TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的特點(diǎn)及故障處理

于勇

（新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市 830011）

TYJL-II 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是由鐵道科學(xué)研究院研制的一種雙機(jī)熱備計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，在我國(guó)的的鐵路支線上得到了廣泛的應(yīng)用。掌握該計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，可以更好的理解計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的工作原理，以便掌握車站信號(hào)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備的日常維護(hù)，快速的處理設(shè)備故障，保障信號(hào)設(shè)備的良好運(yùn)行。

1 TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)及特點(diǎn)

1.1 TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的組成

TYJL-II 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是一個(gè)分布式的雙機(jī)熱備計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)（見(jiàn)圖1)，設(shè)有監(jiān)視控制機(jī)、電務(wù)維修機(jī)、聯(lián)鎖機(jī)、執(zhí)行表示機(jī)等多個(gè)計(jì)算機(jī)，用來(lái)完成控制臺(tái)操作、進(jìn)路確選、進(jìn)路鎖閉、信號(hào)開(kāi)放、信號(hào)保持、進(jìn)路解鎖等功能。從邏輯關(guān)系上可以分為第一層：監(jiān)視控制機(jī)和電務(wù)維修機(jī)，第二層：聯(lián)鎖機(jī)（執(zhí)表機(jī)），第三層：故障——安全的接口系統(tǒng)。為采集和驅(qū)動(dòng)室外現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備監(jiān)控對(duì)象，還設(shè)有道岔控制電路、信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈電路、軌道電路、站內(nèi)電碼化電路等執(zhí)行組電路[1]。

1.2 TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

（1）聯(lián)鎖系統(tǒng)聯(lián)鎖機(jī)采用 STD 總線標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。

采用主備雙機(jī)系統(tǒng)，備機(jī)有脫機(jī)、聯(lián)機(jī)和聯(lián)機(jī)同步三種工作狀態(tài)，監(jiān)控機(jī)、聯(lián)鎖機(jī)主機(jī)故障時(shí)，可實(shí)現(xiàn)人工切換、自動(dòng)切換，保證聯(lián)鎖信號(hào)的不間斷輸出。

（2）聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)層由APCI5093 型CPU 板，APCI5656 型ARCNET 通訊板，APCI5314 型I/O 板構(gòu)成。

通過(guò)CPU 板上的兩塊ARCNET 通信接口分別實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖主備機(jī)之間、聯(lián)鎖機(jī)與監(jiān)控機(jī)和執(zhí)表機(jī)之間的通信。其中STD一01 (l)通信板通過(guò)聯(lián)鎖總線切換裝置與監(jiān)控機(jī)（JKJ）、執(zhí)表機(jī)（ZBJ）通信，STD一01 (2)通信板實(shí)現(xiàn)主備聯(lián)鎖機(jī)之間的通信。

（3）聯(lián)鎖機(jī)與采集驅(qū)動(dòng)層的故障——安全的輸入輸出I/O 模塊之間采用CAN 總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

CPU 使用 1604I/O 接口板通過(guò)采集、驅(qū)動(dòng)總線對(duì)采集板和驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)。采集板和驅(qū)動(dòng)板采用光電隔原理進(jìn)行監(jiān)控對(duì)象數(shù)據(jù)的采集和驅(qū)動(dòng)。采集、驅(qū)動(dòng)母板里側(cè)是通過(guò) 64 芯插座經(jīng)扁平電纜與聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)層1604I/O 接口板連接，母板背側(cè)32 芯插座經(jīng)配線電纜與接口架連接。

（4）聯(lián)鎖機(jī)、執(zhí)表機(jī)采集室外信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)主要是采集關(guān)鍵繼電器(偏極偏極繼電器）的狀態(tài)。

