DS6K5B技术说明通用版.docx

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DS6K5B技术说明通用版

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10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WINNT操作平台重新进行了开发，使得操作界面得到改善，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

DS6-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

DS6-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。

DS6-K5B控制台的操作表示设备可以有多种选择方案。

操作设备可以选择按钮操纵盘、鼠标或数字化仪。

表示设备可选用图形显示器或单元式表示盘。

各种操作表示设备可以组合并存，一种作为主操作表示设备。

另一种作为备用设备。

采用单元式控制台时，控制电路可选日本京三公司的MMIF电路。

也可以选择国产电路。

当选择鼠标、数字化仪或图形显示器时，系统许配备控显双机和控显转换箱。

在每一台控显机内需安装两个具有光电变换接口的串行通信接口板INIO卡，通过光缆连接同联锁机的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。

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1～5。

每个通信接口可连接一个电子终端机架。

ET回线1和2可用于连接控制台MMIF电路。

DS6-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。

DS6-K5B的电源由一套UPS和两路直流24V稳压电源组成。

两路直流24V电源中的一路（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（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

INIOINIO

INIOINIO

INIOINIO

光分路器光分路器

模拟量

采集接口

L24

DC24V

电源

联锁2系

联锁1系

逻辑24V

ET回线521521

ET机架1PIO

接口24V

I24

DC24V

电源

ET机架2PIO

AC220V

UPS

ET机架5PIO

注：

图中表示用光缆连接

AC220V

图1-a：

采用控显机的DS6-K5B型计算机联锁系统配置图

控制台

电务维护台

键盘打印机

微机监测上位机

MMIF电路

DC24V

电源

监测机

INIOINIO

模拟量

采集接口

L24

DC24V

电源

联锁2系

联锁1系

1

ET回线543215432

ET1PIO

I24

DC24V

电源

ET2PIO

ET3PIO

UPS

ET4PIO

交流220V

图1-b：

采用MMIF控制台的DS6-K5B型计算机联锁系统配置图

2．1联锁机

K5B的联锁双机（1系和2系）安装在一个800×330mm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5V电源。

联锁机架（前面）

联锁1系联锁2系

F486-4IF486FSD486（空）F486-4IF486FSD486（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

RSIO3TLIORSIO3TLIO

□□□□

□□□□

□□

□□

□□□□

□□□□

□□

□□

□□

□□

□□

联锁2系电源联锁1系电源

2.1.1F486-4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。

系统管理程序板存储在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卡重新读如联锁程序和数据，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。

F486-4

D7D3

D6D2

D5D1

D4D0

WTB0

FLHFLL

IC卡插口

BER

MI

DC

WR

IMVM

ⅡⅥ

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，D0～D6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；

在D7亮灯情况下，D0～D6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，Ⅱ，Ⅵ：

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D7~D0故障代码定义

序号

D7~D0代码

停机原因

注释

1

81

非正常中断

2

82

主设备启动错

初始化后主设备未正常运行

3

83

模块查询错

4

84

关键字（KeyCode）错

5

85

参数错

K6.DAT文件CRC/SUM错

6

86

初始化时间错

APL初始化时间不够

7

87

看门狗错

8

88

S-SYS输出错

S-SYS输出反馈错

9

89

RAM检查错

10

8A

预留

11

8B

定时起错

12

8C

PI输入错

13

8D

从设备参数错

从设备参数版本与主设备不同

14

8E

总线（BUS）错

时钟信号停止

15

8F

数据连接错

？

16

91

时钟停止电路错误1

当输出1时时钟停止电路错

17

92

时钟停止电路错误0

当输出0时时钟停止电路错

18

94

主设备内部错

19

95

从设备内部错

20

96

初始化APL检查错

初始化时APL代码检查错

21

97

APL检查错

运行时APL代码检查错

22

E1

初始化RAM检查错

23

F1

ET控制数据长度错

ET控制数据长度大于最大值

24

F3

ET控制数据发送错

执行发送前发送缓冲区有数据

25

F4

ETSIO错

ETSIOCPU启动错

26

F8

MTSIO错

MTSIOCPU启动错

表2:

