淺談MICROLOK 型微機(jī)聯(lián)鎖在地鐵中的應(yīng)用論文
1 概述
列車自動防護(hù)(ATP)系統(tǒng)是城市軌道交通列車安全運(yùn)行的保證，是以數(shù)字編碼軌道電路為基礎(chǔ)的列車自動防護(hù)系統(tǒng)，是近階段城市軌道交通的主要制式。ATP 子系統(tǒng)主要由軌旁設(shè)備和車載設(shè)備兩部分組成。軌旁設(shè)備由位于設(shè)備集中站的多個分布式區(qū)域控制器組成，文章重點(diǎn)介紹軌旁設(shè)備。
2 系統(tǒng)組成
軌旁設(shè)備包括MICROLOK 主機(jī)、組合柜、ATS、DCS 柜、本站及聯(lián)鎖區(qū)內(nèi)其它車站的信號機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)、計(jì)軸主機(jī)、綜合后備盤、緊急停車按鈕、自動折返按鈕、站臺安全門及防淹門等。每個MICROLOK系統(tǒng)包括一個主單元和一個備單元。一個用于正常運(yùn)行，另一個備用。如果在線的系統(tǒng)出故障，那么備用系統(tǒng)將自動轉(zhuǎn)為在線系統(tǒng)。
MICROLOK 主機(jī)基本硬件元素是印刷電路扳，每套MICROLOK 聯(lián)鎖設(shè)備由一塊CPU 板、一塊電源板、一塊熱備板、一塊ECB 通信板、幾塊16 位輸人板和幾塊的16 位輸出板(具體數(shù)量視所控制的道岔和信號機(jī)數(shù)量而定)以及一塊非安全32 路輸人/輸出板構(gòu)成。
3 設(shè)備工作原理
MICROLOK 是基于微處理器的邏輯控制器，每個MICROLOK都有一個唯一的IP 地址，通過軌旁網(wǎng)絡(luò)與區(qū)域控制器保持通信。MICROLOK 安全執(zhí)行傳統(tǒng)的聯(lián)鎖功能，與軌旁的轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號機(jī)、屏蔽門等設(shè)備接口，并控制和表示這些設(shè)備。MICROLOK 主機(jī)內(nèi)每種板都完成各自的功能：
(1)CPU 板。CPU 板通過機(jī)籠電源和外部安全切斷繼電器控制安全輸出的電源;發(fā)送給電源板250Hz 檢驗(yàn)信號;診斷校驗(yàn)的故障;監(jiān)控來自安全輸入板和非安全輸入板的外部指示;處理安全外部指示并執(zhí)行應(yīng)用軟件中定義的邏輯;按照應(yīng)用邏輯要求驅(qū)動安全輸出板如圖1 所示)。
(2)電源板。從系統(tǒng)電池獲得電壓，并產(chǎn)生可調(diào)的±12V 和+5V的電壓;條件電源獲得250Hz 的CPU 信號，產(chǎn)生-9V 到-14V 的直流電壓，以勵磁系統(tǒng)安全型繼電器;通過母板將電源供給機(jī)籠板卡。
(3)16 路安全輸出板。CPU 對外部繼電器線圈或者類似負(fù)載的安全指令，是通過安全輸出板來接口的。
(4)16 路輸入板。它給信號機(jī)顯示檢查、道岔一致性、軌道電路占用等輸入提供16 位獨(dú)立絕緣的安全輸入。
(5)32 路非安全輸入/輸出板。采用鎖存器緩沖輸入和場效應(yīng)晶體管來驅(qū)動輸出。輸入/輸出LED 燈由軟件驅(qū)動，并反應(yīng)輸入/輸出的內(nèi)部邏輯狀態(tài)，而不是由輸入/輸出電壓直接硬件控制。
(6)熱備板。該板增加了一個新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。該協(xié)議是為了讓互備的兩個MICROLOK 單元實(shí)現(xiàn)冗余無縫操作，并提高整個系統(tǒng)的可用性。兩個單元輸出相同的'同步物理輸出，如果其中一個單元由于系統(tǒng)重啟、斷電或其他錯誤條件而無法工作，則內(nèi)部邏輯和輸出狀態(tài)保持不變，但是控制卻切換到了另一個單元。
(7)ECB 通信板。該板使MICROLOK 系統(tǒng)通過以太網(wǎng)直接與外部設(shè)備相連。板卡上的兩個以太網(wǎng)端口RJ45 可以分開形成兩條獨(dú)立的通信鏈路或者配對起來形成一條冗余的通信鏈路。ECB 和熱備板包含相同的通信接口板(CIP)子板。
4 常見故障及處理措施
4.1 MICROLOK 主機(jī)不能正常工作
原因分析：聯(lián)鎖柜輸入直流12V 電壓過低或者過高;聯(lián)鎖柜內(nèi)T 端子接線接觸不良;共模濾波器故障;熱備板故障;通信板故障;CPU 板故障;電源板故障。處理步驟：測量聯(lián)鎖柜內(nèi)T1 端子處輸入的直流12V 電壓(正常為12V-14.5V);緊固聯(lián)鎖柜內(nèi)T 端子接線;測量聯(lián)鎖柜內(nèi)共模濾波器的輸入和輸出電壓(正常為12V-14.5V);電源板上5V 指示燈是否點(diǎn)亮;CPU 板上“清CPS”;更換熱備板;更換通信板;更換CPU 板;更換電源板。
4.2 當(dāng)輸出板有輸出時，MICROLOK 宕機(jī)(VCOR 繼電器可以勵磁但不能保持，電源板12V 指示燈可以點(diǎn)亮但不能保持)原因分析：輸出回路-12V 接線接觸不良;聯(lián)鎖機(jī)柜內(nèi)給輸出板的+12V 接線接觸不良;輸出板故障;輸出繼電器PN-150B 故障。處理步驟：依據(jù)組合柜配線電路圖，檢查PN-150B 繼電器1C/2C 線圈處-12V 電壓;依據(jù)聯(lián)鎖柜內(nèi)配線圖，檢查聯(lián)鎖柜內(nèi)給輸出板的+12V電壓;更換輸出板;更換輸出繼電器PN-150B。
4.3 主備機(jī)單機(jī)都可以正常啟動，但是不能同步工作原因分析：主備機(jī)熱備板后相互連接的網(wǎng)線故障或者接觸不良;系統(tǒng)配置不正確或者配置完未保存激活。處理步驟：檢查主備機(jī)熱備板后連接網(wǎng)線是否故障或者接觸不良;利用開發(fā)工具檢查系統(tǒng)配置是否正�；蛘咧匦屡渲貌⒈４婕せ�。
5 結(jié)束語
浙大網(wǎng)新公司引進(jìn)美國USSI 公司的聯(lián)鎖技術(shù)，為地鐵信號軌旁聯(lián)鎖功能而設(shè)計(jì)的MICROLOK 型微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，由沈陽鐵路信號有限責(zé)任公司進(jìn)行國產(chǎn)化，已應(yīng)用于沈陽地鐵、成都地鐵、杭州地鐵和大連地鐵等多條地鐵線路的信號控制系統(tǒng)。隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，聯(lián)鎖系統(tǒng)也必將隨著通信、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步而繼續(xù)發(fā)展。
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