先进设计，同时也提供了

走向现代科技的方法；它对未来的扩展及解决方案是开放的。这个联锁系统的现代化设计和安全数字总线通讯的采用将联锁系统的总数降到最小。

可以将几台联锁计算机连接起来。各个联锁计算机可以在中央配置，使用也可以采取分散模式安装在远程位置。

●SICAS?联锁系统的重要成分

图1：联锁区的连接

一个工作站，一台联锁计算机，元件接口模块（EIM）和相关的信号现场要素，例如转撤机，信号机和轨道占用/空闲指示形成SICAS?联锁系统的重要成分。联锁计算机（IC）计算当前的联锁功能，例如进路排列，进路锁闭和进路监督。元件接口模块（EIM）直接控制和监督室外设备。根据电缆参数和连接的室外设备，元件接口模块（EIM）和室外元件之间的控制距离可达到6,5公里。

1．1微机联锁系统功能概观

就进路控制的层次而论，可分为人机对话层、联锁运算层和执行层。对应这三个层次，相应地SICAS? 联锁功能由三个逻辑系统层组成（参见图2）：

?人机对话层（操作/显示层）：

主要任务是接收来自控制台、键盘或鼠标器等的操作输入，判明操作输入能否构成有效的操作命令，并将操作命令转换成约定的格式输送给联锁计算机。另外，接收来自联锁计算机的表示信息，将它们转换成显示器或控制台能够接收的格式。总之，人机对话计算机的功能是传送和生成操作命令和表示信息的。

