计算机联锁设计论文(3)

目录

第一章 计算机联锁的概述 ........................................................................................................ 14

第一节 计算机联锁系统的结构 ......................................................................................... 14 第二节 计算机联锁的进路控制 ........................................................................................... 14 第三节 有备无患的冗余结构 ............................................................................................... 15

第二章 JD—IA型计算机联锁系统 ......................................................................................... 19

第一节JD—IA型计算机系统的体系结构 .......................................................................... 19 第二节

JD—IA计算机联锁的主要特点 ........................................................................ 20

第三章 计算机联锁工程设计概况 ............................................................................................ 21

第一节 站场平面布置图概述 ............................................................................................... 21 第二节 信号机的设置及编号 ............................................................................................... 21

一、进站信号机 ................................................................................................................. 21 二、出站信号机 ................................................................................................................. 22 三 、调车信号机 ............................................................................................................... 22 四、预告信号机 ................................................................................................................. 22 第三节 道岔的设置及编号............................................................................................. 22 第四节 钢轨绝缘的确定和轨道区段的划分 ....................................................................... 23 一、 钢轨绝缘的确定 ..................................................................................................... 23 二、 轨道区段划分 ......................................................................................................... 23

第四章 联锁表编制.................................................................................................................... 25

第一节 信号平面布置图 ....................................................................................................... 25 第二节 联锁表 ....................................................................................................................... 25 方向栏 ................................................................................................................................. 26 进路号码栏 ......................................................................................................................... 26 进路栏 ................................................................................................................................. 26 排列进路按下按钮栏 ......................................................................................................... 26 确定运行方向道岔栏 ......................................................................................................... 26 信号机栏 ............................................................................................................................. 27 道岔栏 ................................................................................................................................. 27 敌对信号栏 ......................................................................................................................... 27 轨道电路区段栏 ................................................................................................................. 28 迎面进路栏 ......................................................................................................................... 28 其他联锁栏 ......................................................................................................................... 28

第五章 计算机联锁组合排列表设计 ........................................................................................ 29

第一节 组合的选用 ............................................................................................................... 29

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一、组合排列 ..................................................................................................................... 29 二、组合选用 ..................................................................................................................... 29 第六章 采集电路设计................................................................................................................ 31

第一节 信号采集电路 ........................................................................................................... 31 一、进站信号机采集电路 ................................................................................................. 31 二、出站兼调车信号机采集电路 ..................................................................................... 31 三、调车信号机采集电路 ................................................................................................. 31 第二节 道岔采集电路 ........................................................................................................... 31 第三节 50Hz轨道采集电路 .................................................................................................. 31

第七章 驱动电路设计................................................................................................................ 33

第一节 信号驱动电路 ........................................................................................................... 33 一、进站信号机驱动电路 ................................................................................................. 33 二、出站兼调车信号机驱动电路 ..................................................................................... 33 三、调车信号机驱动电路 ................................................................................................. 33 第二节 道岔驱动电路及半自动闭塞驱动电路.................................................................... 33

第八章 配线表设计.................................................................................................................... 34

第一节 组合架零层端子配线 ............................................................................................... 34 第二节 接口架配线图设计 ............................................................................................... 35

总结 ............................................................................................................................................. 36 参考文献 ..................................................................................................................................... 38 附录 ............................................................................................................................................. 39

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中 文 摘 要

计算机联锁系统是一种利用计算机技术取代继电技术构成的车站信号实时控制系统。1978年，瑞典首先在哥德堡车站将计算机联锁投入使用。此后，日、美、英、法、德等国都相继研制了各自的计算机联锁系统。我国自20世纪80年代开始研制由微型计算机构成的计算机联锁系统，并且很快取得了成果。

