K5B技术说明.docx

1、K5B技术说明DS6-K5B计算机联锁技术说明 北京全路通信信号研究设计院2002年8月目 录1. 概述2. 硬件系统构成3. 软件系统构成4. 设备安装5. 电源6. 操作与维护7. 继电器接口电路8. 电源9. 地线 1概述 DS6-K5B型计算机联锁，是我院与日本京三公司联合开发的新系统。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。 联锁处理部件采取双CPU共用时钟，对数据母线信号执行同步比较，发生错误时使输出倒向安全，具备了“故障安全”性能。联锁2重系为主从式热备冗余，通过高速通道进行数据交

2、换，保证2重系同步运行，可实现不间断切换。 输入输出电路采用京三公司生产的电子终端，电路为2重系并行工作，具有“故障-安全”性能。输入输出均采取静态方式。省去了“静态-动态”变换电路，简化继电器接口电路设计。DS6-K5B系统内各微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。DS6-K5B系统的联锁软件，在我院DS6系统联锁软件基础上移植生成，保留了通过铁道部计算机联锁检验站测试的联锁软件的核心程序和数据结构，保证新系统的联锁功能满足我国车站计算机联锁技术条件的要求。控显机和监测机的应用软件，由我院承担，在WIN NT操作平台重新进行了开发，使得操

3、作界面得到改善，功能进一步提高。 DS6-K5B系统把我院应用软件的开发成果和日本京三公司生产的具有高可靠性和高安全性的专用计算机设备结合在一起，使系统的安全性、可靠性和适用性达到了新的水平。2. 硬件系统构成 K5B计算机联锁系统由控制台、电务维护台、联锁机、输入输出接口（在K5B系统中，输入输出电路称作“电子终端”，用字符“ET”表示）、微机检测和电源六个部分组成。如图1所示。 控制台由控显双机和车站值班员办理行车作业的操作、表示设备组成。每一台控显机内安装了两个采用光缆连接的串行通信接口板INIO卡，用于同联锁机的2重系通信。控显双机互为备用。通过控显机转换箱实现控显双机之间的转换。操作

4、设备可以选择按钮操纵盘、鼠标或数字化仪。显示设备可选用图形显示器或单元式表示盘。 电务维护台设备包括：监测机、键盘、显示器、打印机。监测机内安装两个采用光缆连接串行通信接口板INIO卡，用于与联锁机2重系通信，从联锁双机取得联锁系统维护信息。监测机通过串行通信接口从微机检测前置机取得模拟量检测信息。电务维护人员可以通过键盘，显示器，打印机查询或打印输出各类监测信息。联锁机由2重系组成，以主从方式并行运行。两系之间通过并行接口建立的高速通道交换信息，实现2重系的同步和切换。联锁机每一系各用一对光缆经过光分路器与控显双机相连，使联锁的每一系都能够分别与两台控显机通信。联锁机每一系用一对光缆分别与监

5、测机的两个光通信接口相连，联锁机每一系的维护信息分别送到监测机。联锁机每一系有5个连接电子终端的通信接口，称ET回线15。每个通信接口可连接一个电子终端机架。K5B系统开关量输入输出接口采用京三公司生产的电子终端机（简称ET）。电子终端电路具有2重系，2重系的输入电路从继电器的同一组接点取得输入信号，分别发给联锁2重系。联锁2重系的输出分别送给电子终端的2重系。电子终端2重系的输出并联连接负载。（参见图12：K5B输入输出信号连接图） K5B的电源由一套UPS和两路直流24V稳压电源组成。UPS的输入由信号电源屏单独提供的一路交流220V电源供给。 两路直流24V电源中的一路称为逻辑24V。（

6、用符号L24表示），经联锁机和电子终端内部的DC-DC转换电路产生5V电压，供逻辑电路工作。另一路直流24V称作接口24V，（用符号I24表示），供电子终端的输出电路驱动继电器和输入电路采集表示信息。 控制台 语音 接远程 数字化仪 监视系统 电务维护台 控显机转换箱 键盘 打印机MODEM 鼠标 监测机 控显B机 控显A机 微机检测上位机 INIO INIOINIO INIOINIO INIO 光分路器 光分路器 模拟量采集接口 L24DC24V电源 联锁2系 联锁1系 逻辑24V ET回线 4 3 2 1 4 3 2 1 ET机架1 PIO 接口24VI24DC24V电源 ET机架2 PI