?联锁运算层（信号逻辑层）：

联锁计算机是联锁系统中的核心部分。主要负责联锁逻辑的运算及和其他系统间的数据交换。

控制器层（现场元件监控层）

控制命令经由此层转换和发送到现场要素。此级监控诸如转辙机、信号机和轨道占用/空闲指示等现场要素，并且指示到达联锁逻辑单元的状态。

图2：SICAS? 联锁系统的系统级

1．2实现系统功能配置

SICAS? ECC联锁系统功能的基本系统配置如下：

操作和显示系

统

以太网控制总线

ECC 1

IC 系统

ECC

联锁总线

以太网

图3：基本系统配置

可以连接多达十个联锁区，每个由一个IC系统和最多十二个EIM ECC（元件接口模块ECC）组成。EIM ECC包含硬件控制驱动器。

操作与显示控制系统：

?计算机单元操作控制台（OC100）

?中央操作与显示功能

?服务与诊断（S&D）设备

IC（联锁计算机）系统：

?用于联锁的信号和安全逻辑，以及监控逻辑

?多样化的微机、冗余设计

?到EIM-ECC的总线连接

SICAS? ECC（元件控制计算机）

?带有3取2计算机系统的故障-安全EIM-ECC

?用于室外设备和轨道空闲检测的接口连接

?其它指示的处理（例如，电源）

?最大控制距离：6,5 km（取决于所使用的室外设备和电缆参数）。

?邻近的SICAS? 联锁是经由一个单独的以太网连接的。信息经由高性能光纤链路发送。为增加实用性，连接是冗余的。

?SICAS?和其它的联锁（电子的或者以继电器为基础的），能通过铜电缆链路，以继电器接口的形式连接。

1．3SICAS硬件配置

以太网

Profibus

SICAS? ECC联锁硬件配置

?SICAS? ECC 联锁的联锁逻辑由高性能的SICAS ICs处理。SICAS ICs的２x 2取2配置保证了系统的高可用性。安装在SICAS ICs

上的软件的故障-安全性得到了测试。

?用来监控室外设备的模块放置在一个SICAS? ECC元件计算机柜的基本层和扩展层中。

?电源、轨道空闲检测系统和其它系统安装在单独的机柜中。

?铜电缆用作与室外元件的连接。

?一个单独的以太网总线用来连接操作控制系统和不同的操作及显示系统。该通信协议为PDI。信息通过铜电缆或光传输介质传送。该连接是冗余的，以提高可用性。

?根据联锁的类型，邻近的联锁通过继电器接口或者一个单独的PROFIBUS连接起来。信息通过铜电缆或者光传输介质传送。该总线连接是冗余的，以提高可用性。

?一个下载IC被连接到SICAS IC，以便软件的实施（或者总称为软件变更）。

出于此目的，下载IC配备了不同SICAS IC的映像。这样，即使一个软件需要升级，维护也可以容易地进行。更多关于解决方案的信息将在Maintenance Manual SICAS ECC（SICAS ECC 维护手册）,GMC4/5(SIG=S%PM600&EDC_4007_*中提供。

2．SICAS硬件

SICAS硬件硬件包括SICAS IC计算机和SICAS ECC

2.1 IC计算机

SICAS IC计算机柜是SICAS? ECC联锁系统的中心机柜。通过这个机柜连接操作和

显示系统。

SICAS IC是一个2*2取2多样化计算机系统。为提高可用性，这个系统可以作为一个

2取2系统被设计为冗余的。

一个2取2系统包含两台同样的计算机对，每对都有两个不同的ICs。ICs 系统的多样化是

通过使用不同的操作系统（LINUX?，Windows?）以及不同的处理器（LINUX?, Windows?）来实现的。

特点

冗余2 x 2取2 IC计算机配置（4 个SICAS

IC, 1 个下载IC）

监视器，键盘和鼠标盘

下载IC的所用的空间

2．2 ECC 计算机柜

基于ECC的电子联锁的系统平台是SIMIS ECC。

ECC分为基本层、扩展层和电源层。

基本层为计算机核心板件提供插槽，也为八块POM4和SOM或十六块INOM外围设

备板提供插槽。混合的补充组件也是可能的。

与基本层连接的扩展层可以再容纳十块外围设备板。

电源层包含电源模块，该电源模块为计算机核心板件和外围设备板产生5V电压。为每

个计算机通道提供一个单独的电源板。

电源组匣

带有3个电源模块

基本组匣

容纳HW核心CU模块、通讯模

块和SICAS? ECC模块

扩展组匣

容纳附加的SICAS? ECC模块

SICAS? ECC模块位于SICAS? ECC机柜内。总的来说有两种不同型号的基本机柜会

运用到本项目中：型号S25160-J1-A11 和型号S25160-J1-A12。每个S25160-J1-A11

型号的机柜配备有一个基本组匣，一个扩展组匣和一个电源电源，而每个

S25160-J1-A12型号的机柜配备有两个基本组匣，两个扩展组匣和两个电源组匣。

2．2．1 元件控制计算机ECC的基本组匣

SICAS? ECC计算机的基本层（示例）

硬件核心的槽位于基本组匣的左手边。核心由三个SICAS? ECC运算单元和两个通讯模块组成，以用于通信。除了硬件核心外，还有一个空间，该空间可以容纳多达8个宽度为8 WUs （宽度单位）的宽元件接口模块，或者16个宽度为4 WUs的窄元件接口模块。这些模块可以按需要组合在一起。

