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研祥特種計(jì)算機(jī)在地鐵微機(jī)聯(lián)鎖中的應(yīng)用

時(shí)間:2009-01-14 16:07:21來(lái)源:shixiang

導(dǎo)語(yǔ):?研祥特種計(jì)算機(jī)在地鐵微機(jī)聯(lián)鎖中的應(yīng)用
一、聯(lián)鎖系統(tǒng)概述 地鐵作為人們出行交通的首選,也是由一個(gè)龐大的系統(tǒng)所組成,在地鐵系統(tǒng)中分為很多子系統(tǒng),如:可應(yīng)用于軌道交通行業(yè)中,實(shí)現(xiàn)環(huán)境和設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(EMCS)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)(FAS)、氣體滅火系統(tǒng)(FES)、電力監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)(AFC)、調(diào)度監(jiān)督(DSS)系統(tǒng)等。其中DSS系統(tǒng)是最為重要的系統(tǒng),DSS 是一個(gè)分布式系統(tǒng),包括調(diào)度中心子系統(tǒng)、電務(wù)維護(hù)子系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)和車站子系統(tǒng)。DSS的核心系統(tǒng)就是鐵路信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)。該系統(tǒng)的可靠性、安全性,穩(wěn)定性、和實(shí)時(shí)性決定了列車運(yùn)行的安全性。 在車站上,鋪設(shè)有許多條線路,線路之間用道岔聯(lián)結(jié)。列車在車站內(nèi)運(yùn)行的路徑,叫做進(jìn)路。進(jìn)路由道岔位置決定。進(jìn)路要有信號(hào)機(jī)防護(hù),道岔位置不對(duì),或者進(jìn)路上有車,防護(hù)此條進(jìn)路的信號(hào)機(jī)就不能開放,從而保證列車的運(yùn)行安全。道岔、進(jìn)路和信號(hào)三者之間相互制約、相互依存的關(guān)系稱為聯(lián)鎖。實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖的設(shè)備叫做聯(lián)鎖設(shè)備。 下圖為聯(lián)鎖設(shè)備原理圖: [align=center]微機(jī)聯(lián)鎖遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的研究 [/align] 列車自動(dòng)防護(hù)和電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)是防止列車碰撞和脫軌,保證列車運(yùn)行的安全重要運(yùn)營(yíng)設(shè)備。該系統(tǒng)包括以下主要功能: 1、控制列車進(jìn)路設(shè)置和聯(lián)鎖;列車占用檢測(cè);按照閉塞法控制原則,實(shí)現(xiàn)列車安全間隔控制,避免出現(xiàn)列車追尾、迎面或側(cè)面沖撞等惡性事故發(fā)生; 2、向列車發(fā)送行車指令,實(shí)現(xiàn)超速防護(hù) 二、微機(jī)聯(lián)鎖的分級(jí) 系統(tǒng)第一級(jí)為控制監(jiān)視級(jí),也稱為人機(jī)對(duì)話級(jí)(在車站值班員室),實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制過(guò)程的信息顯示和系統(tǒng)控制命令的輸入;第二級(jí)為聯(lián)鎖邏輯處理級(jí),實(shí)現(xiàn)信號(hào)聯(lián)鎖關(guān)系運(yùn)算處理;第三級(jí)為執(zhí)行表示級(jí),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)采集和實(shí)時(shí)控制。值班員使用的控制臺(tái)由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)按鈕命令的采集,具有語(yǔ)音提示和報(bào)警功能。第三級(jí)是計(jì)算機(jī)采用串行數(shù)據(jù)通訊聯(lián)接,協(xié)調(diào)控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路車站信號(hào)、道岔、進(jìn)路等方面實(shí)時(shí)控制。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)每個(gè)分機(jī)均獨(dú)立工作,一旦發(fā)生故障即運(yùn)行分機(jī)自動(dòng)退出系統(tǒng),或立即在線進(jìn)行維修,系統(tǒng)仍能照常運(yùn)行。