道岔有定位表示繼電器DBJ、道岔反位表示繼電器FBJ，信號(hào)機(jī)有列車信號(hào)繼電器LXJ、調(diào)車信號(hào)繼電器DXJ、正線（主信號(hào)）繼電器ZXJ、綠黃信號(hào)繼電器LUXJ、通過(guò)信號(hào)繼電器TXJ、燈絲繼電器DJ 等，軌道電路有軌道繼電器DGJ。聯(lián)鎖機(jī)、執(zhí)表機(jī)驅(qū)動(dòng)室外信號(hào)設(shè)備主要是驅(qū)動(dòng)繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，主要有定位操縱繼電器DCJ、反位操縱繼電器FCJ、鎖閉防護(hù)繼電器SFJ、DXJ、LXJ、ZXJ、LUJ、TXJ 等，再通過(guò)執(zhí)行組電路的道岔控制電路、信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈電路來(lái)實(shí)現(xiàn)道岔的轉(zhuǎn)換、信號(hào)的開(kāi)放[2]。

（5）采集電源、驅(qū)動(dòng)電源的工作電壓均為 12±1V，計(jì)算機(jī)電源的工作電壓為 5±0.2V。

（6）現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備狀態(tài)的采集和控制命令的輸出，經(jīng)選址選通端口后，信息傳送均采用“1”“0”相間的動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)，并回讀到聯(lián)鎖機(jī)，以達(dá)到故障——安全的目的。采集設(shè)信息時(shí)，聯(lián)鎖機(jī)只有收到的是脈沖信號(hào)時(shí)才認(rèn)為是有效信息，如果是“0”或“ 1”的穩(wěn)定電平均認(rèn)為是無(wú)效信息，導(dǎo)向安全側(cè)。命令信息輸出時(shí)只有收到脈沖信號(hào)時(shí)，才能驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)繼電器，進(jìn)而使道岔控制電路、信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈電路等執(zhí)行組電路工作轉(zhuǎn)換道岔、開(kāi)放信號(hào)，保證了電路故障——安全的特性。

（7）計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖采用了雙版本聯(lián)鎖軟件，采用了雙通道輸入輸出。

任何一點(diǎn)發(fā)生故障不會(huì)造成危險(xiǎn)側(cè)信息的輸出，均能保證系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

（8）計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的上位機(jī)（監(jiān)控機(jī)）留有與CTC、TDCS、集中監(jiān)測(cè)、列控中心等系統(tǒng)的接口，可組成更高一級(jí)的廣域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)鐵路信號(hào)的調(diào)度集中、信號(hào)集中監(jiān)測(cè)功能。

2 TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的主備雙機(jī)切換系統(tǒng)

在 TYJL-II 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中，監(jiān)視控制機(jī)、聯(lián)鎖機(jī)、執(zhí)表機(jī)均設(shè)置為 A、B 雙套，兩套設(shè)備通過(guò)A、B 兩條聯(lián)鎖總線進(jìn)行工作機(jī)和備用機(jī)的切換，掛入A 聯(lián)鎖總線的為工作機(jī)，掛入B 聯(lián)鎖總線的為備用機(jī)，當(dāng)工作機(jī)故障時(shí)可通過(guò)雙機(jī)熱備控制電路將熱備機(jī)轉(zhuǎn)為工作機(jī)，工作機(jī)轉(zhuǎn)為備用機(jī)。下面以聯(lián)鎖機(jī)的切換控制電路介紹雙機(jī)熱備工作原理。

聯(lián)鎖機(jī)切換控制電路（見(jiàn)圖2）設(shè)有聯(lián)鎖切換繼電器LQHJ、聯(lián)鎖切換復(fù)示繼電器LQHJF、聯(lián)鎖機(jī) Al 切換繼電器LA1QHJ、聯(lián)鎖A2 切換繼電器LA2QHJ、聯(lián)鎖B1 切換繼電器LB1QHJ、聯(lián)鎖B2 切換繼電器LB2QHJ、A 切換繼電器AQHJ、B 切換繼電器BQHJ、手柄A 切換繼電器SBAJ、手柄B 切換繼電器SBBJ 等10個(gè)繼電器。

圖1：TYJL-II 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖2：聯(lián)鎖機(jī)切換控制電路

聯(lián)鎖機(jī)的切換有人工切換和自動(dòng)切換兩種工作方式。平時(shí)，手柄搬至自動(dòng)位置，LQHJ 勵(lì)磁吸起并自閉，LQHJ ↑→LA1QHJ ↑LA2 QHJ ↑LB1QHJ ↑LB2QHJ ↑，將聯(lián)鎖A 機(jī)接入A 聯(lián)鎖總線，聯(lián)鎖A 機(jī)為工作機(jī)，同時(shí)將聯(lián)鎖B 機(jī)接入B 聯(lián)鎖總線，聯(lián)鎖B 機(jī)為熱備機(jī)。