2．2．2 常用的ECC板块

2．2．2．1 CU 板

3取2配置中，ECC CU（元件控制计算机，控制单元）板构成了ECC计算机的核心组件。

3取2配置：第3个ECC CU提高可用性。一旦一个ECC CU出现故障，在一个3取2配置中的其余两个ECC CU还能保证可用性（没有安全切断）。

ECC CU中央板也指计算机通道。

该中央板具有一个RS422串行接口和一个Unilink （单链路）接口，以便连接诊断PC。

3．2．2．2 通讯模块 3．2．2．2.1 通讯模块母板

ECC 基本层可安装两个通讯模块母板。

带有通讯模块的计算机核心组件扩展层 - 通讯模块母板将ECC 连接到不同的通道。通讯模块母板可安装多达四个通讯模块。

安装了PROFIBUS 通讯模块的通讯模块母板

开关：

STOP （停止）：计算机处于复位状态 RUN （运行）：复位状态被取消

插座：UNILINK （单链路）：单链路（Unilink ）接口按钮：DEL PB ：清空故障内存。

车站名或者简码、数据标签和系统版本的粘贴标签。板代号和设备版本等级的粘贴标签。插座：RS422：RS422串行接口

PB ：绿色LED ：故障存储器复位 ID ：绿色LED ：外围设备被激活 SY ：黄色LED ：计算机通道被同步化

VO ：黄色LED ：允许容差范围内的5V 计算机电压 EA ：黄色LED ：计算机通道被激活 EL ：红色LED ：左侧计算机通道故障 ER ：红色LED ：右侧计算机通道故障 SD ：红色LED ：处理器停止

应用

M模块（通信模块）的承载模块，用

于SICAS?ECC与各种信道灵活形成

接口

特点

通信模块的四个槽

可以选择通信模块的任意组合

3．2．2．2.2通信模块以太网

应用

通信模块以太网是一台

联锁计算机的取决于应

用的快速连接（最上层），

例如与操作员控制台或

者控制系统。

这个模块会被插入到通

信模块母板。

3．2．2．2 INOM2模块

INOM2（数字输入/输出模块）板是一个接口板。对于外围设备，INOM2 板产生2 x 8条输出命令，并且可以读入2 x 8条输入指示。

STOP（停止）：“关闭”按钮：该按钮用于操

作期间板件的插入和拔除。

PSS：指示该板是否处于工作状态。

ERR：错误LED指示该板不处于工作状态并

且故障存储器已得到了设置。

通道1：

黄色LED：命令，通道1

绿色LED：指示，通道 1

通道2：

黄色LED：命令，通道2

绿色LED：指示，通道 2

LED（红色）：自动断路器已经断开。3．2．2．3 POM4模块

集成的POM4 （道岔操作模块）板被用来监控四线、六线或七线转辙机。

作期间板件的插入和拔除。

PSS：外围设备选择信号机LED指示该板是

否处于工作状态。

ERR：错误LED指示该板不处于工作状态并

且故障存储器已得到了设置。

L2：该绿色LED在位置指示器2的输入出现

正电压指示时开启。

R1：该绿色LED在位置指示器1的输入出现

正电压指示时开启。

R2：该绿色LED在位置指示器2的输入出现

负电压指示时开启。

L1：该绿色LED在位置指示器1的输入出现

负电压指示时开启。

SHIFT：如果位置继电器的继电器线圈被触

发，该黄色LED开启。

HS：如果控制电流继电器1/2被触发，该黄

色LED开启。

L：如果“左位”方向继电器被触发，该黄色

LED开启。

R：如果“右位”方向继电器被触发，该黄色

LED开启。

POWER（电源）：如果存在用于转辙机的工

作电压，该绿色LED开启。

RUN：当道岔正处于转换时，该绿色LED开

启。

功能

终端位置检测

道岔的终端位置由转辙机中的限位开关进行检测。这些限位开关经由监控回路被连接到POM4 板。面板上的位置指示器（LED M1 和M2）指示着转辙机的当前位置。

根据连接的类型，电源和监控电路被部分地连接到相同的芯线上。用来连接转辙机各

个电路的组合或分配是由插头进行的。

显示类型

转换

为了将转辙机转换到另外一个位置，首先断开监控电路的连接。这在POM4 板上进行。断开监控电路后，根据转辙机旋转的方向激活相位。到达终端位置之后或最大转换时间到了之后，电源电路被关闭，而监控电路被再次开启。

控制电流（运行电流指示电路）的检测

在转换过程中，控制电流被连续地监控，并被指示到计算机（运行电流指示电路）上。当转辙机到达终端位置时，转辙机中的结点控制关闭控制电流。运行电流的这种中断得到了检测，开关被关闭，并且指示器显示出道岔位置。