7、OET机架3 PIO AC220V UPSET机架4 PIO AC220V图1：K5B型计算机联锁系统配置图21 联锁机 K5B的联锁双机（1系和2系）安装在一个800330mm的机架内。两系的组成完全相同。每一系由F486-4联锁CPU板，IF486电子终端接口板，FSD486人机界面（控显机、监测机）接口板三块电路板组成。每一系的机架有两个空闲插槽，需要时可插入与其他系统通信的接口板（如与CTC系统通信用OPU板等，在本系统中不用）。各板之间通过机架底版的VME总线互连。联锁1系电源和联锁2系电源是两个输入直流24V，输出直流5V 的DC/DC电源。分别向联锁1系和联锁2系的逻辑电路提供5

8、V电源。 联锁机架（前面） 联锁1系 联锁 2 系 F486-4 IF486 FSD486 （空） F486-4 IF486 FSD486 （空） 联锁 电子终端 控制台 联锁 电子终端 控制台 CPU板 通信 监测机 CPU板 通信 监测机 接口板 通信 接口板 通信 （空） 接口板 接口板 联锁 1 系电源 联锁 2 系电源 电源开关在联锁机架的背面，每系各有两块光电转换板：RSIO3和TLIO。RSIO3板是FSD486的光电转换板，用于联锁机与控显机和监测机之间的光缆连接。TLIO板是IF486板的光电转换板，用于联锁机与电子终端之间的光缆连接。 联锁机架（背面） 联锁2系 联锁 1系

9、 RSIO3 TLIO RSIO3 TLIO 联锁 2 系电源 联锁 1 系电源2.1.1 F486-4板。 F486-4是联锁机的主CPU板。两重系每一系各有一块F486-4板，安装在联锁机架每一系左边第一个槽位（正面）。 F486-4 的功能：完成联锁逻辑运算；两重系间通信及切换控制；两重系一致性检查；系统的故障检测及报警，异常时停止动作，输出倒向安全。 系统管理程序存储在ROM中。联锁程序和站场数据存储在RAM中。联锁机每次停电后，需将存储有联锁程序和站场数据的IC卡插入IC卡插槽，从IC卡重新读入联锁程序和数据，然后系统才能投入运行。 F486-4 板面板指示灯及开关的功能说明如下。

10、F486-4 D7 D3 D6 D2 D5 D1 D4 D0 WT B0 FLH FLL IC卡插口 BER MI DC WR IM VM SW1 SW2 SW3 MON RSE D7=灭：系统运行正常； D7=亮：系统停机； 在D7 灭灯的情况下，D0D6状态定义： D0=亮：本板为1系， D0=灭：本板为2系； D1=亮：本板为主系， D1=灭：本板为从系； D2=亮：两系不同步， D2=灭：两系同步； D3=亮：执行控制功能， D3=灭：控制功能停止； D4=亮：APL开始执行， D4=灭：APL停止执行； APL：应用程序逻辑 D5=预留 D6=亮：数据连接成功，D6=灭：数据连接失败

11、；在D7 亮灯情况下，D0D6表示错误代码。说明见表1。 WT=闪光：看门狗状态； B0=灭： VME总线出错， B0=亮：无错； FLH，FLL=闪光：总线时钟状态； BER=亮： 外部RAM访问总线出错； MI，DC，WR，IM，VM，：表示硬件工作状态， 说明见表2。 SW1，SW2： 运行方式设置开关，两个开关必须设 置成相同状态。 SW1，SW2=1：正常方式， SW1，SW2=F：调试方式； SW1，SW2不容许设置其他状态。 SW3： 总输入开关，必须设置为0。 MON：9针 D型插座，调试用接口 RES：系统复位开关表 1：F486-4 面板指示灯D7D0故障代码定义序号D7D

12、0代码停机原因注 释181非正常中断282主设备启动错初始化后主设备未正常运行383模块查询错484关键字（Key Code）错585参数错K6.DAT文件CRC/SUM错686初始化时间错APL初始化时间不够787看门狗错888S-SYS输出错S-SYS 输出反馈错989RAM检查错108A预留118B定时起错128CPI输入错138D从设备参数错从设备参数版本与主设备不同148E总线（BUS） 错时钟信号停止158F数据连接错？1691时钟停止电路错误1当输出1时时钟停止电路错1792时钟停止电路错误0当输出0时时钟停止电路错1894主设备内部错1995从设备内部错2096初始化APL检查

13、错初始化时APL代码检查错2197APL检查错运行时APL代码检查错22E1初始化RAM检查错23F1ET控制数据长度错ET 控制数据长度大于最大值24F3ET控制数据发送错执行发送前发送缓冲区有数据25F4ET SIO 错ET SIO CPU 启动错26F8MT SIO错MTSIO CPU 启动错 表2:F486-4硬件工作状态指示灯说明序号功 能1ROM Pe-fetch2ROMIC读3卡写4内部读5内部写6中断响应（）7（）读8（）写9（）读10（）写注：表示亮灯；：表示灭灯；：表示无关；2.1.2 IF486板 IF486是联锁机与电子终端的通信接口板。联锁两重系每系各有一块。安装 I