2.1 人工切換

當(dāng)聯(lián)鎖A 機(jī)需要檢修時(shí)，將三位式切換手柄QHSB 搬至B 端，SBBJ ↑→LQHJ ↓→LA1QHJ ↓LA2QHJ ↓LB1QHJ ↓LB2QHJ ↓，將聯(lián)鎖B 機(jī)接入A 聯(lián)鎖總線，聯(lián)鎖B 機(jī)升為工作機(jī)，同時(shí)將聯(lián)鎖A 機(jī)接入B 聯(lián)鎖總線，聯(lián)鎖A 機(jī)降為熱備機(jī)。同理，切換手柄QHSB搬至A端，SBAJ↑→LQHJ↑→LA1QHJ↑LA2QHJ↑LB1QHJ↑L B2QHJ ↑，聯(lián)鎖A 機(jī)升為工作機(jī)，聯(lián)鎖B 機(jī)降為熱備機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了聯(lián)鎖A、B 機(jī)的人工切換。

2.2 自動(dòng)切換

自動(dòng)切換需滿足三個(gè)條件：

（1）主機(jī)定時(shí)向備機(jī)發(fā)送聯(lián)鎖關(guān)系運(yùn)算的控制命令信息，備機(jī)將本機(jī)運(yùn)算的控制命令信息與此比較，如果信息一致，說(shuō)明主備機(jī)運(yùn)算正確，這時(shí)將備機(jī)仍保持在熱備工作狀態(tài)，當(dāng)備機(jī)運(yùn)算的控制命令多于主機(jī)傳過(guò)來(lái)的命令信息時(shí)，說(shuō)明，主機(jī)運(yùn)算錯(cuò)誤，由備機(jī)發(fā)動(dòng)切換命令，將備機(jī)升為工作機(jī)，主機(jī)轉(zhuǎn)入脫機(jī)狀態(tài)，如果備機(jī)運(yùn)算的控制命令信息少于主機(jī)的命令信息，說(shuō)明備機(jī)運(yùn)算錯(cuò)誤，備機(jī)故障自動(dòng)進(jìn)行脫機(jī)。

（2）備機(jī)定時(shí)呼叫主機(jī)，如果主機(jī)沒(méi)有應(yīng)答，可能出現(xiàn)兩種情況，一是主機(jī)死機(jī)不能應(yīng)答，二是主備機(jī)之間的通信中斷，均認(rèn)為是主機(jī)故障，熱備機(jī)發(fā)出切換命令，將備機(jī)升為工作機(jī)，主機(jī)轉(zhuǎn)入脫機(jī)狀態(tài)。

（3）主機(jī)運(yùn)行時(shí)通過(guò)自檢程序檢查運(yùn)行是否正常，發(fā)現(xiàn)本機(jī)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，發(fā)出切換命令信息，使備機(jī)升至為工作機(jī)，主機(jī)轉(zhuǎn)為脫機(jī)狀態(tài)。上述三種情況發(fā)生時(shí)均發(fā)出報(bào)警信息，及時(shí)通知電務(wù)維修人員，對(duì)轉(zhuǎn)入脫機(jī)狀態(tài)的故障機(jī)進(jìn)行及時(shí)的維修。

