浅谈铁路信号联锁

韩爽

摘要：本论文主要阐述了计算机联锁系统的硬件结构组成，设备选型及电源配置等原则及处理方法。采用二乘二取二的体系结构的计算机联锁控制，其中设备采用K5B型计算机联锁和ZD6型电动转辙机，轨道电路采用25Hz相敏轨道电路，完成其对信号机、道岔的控制电路及其相关组合的内部配线和对信号机、道岔、轨道电路等部分设备的状态信息采集电路以及与联锁机接口电路的工程设计。

关键词：计算机联锁的基本原理，系统硬件基本构成，K5B构成，信息传输方式，诊断故障

1.计算机基本原理

（1）继电联锁是靠继电器的线圈、接点组成一套复杂的开关量控制电路，实现信号设备的联锁控制，而计算机是能够对二进制代码进行各种复杂运算的智能机器，要用计算机取代继电联锁控制，就必须将各种开关量转换0、1相间的代码，构成一套复杂控制系统。

（2）联锁控制3个环节，信息输入，联锁运算和信息输出。计算机系统一方面通过操作输入通道和接口接收由操作设备产生的操作信息；另一方面通过状态输入通道和接口采集室外信号设备的状态信息，将上述两种开关量的动作变换为二进制代码，送计算机联锁系统。

2、计算机联锁系统的硬件组成

由人机对话设备、联锁控制计算机系统（主机）、输入输出通道与接口、继电器结合电路及监控对象等组成。

（1） 人机对话层

将来自键盘、鼠标等操作输入，经串口送达联锁计算机，同时在图形显示器上显示站场表示信息。在站场规模较大致使联锁计算机负担较重或需要多终端操作的情况下，可设置操作命令采集机进行操作命令输入的有效性判别并转换成约定格式传送给联锁计算机。

 （2） 主机

主机是计算机联锁系统核心，要完成所有信息的处理，接口管理及与外部设备信息交换。

 （3）输入输出通道与接口

     连接主机与外部设备的纽带，因计算机联锁系统中监控对象的执行部件仍是继电器，需通过输入通道将接点开关量变为数字信号送给计算机。同样计算机输出控制命令也需转换。室外设备和主机的信息数据转换需接口电路完成。

 （4）继电器结合电路

控制、监控室外信号设备的最后一级执行部仍使用继电器。

（5）监控对象层

监控设备是指联锁系统的现场设备，即道岔、信号机与轨道电路

3.DS6-K5B型计算机联锁系统，它是通号设计院与日本京三公司联合开发的新型计算机联锁系统。系统的联锁机和输入输出电路采用京三公司的K5B型产品该产品所有涉及到安全信息处理和传输的部件均按照“故障-安全”原则采取了2重系结构设计。

DS6-K5B系统内各计算机之间的通信全部通过光缆连接，提高了系统抗干扰能力和防雷性能，保证系统具有高的运行稳定性。

（1）. 系统的体系结构和工作原理

K5B计算机联锁系统由人机界面层、联锁运算层、执行控制层3个层次构成。

（2）人机界面层：包括控制台和电务维护机，实现车站控制台操作、站场图形显示、系统设备故障监视等功能

（3）联锁运算层：包括由二重系组成的联锁机，二重系联锁机以主从方式运行，实现联锁逻辑运算、输入/输出控制、诊断信息处理及二重系管理等。

（4）执行层：包括输入输出接口和执行继电器，K5B系统开关量输入输出接口采用日本京三公司的电子终端，即输入输出接口称为电子终端（ET）电子终端电路具有二重系并用功能，二重系的输入电路从继电器的同一组接点取输入信号，分别发送给联锁机二重系。联锁机二重系输出分别送给电子终端二重系，实现驱动现场设备动作，采集现场设备状态。

3、信息传输

信息传输方式：总线传输、局域网传输、光纤信息传输。

4、故障诊断

联锁设备常见故障分析处理

按故障的性质分类：

1）断线故障：线路上某处出现分压现象而导致设备不能正常工作为断线故障。

处理步骤：首先检查判断是室内配线还是室外配线找出故障点。

2）混线故障：

(1)短路故障：电源两极的输送线路相混对负载进行分流而导致设备不能正常工作，甚至烧断电源保险为短路故障。

处理步骤：首先检查判断输入电源是否符合设备正常工作电压值，或者是设备自身配件烧毁，在有是配线错接（如：电源正负极性接反）找出故障点。

(2)电源接地故障：电源一极与大地相连而形成另一极对地有漏泄电流产生。

3）K5B型计算机联锁系统常见故障处理：

（1）联锁逻辑部故障

故障现象一：联锁I系或II系异常停机。

处理办法：

记录停机状态下面板指示灯状态，并反馈给一级维护中心。

在F486板插入IC卡的情况下，将故障机的电源开关板下，再重新扳起加电 看能否恢复正常。

如不能启动，则需要更换该系卡。

故障现象二：从系与主系不同步，从系F486板D2灯点亮。

处理办法：

在站场上无任何作业的情况下，重新启动从系。

若仍不同步，要将联锁双系重新启动。

故障现象三：系统自动倒系

系统自动倒系的原因主要是主系故障，包括与主系接口电路故障、信号非法开放。

处理办法：

从监测机记录中查找原因。

查主系各板卡是否正常。

查电源，是否有断线或混线

4）通信线路故障

总线插头松动或插接不良，联锁机无法与监控机通信。而LS插头松动或插接不良，联锁机的工作机与备机不能同步，

处理方法：检查插头是否松动，只有完全接触良好，在按联机按钮方可同步。

5）切换故障

联锁机零层切换板故障时，切换校核报错，某一监控机与联锁机通信中断。排除上述故障，控制台监视器和数字化仪切换板故障，会导致控制台显示屏和数字化仪不能正常随着监控机的切换而切换到工作中的监控机上，也可造成显示屏上无任何显示。

处理方法：此时排除外界电源因素的影响，1.则需要更换切换板，2.需要换切换板，排除故障。

6）电源故障

动态稳压电源故障，其故障会导致所有动态继电器的驱动失效，不能驱动室外设备。

计算机电源故障，UPS电源、STD电源、采集电源、驱动电源及监控机电源出现故障后，其所带的负载均无法开启。

处理方法：检查输入电源工作情况，输出电源工作情况如果都正常，需要根据故障点更换电源板件，恢复故障现象。

结论

通过本次毕业论文探讨学习。使我在计算机联锁系统接口电路和故障处理方面，根据计算机联锁系统的技术要求与功能需求，选用二乘二取二计算机联锁系统为本次设计的系统方案，方法有了进一步的提高。并详细了介了计算机联锁系统（DS6-K5B)的硬件构成。完成了一送一受与一送多受轨道区段电路原理图，信号机、道岔的计算机接口电路与控制电路，以及计算机联锁常见故障分析判断及相应的处理措施。通过本次论文体会得出以下结论：

1. 符合铁路信号计算机联锁技术条件；

2.设计符合铁路信号设计的相关规范与标准；

3.铁路信号设备营运基础等均符铁路技术管理规程的规定；

4.论文中的相关理论分析及计算联锁及故障维护方法探讨；