计算机联锁相比继电集中有显著的优势，它功能完善，计算机工作速度快、信息容量大，所以计算机联锁很容易实现自动控制功能，还能安全地实现自动选录和存储进路等继电集中联锁无法完成的功能。运行图变更时，能自动选择最佳方案。计算机联锁不仅可以扩大控制范围，适用于任何规模的车站（尤其是是大型枢纽及远离咽喉区的信号设备等），而且还可以利用计算机进行站内行车业务管理，以提高工作效率。计算机联锁用彩色监视器的屏幕显示代替了继电集中联锁的表示盘，大大缩小了体积，丰富了显示内容，简化了结构，方便使用。它方便设计、施工和维护，计算机联锁是用计算机软件构成的联锁关系，它将车站联锁逻辑编成程序，无论站场如何变化，只要补充和改变软件中的程序，即可满足联锁的要求，易于实现故障检测和分析，而且大大降低了工程造价。由于施工、改建和故障修复时间的缩短，减少了对运输的干扰，其经济效益是显著的。计算机联锁在实际应用中是有很大的意义的。进入20世纪后，我国的计算机联锁发展迅速，已有上千个站场采用计算机联锁。有的区段已发展了成段的计算机联锁。在铁路快速发展的过程中，要加快计算机联锁的发展.

由于本人还未到现场实习，所以对信号设备的了解，范围有限，所以还需要各位老师指正。

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第一章 计算机联锁的概述

计算机联锁是以计算机技术为核心，采用通信技术、可靠性与容错技术以及“故障—安全”技术实现铁路车站联锁要求的实时控制系统。在我国20世纪80年代，铁道科学研究院、通信信号总公司研究设计院、北方交通大学等单位相继展开了计算机联锁控制系统的研发工作。1984年通信信号总公司研究设计院研制生产出了国内第一个车站计算机联锁控制系统，并成功应用于地方铁路，填补了我国计算机连锁控制系统的空白。

第一节 计算机联锁系统的结构

计算机联锁系统的硬件部分可分为人机会话层（也可称人机对话层）、

联锁层和监控层，相应的由人机会话计算机、联锁计算机和控制器来承担各层的任务。

人机会话计算机接收来自操作台的操作输入，判明能否构成有效的操作命令，并转成约定的格式，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受的格式。

联锁计算机接收来自人机会话计算机的操作命令以及室外监控对象的状态信息，进行联锁逻辑运算，包括选择进路、检查进路空闲、锁闭敌对进路等，然后发出控制道岔转换和开放信号的命令。

控制器用来实现控制对象与室内联锁计算机之间的联系。它接收来自联锁计算机的控制码，经过变换形成控制命令以驱动相应的控制电路；它又接收监控对象的状态信息，经过编码再传送到联锁计算机。

与硬件系统对应，计算机联锁的软件分为人机会话处理、联锁逻辑处理、执行表示三个软件包。至于室外设备，计算机联锁保留了电气集中所采用的现场设备。

第二节 计算机联锁的进路控制

计算机是执行程序来工作的。要让计算机控制车站的联锁，即对进路进行控制，必须制定一个完整程序，以便计算机按部就班的执行。计算机联锁程序所处理的内容是多方面的，但其核心部分是进路控制。计算机联锁的控制程序严格规定了联锁的执行步骤和条件，保证了系统工作的有条

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不紊。当然所有的联锁条件检查，还要通过计算机进行各种逻辑运算，检查各种联锁条件是否具备。其实计算机联锁所要执行的联锁程序原则上同继电联锁是一样的，但比带有许多机械点的继电器电路要快的多，而且是无声无息地进行完毕。

计算机联锁进路控制程序框图

第三节 有备无患的冗余结构

计算机联锁系统采用冗余结构的实质在于用增加相同性能的模块来换取系统的可靠性和安全性。冗余技术的发展，最早出现的计算机联锁曾采用单机机构，其可靠性和安全性远远不能满足车站联锁的严格要求。于是，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的问题，切换失败将产生危险后果。与此同时，开发了采用屏蔽比冗余技术三取二系统，3个CPU运算结果两两进行比较，产生危险输出的可能性很小。但是，存在着不能停机检修的问题。

近几年，又推出了二乘二取二系统，有两个CPU构成一个子系统（干线的技术改造都优先考虑采用二乘二取二系统）。主机执行任务，另外两个CPU处于热备状态（备机），这就大大提高了计算机联锁的可靠性和安全性，而且方便维修。

（1）系统的可靠性冗余结构

计算机联锁系统的可靠性冗余结构，就是指为了使系统的可靠性指标达到或者超过目标值而采取的冗余结构。系统的可靠性冗余结构往往采用双机热备二重系统。

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