计算机联锁系统技术.ppt

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1、计算机联锁系统技术第三章系统的硬件构成本章主要内容系统的硬件结构系统的硬件构成大型车站的系统硬件构成容错计算机系统的硬件结构3.1.1系统的可靠性冗余结构计算机联锁系统的可靠性系统在规定的时间和条件下完成规定功能的能力计算机联锁系统的可靠性冗余结构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A系统B或门3.1.2系统的安全性冗余结构计算机联锁系统的安全性当系统的任何部分发声故障时，其后果不会导致人身伤亡或者财产的重大损失的性能双机比较的安全性冗余结构的原理在极短的时间间隔内，两台计算机同时出错并且错误呈现同一种模式的概率几乎为零系统A系统B与门3.1.3系统的可靠性

2、与安全性冗余结构多重冗余结构图其中的两台处于热备状态系统A系统B与门系统A系统B与门或门系统I系统II三取二冗余结构图系统A系统C系统B表决器输入1输入3输入2输出异或异或异或三取二冗余结构图同步运行问题要求严格同步，但单一时钟源危险性大，多采用三个时钟强制同步表决器问题表决器应具备更高数量级的可靠性与安全性故障机的及时切离与及时修复问题及时确认故障位置并将其切离，同时修复3.1.4系统的层次结构操作台图形显示器人机会话计算机联锁测控计算机输入/输出适配电路车站值班室车站信号机械室运输生产现场加快人机会话响应速度对操作命令进行预处理与上级联网构成测控系统系统的分布式结构分布式系统的

3、优越性系统的处理能力大大提高能够测控的回路数量大大增加而采样频率并不降低有比较好的性能/价格比大大地缩短了信号线的长度分布式系统的体系结构操作台图形显示器人机会话计算机通信与联锁校核计算机车站值班室监控级（第二级）联锁控制机I联锁控制机II集中测控站集中测控站室外现场室外现场直接控制级（第一级）现场级（第零级）车站信号机械室3.2系统的硬件构成系统的技术要求系统的功能人机会话功能联锁控制功能状态检测功能通信联网功能系统的性能系统的可信性数据系统的环境适应性数据3.2.1硬件结构框图微处理器定时计数器中断控制器存储器主机系统总线通用I/O接口通用I/O接口状态信息采集控制命令输出驱动

4、继电器结合电路监控对象通道人机对话设备人机接口通信接口其他计算机系统各部分说明主机完成所有信息的处理、接口管理以及外部设备的信息交换；接收值班员的操纵指令，按联锁程序要求对信息进行联锁运算和处理。外部设备除主机外的所有设备，包括人机对话设备和现场监控对象。通道与接口主机与外部设备进行信息交换的纽带；实现主机与监控对象之间信号变换和传送；接口可分为安全型与非安全型。继电器接口电路满足继电器接口需要。3.2.2一般规模车站的硬件构成系统的层次结构人机会话层选用工业用个人计算机IPC联锁测控层选用CRTP总线的测控系统用计算机系统的可靠性结构与安全性结构双机热备的二重冗余系统硬件构成3.

5、3大型车站的系统硬件构成大型车站道岔>60组；车场>2个测控中心通常为主控制室通信方式两套测控系统之间采用光通信或电通信方式3.4容错计算机系统的硬件结构容错计算机系统三个计算机模块构成的三重硬件冗余计算机系统通常的两种容错联锁主机系统采用TRICON容错控制器构成的联锁系统采用三机同步、硬件比较的总线紧密结合型联锁系统，也称为联锁I型热备热备3.4.1采用TRICON容错控制器构成的容错联锁主机系统主机构成原理容错能力是通过从输入模块、主处理模块、输出模块三大部分的三重化来实现。输入电路A输入电路B输入电路C采集继电器输出电路A输出电路B输出电路C主处理器B主处理器A主处理器C继

6、电器表决I/O总线I/O总线I/O总线TRI总线TRI总线TRI总线总线系统与电源分配容错联锁计算机的三重化总线类型TRI总线I/O总线通信总线电源模块双冗余方式警报信息模块与主机失去联系检测出故障交流电掉电出现电压低与超温主处理器模块处理方式3个处理器循环比较，构成三取二系统处理任务联锁主处理器用于存储联锁程序、I/O数据、诊断与通信数据I/O通信处理器负责交换主处理器模块与I/O模块间的采集数据与驱动数据通信处理器负责交换主处理器模块与通信模块间的命令数据与表示数据主处理器模块框图双重电源稳压电路512KBEPROM2MBSRAMDMATRI总线时钟发生器双口RAM通信处理器双

7、口RAMI/O处理器中断控制器故障检测电路Vcc双重电源导轨主处理器NS3G32浮点处理器内部系统总线测试通信端口状态表示容错通信总线容错I/O总线上游下游高速表决总线TRI总线主要工作诊断数据与通信数据的传递对所有采集数据的传递与硬件表决对上次联锁程序的输出数据、中间数据的传递与硬件表决对联锁程序代码进行表决DMA控制器独立于联锁软件，以完成同步、传输、表决、数据纠正输入模块每个输入模块都有3个分电路，并且是完全隔离并独立操作通常有2类TMR型所以电路都三重化，采用