2021-4-9 | 电子技术论文
计算机联锁系统特点及优势
1.联锁模块采用三取二容错方式，任意一个CPU故障通过三取二比较能被立即发现，并被屏蔽，发送到联锁总线的控制命令始终是正确和一致的。各环节通过自诊断功能，将错误控制在各环节内部，保证整个系统具有高度的安全性。
2.全面采用硬件冗余，提高了系统的可靠性。联锁控制CPU板、联锁总线、电源等关键模块采用三重冗余结构，任何的单点故障不影响系统工作。控制机采用双机同时工作的方式，取消了双机切换电路，从而减少了故障点。电路出现故障后，能自动切换到备用板，保证系统连续工作，提高了整套系统的可靠性。
3.具有全面的自诊断功能，能迅速诊断到故障点，每块模板由工作状态显示。所有模块包括电源可以带电拔插而不影响系统的正常工作，缩短故障恢复时间。单点故障不影响系统的正常运行，系统具有带故障运行的能力。如果有热备板存在，系统能完成自动切换，作出故障报警并停止故障板工作。
4.故障——安全功能方面采用新的技术达到安全的目的。（1）执行模块控制总线和控制电路采用双路逻辑“与”电路，任何一路控制总线或控制电路发生错误都不会产生错误的输出。（2）执行模块采用动态控制技术，当两路微控制器（MCU）中任一路故障或控制电路中任一开关器件故障都会自动切除控制电源，保证不产生错误的输出。（3）信号执行模块在通讯故障、MCU故障和开关故障时自动转为禁止信号。
5.电路防护功能方面执行机根据现场情况作了特殊设计。（1）电子短路防护电路，执行模块对设备在维修、施工和故障状态下产生的线间短路可以迅速切断电源，现场恢复后自动复原。解决了现场熔断器频繁更换的问题，也对室外信号设备和执行模块做到了有效防护，执行机因此取消了所有熔断器。（2）道岔表示电路的防护，执行模块由于采用了MCU的逻辑判断功能和监测功能，对道岔表示电路混线、开路、表示二极管的反接都能作出判断、给予警告，并及时上传给联锁机。
6.执行模块内单独设立了第三个MCU和第三通道专门负责信号设备开关量及模拟量的监测并上传至监测计算机。可以监测控制网络、道岔状态、道岔电流、轨道电源、电源屏开关状态以及电源的各种开关量和模拟量参数。
与继电器联锁相比较的劣势
1.计算机联锁系统性强，与继电器联锁相比较，局部问题影响更大。联锁机故障会造成全站信号设备瘫痪；执行机柜故障可造成半个站场瘫痪；执行机单个模块故障可造成多台室外设备瘫痪。信号机模块控制8个灯位，轨道模块控制4个区段。
2.全电子计算机联锁系统全部采用微电子器件，对防雷的要求提高。继电器联锁的接地电阻值要求不大于10Ω，计算机联锁的接地电阻值要求不大于4 Ω。
3.对电源的要求也有较高的要求。UPS应设双套，互为备用。
计算机联锁的维护、检修要点
1.日常巡检中，加强对联锁机、执行机、电源各种板块、模块状态灯的检查，通过状态灯的变化及时发现处理设备存在的问题。例如执行机道岔执行模块状态灯的变化及表示意义：（1）POWER指示灯：电源指示灯。通电亮，断电灭（绿灯）。（2）TX1指示灯：联锁A通道通信状态指示灯。闪烁表示通信正常，否则表示通信故障（绿灯）。（3）TX2指示灯：联锁A通道通信状态指示灯。闪烁表示通信正常，否则表示通信故障（绿灯）。（4）DB指示灯：道岔定位表示指示灯（绿灯）。（5）FB指示灯：道岔反位表示指示灯（黄灯）。（6）ERROR指示灯：道岔模块故障报警指示灯（红灯）。此灯亮表示模块已经故障。（7）道岔转动状态：DB灯和FB灯以1HZ的频率同时闪动。（8）道岔四开状态：DB灯和FB灯以2HZ的频率交替闪动。
2.加强对电源、UPS监控，每日对电源电压、电流进行在线实时测试，每季度对UPS进行充放电及容量检查。通过对电源的实时测试，发现了二路电源的不稳定性，出现停电次数较多。为避免单电源运行可能带来的对现场运输作业的安全威胁，制订了《信号电源停电应急预案》，提出了突发停电状态下现场运输作业的注意事项等建议。
3.定期进行上位机、电源、UPS、通讯板等切换试验。为避免长期运行造成死机、通讯异常等问题，在尽量减少对现场作业影响的情况下，定期进行切换试验、重新起机测试等工作，保证设备长周期运行。
4.充分利用计算机联锁系统的电务维修机和监测机的数据记录，通过站场运行情况回放、各种电流电压值的记录检索，准确分析电源供电状态，联锁机、执行机模块状态，通讯状态等，把握系统的整体运行趋势。重点对执行机模块状态进行分析，找出执行模块发生问题时的状态、发生的原因，提出对执行模块维修的建议。
5.用计算机联锁记录分析数据，指导室外设备的调整、维修，解决部分时有时无的疑难问题。轨道电路调整状态值和分路状态值作为室外轨道电路调整的依据，转辙机工作电流和调整状态电流作为室外转辙机调整的依据，为下一阶段将轨道电路、转辙机由计划修转为状态修提供技术依据。通过对计算机联锁关键部位的精检细修，对电务维修机、监测机记录数据的充分分析和利用，计算机联锁信号系统一定能安全、长期、稳定地运行，保证铁路运输安全生产之需要。
本文作者：魏华强 单位：洛阳中国石油化工股份有限公司洛阳分公司铁路运输部