AQHJ 和 BQHJ 分別由聯(lián)鎖 A 機(jī)和聯(lián)鎖 B 機(jī)第一塊驅(qū)動(dòng)板的第二、三位輸出的切換控制命令控制驅(qū)動(dòng)，平時(shí)工作正常，AQHJ和 BQHJ 均失磁落下。當(dāng)A 聯(lián)鎖機(jī)發(fā)生故障時(shí)，A 機(jī)通知B 機(jī)，B機(jī)發(fā)起雙機(jī)切換控制命令，BQHJ 勵(lì)磁吸起，切斷LQHJ 的自閉電路，LQHJ ↓→LA1QHJ ↓LA2QHJ ↓LB1QHJ ↓LB2QHJ ↓，將聯(lián)鎖B 機(jī)接入A 聯(lián)鎖總線，聯(lián)鎖B 機(jī)升為工作機(jī)，倒機(jī)完畢時(shí)，B 機(jī)使 BQHJ 落下恢復(fù)到常態(tài)。當(dāng) B 機(jī)發(fā)生故障時(shí)，B 機(jī)通知 A 機(jī)，A 機(jī)發(fā)起雙機(jī)切換控制命令,ABQHJ 勵(lì)磁吸起，接通 LQHJ 勵(lì)磁電路，LQHJ ↑→LA1QHJ ↑LA2QHJ ↑LB1QHJ ↑LB2QHJ ↑，將聯(lián)鎖A 機(jī)接入A 聯(lián)鎖總線，聯(lián)鎖A 機(jī)升為工作機(jī)，雙機(jī)切換完畢后，AQHJ 落下恢復(fù)到常態(tài)。

3 采集故障和驅(qū)動(dòng)故障處理

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)故障現(xiàn)象一般多發(fā)于采集故障和驅(qū)動(dòng)故障。采集故障是指車站現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)因采集電路故障不能采集到應(yīng)有的信息，導(dǎo)致軌道空閑區(qū)段出現(xiàn)紅色光帶，道岔在定位或反位時(shí)出現(xiàn)道岔無(wú)表示，信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈正常出現(xiàn)燈絲斷絲的現(xiàn)象等。判斷和處理采集電路故障一般是先分析故障點(diǎn)是在聯(lián)鎖機(jī)柜內(nèi)還是接口柜和組合架內(nèi)，根據(jù)對(duì)位表觀察采集板面板上相應(yīng)信號(hào)設(shè)備的位置信息采集指示燈狀態(tài)是否與屏幕顯示不一致，若不一致則可判斷是機(jī)柜內(nèi)，否則，則是接口柜和組合架設(shè)備故障。機(jī)柜內(nèi)的故障可通過(guò)檢查采集板與母版之間、聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)層的1604I/O 板插接是否插接牢固，采集層到聯(lián)鎖機(jī)層的肩平電纜是否有斷線或松動(dòng)現(xiàn)象，可采用替換法更換1604I/O 板、采集板、扁平電纜等方式進(jìn)行故障修復(fù)。如果是機(jī)柜外故障，一般借用采集回線電源用萬(wàn)用表，按照組合架—接口柜、接口柜—機(jī)柜分段進(jìn)行測(cè)量，直至找出故障點(diǎn)。

驅(qū)動(dòng)故障是排列進(jìn)路后，聯(lián)鎖條件滿足但出現(xiàn)道岔不能轉(zhuǎn)換，信號(hào)不能正常開(kāi)放致使進(jìn)路不能辦理的現(xiàn)象，處理此類故障根據(jù)對(duì)位表可先觀察采集驅(qū)動(dòng)層的驅(qū)動(dòng)板上的指示燈與相對(duì)應(yīng)的控制命令是否一致，如果不一致則是聯(lián)鎖機(jī)柜內(nèi)故障，否則，則是接口柜、接口柜和組合架設(shè)備故障，機(jī)柜內(nèi)的故障可通過(guò)檢查驅(qū)動(dòng)板與母版之間、聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)層的1604I/O 板插接是否插接牢固，采集驅(qū)動(dòng)層到聯(lián)鎖機(jī)層的扁平電纜是否有斷線或松動(dòng)現(xiàn)象，可采用替換法更換1604I/O 板、驅(qū)動(dòng)板、肩平電纜等方式進(jìn)行故障修復(fù)。如果是機(jī)柜外故障，一般借用驅(qū)動(dòng)回線電源用萬(wàn)用表，按照接口柜—機(jī)柜、組合架—接口柜分段進(jìn)行測(cè)量，直至找出故障點(diǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

TYJL-II 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是集中式車站信號(hào)設(shè)備控制系統(tǒng)，是一種典型的雙機(jī)熱備系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)人工、自動(dòng)切換，接口系統(tǒng)采用了故障——安全的輸入/輸出接口電路，在我國(guó)的各個(gè)支線鐵路上已得到了廣泛的運(yùn)用，通過(guò)該系統(tǒng)的分析，可以很好的掌握計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，掌握計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)故障處理的一般方法。