14、F486 ESIO WDT ESIO 1 RX TX 2 RX 3 RX TX 4 RX 5 RX TX 6 RX 7 RX TX 8 RX 9 RX TX 10 RX D7 D3 D6 D2 D5 D1 D4 D0 SW MON 在联锁机的第二个槽位。板上ROM存储了通信处理程 序。每个IF486板上有5路与电子终端的通信接口。 IF486面板指示灯定义如下： ESIO WDT：闪光=运行正常，灭灯=运行停止 ESIO：ET SIO 线路状态指示 闪光=有数据传送，灭灯=无数据传送； 1 RX TX： 线路1 本系接收（RX），线路1本系发送（TX） 2 RX： 线路1从它系接收 3 RX

15、TX： 线路2 本系接收（RX），线路2本系发送（TX） 4 RX： 线路2从它系接收 5 RX TX： 线路3本系接收（RX），线路3本系发送（TX） 6 RX： 线路3从它系接收 7 RX TX： 线路4本系接收（RX），线路4本系发送（TX） 8 RX： 线路4从它系接收 9 RX TX： 线路5 本系接收（RX），线路5本系发送（TX） 10 RX： 线路5从它系接收 D7D0：表示软件状态。定义如下表。 SW：正常输入（必须置0） MON：监视器接口软件状态指示灯定义：LED信息正常状态 故障状态D0LED 输出亮灭（在向LED输出之前停止）D1初始化完成亮灭（初始化完成前停止）D2

16、中断（Interrupt）ASK OK亮灭（F486中断不正确）D3发送停止命令灭亮（接收到来自F486的停止命令）D4DPRAN 初始化灭亮（DPRAM初始化未完成）D5运行停止命令灭亮（收到来自F486的停止命令）D6DPRAM 写故障闪亮或灭（DPRAM 写故障）D7DPRAM 读故障闪亮或灭（DPRAM 读故障）2.1.3 FSD486板 FSD486 MSIO WDT IL 正常 IL 异常 MSIO TX RX 立上 系切替 LED D7 D3 D6 D2 D5 D1 D4 D0 SW MON FSD486板是联锁机与控显机、监控机的通信接口板。安装在联锁机的第三个槽位。板上ROM

17、固化有通信程序。 FSD486通过联锁机箱背面的SIO3光电转换板控显机和监控机相连。 FSD486板面板指示灯几开关的功能说明如下。 MSIO WDT：闪光=运行正常， 灭=运行停止； IL 正常：亮（绿色）=系统在运行 IL 异常：亮（红色）=系统停止运行 MSIO：表示人机界面网络串行通信线路状态 TX：闪光=正在发送数据， 灭=没有发送； RX：闪光=正在接收数据， 灭=没有接收； 立上：手动启动开关（不用自动启动时用） 系切替：本系统禁止使用 LED D7D0：表示软件状态。定义如下表。 SW：正常输入开关（必须置0） MN：监视器接口 软件状态指示灯定义：LED 信息正常状态故障状

18、态D0LED 输出亮灭 （执行LED输出前停止）D1初始化完成亮灭 （初始化完成前停止）D2中断ASK OK亮灭 （F486-4中断不正确）D3发送停止命令灭亮 （接收到来自F486-4的停止命令）D4预留灭D5预留灭D6DPRAM 写故障闪亮或灭 （写故障）D7DPRAM 读故障闪亮或灭 （读故障）2.1.4 联锁机架背面光电接口板说明: TLIO板是IF486与ET之间通信的光电信号变换接口。TLIO板上有5个ET线路的光缆接口。每个插孔可插入一个两芯光缆，连接一个ET机架。 RSIO3-T是FSD486与控显机、监测机之间通信的光电信号变换接口。RSIO板上有四个光缆插孔。每个插孔可插入

19、一个单芯光缆。CN1T、CN1R用于连接控显机。CN3T、CN3R用于连接监测机。 L1HL1TTL1TR L3H L5H L2HL2TTL2TR L4HTLIO板 RSIO3-T板 CN1TCN1RCN3TCN3R 连接ET机架1 (不用) 输出至控显机 (不用) 输入自控显机 连接ET机架3 连接ET机架5 无用 连接ET机架2 输出至监测机 （不用） 输入自监测机 (不用) 连接ET机架4 2.2 电子终端K5B的表示信息输入和控制输出接口电路称为电子终端（Electronic Terminal，简称ET）。ET电路安装在ET机架内。一个ET机架内有12个插槽。机架正面左边的两个插槽用于