(1)人機(jī)對(duì)話層 將來(lái)自鍵盤、鼠標(biāo)等操作輸入,經(jīng)串口送達(dá)聯(lián)鎖計(jì)算機(jī),同時(shí)在圖形顯示器上顯示站場(chǎng)表示信息。在站場(chǎng)規(guī)模較大致使聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)負(fù)擔(dān)較重或需要多終端操作的情況下,可設(shè)置操作命令采集機(jī)進(jìn)行操作命令輸入的有效性判別并轉(zhuǎn)換成約定格式傳送給聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)。 (2)聯(lián)鎖運(yùn)算層 聯(lián)鎖微機(jī)是系統(tǒng)的核心部分,承擔(dān)著操作輸入的判別、聯(lián)鎖信號(hào)的調(diào)理及分析、邏輯運(yùn)算、控制命令生成、故障診斷等任務(wù),其可靠性、安全性對(duì)系統(tǒng)的總體故障—安全性能有較大影響,系統(tǒng)中設(shè)置了兩臺(tái)聯(lián)鎖微機(jī),其中一臺(tái)為冷備機(jī),可進(jìn)行人工切換。 (3)復(fù)核驅(qū)動(dòng)層 復(fù)核驅(qū)動(dòng)層承擔(dān)著采集表示信息并將聯(lián)鎖微機(jī)下達(dá)的操作命令轉(zhuǎn)化為故障—安全的控制信號(hào)的任務(wù),對(duì)聯(lián)鎖微機(jī)形成的操作命令進(jìn)行復(fù)核檢查的屏障作用。 (4)結(jié)合電路層 結(jié)合電路的任務(wù)之一是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備表示信息與PLC輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的安全邏輯轉(zhuǎn)換,使PLC的輸入、輸出信息均具有故障—安全性能。任務(wù)之二是用專用電路規(guī)范監(jiān)控設(shè)備 的測(cè)控過(guò)程, 即包括表示信息采集機(jī)制與設(shè)備驅(qū)動(dòng)流程。 (5)監(jiān)控對(duì)象層 監(jiān)控設(shè)備是指聯(lián)鎖系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,即道岔、信號(hào)機(jī)與軌道電路。 三、聯(lián)鎖主機(jī)的選擇 聯(lián)鎖主機(jī)采用的是冗余雙備份的模式,通訊的方式采用RS-485方式,要求軟硬件高可靠性,故障—安全的設(shè)計(jì),是保障行車安全、提高運(yùn)輸效率和運(yùn)營(yíng)管理水平的重要設(shè)施。選用研祥新型加固型主機(jī)IPC-810B滿足整體設(shè)計(jì)的需要, 無(wú)風(fēng)扇結(jié)的FSC-1623CVDNA主板,板載低功耗CPU減少故障點(diǎn),同時(shí)內(nèi)部安裝采集信號(hào)板卡PCL-733(32路帶隔離數(shù)字輸入卡)及控制模擬輸出板卡PCL-726,分別對(duì)道岔位置、道岔電壓、軌道電壓、電流、機(jī)車位置等。 聯(lián)鎖主機(jī)(備機(jī))硬件配置: 機(jī)箱:IPC-810B/6113LP4/7271AT 主板:FSC-1623CVDNA(無(wú)風(fēng)扇、低功耗、VIA全長(zhǎng)CPU主板) 采集卡:PCL-733(32路隔離數(shù)字輸入卡) PCL-726(6通道電壓/電流輸出卡) 四、系統(tǒng)的評(píng)價(jià) 微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)取代了舊式的繼電電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng),可靠性與安全性得到保證,提高車站行車作業(yè)的安全和效率,研祥在國(guó)內(nèi)工控及嵌入式智能平臺(tái)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)性地位,硬件的可靠性解決了聯(lián)鎖中的核心技術(shù)問(wèn)題。

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