为POM4 板提供了正常操作模式选择插头。下列部分描述了可以通过模式选择插头进行设置的诸操作模式。

"Normal operation"（“正常操作”）模式（1-2）

此操作模式表示道岔处于正常的操作中。

"Dummy machine" （“虚拟转辙机”）模式（1-3）

此操作模式使转辙机能够通过软件被完全地模拟。在故障–安全基础的上控制电压被切断。例如，该模式能够对进路和信号机显示进行测试，尤其是在没有转辙机或道岔控制系统存在的首次调试期间。每个测试和每个转换操作被肯定地确认。每个转换操作导致一个检测的位置。位置指示器被完全忽略。

3．2．2．4 SOM6模块

SOM6板是一个直接馈送或由变压器馈送的信号操作模块，该模块激活信号机、卤素灯和LED信号机单元的稳态灯光显示和闪烁信号显示。

SOM6板可以被用来监控最多达8个的信号机单元（每个信号机单元一个灯电路）。灯1 可以被永久作为受限灯位，而灯2作为受限灯位，这一点可通过配置进行。

SOM6板的面板

3．2．2．5 SV230/5模块

采用SV 230/5电源模块为SIMIS ECC 计算机供电。并从230 V AC 输入电压生成受控

的5 V DC 电源电压。温度范围为-40°C 到+85°C 。

SV 230/5板

3．接口

操作和显示系统一个联锁计算机的接口（示例）M100 mA：100 mA微型保险丝I/O开关：板件开关开启/关闭LED黄色U E：存在输入电压LED黄色U A：存在输出电压

图给出了一台联锁计算机和数据总线室内与室外设备的元件的接口的示例。

5.1与室内设备接口

INOM2模块（输入/输出操作模部件块）使得SICAS ? ECC 联锁计算机能经由数字命令输出和指示输入与联锁的其它室内设备进行通信。

5.2 与室外设备接口 5.2.1 转辙机：

S700 KC AC 转辙机或者经核准的等效设备由POM4模块（岔道操作模块）监控。 POM4的四根线作表示时：左位：1-3；2-4通右位：1-4；2-3通

5.2.1 信号机：

5.3与操作控制系统的接口

操作与显示系统和SICAS?ECC联锁经由一个以太网接口进行通信。受程序保护的PDI协议用作通信协议。

服务与诊断控制单元（S&D CU）是SICAS? ECC的一个专用工具，它能提供系统状态的信息，记录联锁中任何错误或故障的出现，并处理用于运算的数据。

5.4与轨旁ATP系统的接口

SICAS?和轨旁A TP系统之间的接口被在SICAS?的操作及显示接口（ODI）模块中得到实施。SICAS?将诸如道岔和信号状态的联锁元件的状态指示发送至轨旁ATP。

在相反的方向上，SICAS?联锁接收来自轨旁ATP的联锁相关操作信息。

5.5主信号部件之间的接口

这三个信号子系统（ATS-ATP/ATO-IL）通过下图所示的信息交换进行物理上的相互作用。

图8：逻辑数据交换

输入：

?来自ATS系统的命令，

?来自轨道空闲检测的" clear" （空闲）或" occupied"（占用）状态，

?来自转辙机、信号机等的状态信息。

?来自轨道旁ATP的信息

?其它信息

输出：

?ATS系统的状态信息（例如，关于进路排列、轨道区段的“空闲”或“占用”状态等的信息），

?发送至车站管理员和维护人员的信息（只有当车站控制点已提供并正在使用），

?对转辙机、信号机等的控制，

?到诊断设备的输出，

?提供给ATP/ATO设备的状态信息（例如，关于进路排列、轨道区段的“空闲”或“占用”状态等的信息）。

?其它

5.7与车站设备的接口

有三个主要的非信号系统接口：

?站台屏蔽门和站台安全门设备：

?紧停按钮

?防淹门