20、安装两个ET-LINE 板。其余的10个插槽用于安装PIO板。ET LINE 板上有ET与联锁机的通信接口和DC24V-DC5V电源。ET为两重系并列结构。在一个ET机架内必须安装两个ET LINE模块。一个与联锁机1系连接。另一个一联锁机2系相连。ET 与联锁机的通信采用光纤连接。在ET机架内的PIO板必须从机架正面左起第三个插槽起相邻成对安装。在每对PIO中，位置在左边的为1系PIO板，右边的为2系PIO板。一个ET机架内最多可安装5对PIO板。2.2.1 PIO模块的地址设置 在机架上实际安装PIO板的数量根据系统配置需要确定。PIO板必须成对安装。每对PIO 板组成并列的输入/出接口，

21、对外共同连接32路输出和32路输入。PIO模块是通用的。每个PIO可插在机架的任意插槽上。系统对PIO的识别（寻址）通过ET机架底版上每个插槽的地址设置实现。每一对PIO的两个插槽有两个地址开关，必须设为相同的地址。各机架内的五对的PIO地址均设定为01H、02H、03H、04H、05H（采用扩展连接方式时扩展机架PIO的地址应向后顺延）。软件对PIO的寻址用两位十六进制代码。上述开关设置的数字为地址的低位代码。地址高位代码是ET模块类型的特征码，由软件生成。对于PIO 模块代码为6。所以每个ET机架内的PIO地址依次为61H65H（扩展连接时向后顺延）。PIO地址设置开关在ET机架内侧的底版

22、上。每个PIO插槽有一个四位的地址开关。设备出厂时已经按照系统配置设置好。用户不需要改动开关设置。图中“ ”表示开关的位置。 第1对PIO插槽 第2对PIO插槽 第5对PIO插槽 地址61H 地址6H 地址 5FH 20 21 22 23 2.2.2 ETPIO面板指示灯说明LINE和PIO面板指示灯：NORMAL：亮=运行；灭灯=停止；RXD：闪=接收；灭=无接收；TXD：闪=发送；灭=无发送； DC5V ON：5V电源开关 向上=电源开， 向下=电源关； PIO-1 PIO2 PIO3 PIO4 PIO5 1系 2系 1系 2系 1系 2系 1系 2系 1系 2系1系LINENormal

23、RXD TXD DC5V ON 2系LINENormal RXD TXD DC5V ON PIOSystem Normal TXD DC5V ON PIOSystem Normal TXD DC5V ON PIOSystem Normal TXD DC5V ON PIOSystem Normal TXD DC5V ON PIOSystem Normal TXD DC5V ON PIOSystem Normal TXD DC5V ON PIOSystem Normal TXD DC5V ON PIOSystem Normal TXD DC5V ON PIOSystem Normal TXD DC

24、5V ON PIOSystem Normal TXD DC5V ON ET机架正面图2.2.3 ET PIO 联机插座说明（ET机箱背面） LINE：J1:电源插座. A3：1系和 2系的光缆插座。其余插座不用。PIO 15 ：J1:输入信号插座. J2:输出信号插座. J3:24V电源插座. J4,J5用短电缆连接不对外引出. J4J1输入 J5J2输出 J3 I24V J4J1输入 J5J2输出 J3 I24V J4J1输入 J5J2输出 J3 I24V J4J1输入 J5J2输出 J3 I24V J4J1输入 J5J2输出 J3 I24V 2 系 1 系 PIO 5 PIO 4 PIO

25、3 PIO 2 PIO 1 LINE J1 L24 电源插座 A1 A2 A3 B1 B2 B3 B4 L S A1 A2 A3 B1 B2 B3 B4 L S ET机架背面图2.2.4 电子终端的输入信号连接图 PIO输入信号电源从微机电源柜的接口24V（IB24）的“+”引出，通过采集继电器的接点到接口架的CS-TX19-36T/Z型插头/插座，经过信号电缆连到PIO的J1，进入PIO模块内部的输入电路，经J4，J5回到接口24V电源的“-”。 ET-PIO 输入电路 IN 1 IN 22 - IN23 - IN32 接口架 组合架5181959 J5 J4 J1 CS-TX19-36Z2251335622 5133561222332- +接口24V电源 图2：EY-PIO输入信号连接图2.2.5 电子终端输出信号连接图 电子终端PIO的输出驱动信号电压为24V，输出信号极性为“+”。电子终端输出驱动信号从PIO模块的J2引出，经过信号电缆连到接口架的CS-TX19-36T/Z型插头插座，通过组合架间配线连接到被控继电器。电器线圈的负极通过公共回线返回到接口24V电源的“-”（IC24）。PIO 输出