F486-4硬件工作状态指示灯说明

序号

功能

Ｍ１

ＤＣ

ＷＲ

ＩＭ

ＶＭ

ＩＩ

ＶＩ

1

ROMPe-fetch

Ｘ

Ｏ

Ｏ

Ｏ

Ｘ

－

－

2

ROM／IC读

Ｘ

Ｘ

Ｏ

Ｏ

Ｘ

－

－

3

ＩＣ卡写

Ｘ

Ｘ

Ｘ

Ｏ

Ｘ

－

－

4

内部ＩＯ读

Ｏ

Ｘ

Ｏ

－

－

Ｏ

Ｘ

5

内部ＩＯ写

Ｏ

Ｘ

Ｘ

－

－

Ｏ

Ｘ

6

中断响应（ＡＣＫ）

Ｏ

Ｏ

Ｏ

－

－

－

－

7

ＶＭＥ（Ａ２４）读

Ｘ

Ｘ

Ｏ

Ｏ

Ｏ

－

－

8

ＶＭＥ（Ａ２４）写

Ｘ

Ｘ

Ｘ

Ｏ

Ｏ

－

－

9

ＶＭＥ（Ａ１６）读

Ｏ

Ｘ

Ｏ

－

－

Ｘ

Ｏ

10

ＶＭＥ（Ａ１６）写

Ｏ

Ｘ

Ｘ

－

－

Ｘ

Ｏ

注：

Ｏ：

表示亮灯；Ｘ：

表示灭灯；　－：

表示无关；

2.1.2IF486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

IF486

○ESIOWDT

ESIO

○○1RXTX

○2RX

○○3RXTX

○4RX

○○5RXTX

○6RX

○○7RXTX

○8RX

○○9RXTX

○10RX

○○D7D3

○○D6D2

○○D5D1

○○D4D0

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：

ESIOWDT：

闪光=运行正常，灭灯=运行停止

ESIO：

ETSIO线路状态指示

闪光=有数据传送，灭灯=无数据传送；

1RXTX：

线路1本系接收（RX），线路1本系发送（TX）

2RX：

线路1从它系接收

3RXTX：

线路2本系接收（RX），线路2本系发送（TX）

4RX：

线路2从它系接收

5RXTX：

线路3本系接收（RX），线路3本系发送（TX）

6RX：

线路3从它系接收

7RXTX：

线路4本系接收（RX），线路4本系发送（TX）

8RX：

线路4从它系接收

9RXTX：

线路5本系接收（RX），线路5本系发送（TX）

10RX：

线路5从它系接收

D7～D0：

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

D0

LED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

中断（Interrupt）ASKOK

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）

D4

DPRAN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）

D6

DPRAM写故障

闪

亮或灭（DPRAM写故障）

D7

DPRAM读故障

闪

亮或灭（DPRAM读故障）

2.1.3FSD486板

FSD486

○MSIOWDT

IL正常

IL异常

MSIO

○○TXRX

○立ち上げ

○系切换

LED

○○D7D3

○○D6D2

○○D5D1

○○D4D0

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。

MSIOWDT：

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；

立ち上げ：

手动启动开关（不用自动启动时用）

系切替：

本系统禁止使用

LEDD7～D0：

表示软件状态。

定义如下表。

SW：

正常输入开关（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

D0

LED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ASKOK

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

D6

DPRAM写故障

闪

亮或灭（写故障）

D7

DPRAM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。

本系统使用其中的L1H、L2H、L3H、L4H、四个光缆插孔。

（其余光缆插孔在本系统中不用）。

每个插孔可插入一个两芯光缆，连接一个ET机架。

本系统连接四个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。

每个插孔可插入一个单芯光缆。

CN1T、CN1R用于连接控显机。

CN3T、CN3R用于连接监测机。

L1H

L1TT

L1TR

L3H

L5H

L2H

L2TT

L2TR

L4H

TLIO板RSIO3-T板

CN1T

CN1R

CN3T

CN3R

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（ElectronicTerminal，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安装两个ET-LINE板。

其余的10个插槽用于安装PIO板。

ETLINE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ETLINE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。

2.2.1PIO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，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。

每个ET回线最多可连接3个ET机架，安装15个PIO模块。

各回线第一个机架的五对PIO地址均设定为01H、02H、03H、04H、05H。

第二个机架地址设定为06H~0AH,第三个机架地址设定为0BH~0FH。

本系统用20对PIO板，占满4个ET机架，没有空闲槽位。

PIO地址设置开关在ET机架内侧的底版上。

每个PIO插槽有一个四位的地址开关。

每一对PIO的两个地址开关设置必须相同。

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。

2.2.2ETPIO面板指示灯说明

LINE和PIO面板指示灯：

NORMAL：

亮=运行；灭灯=停止；

RXD：

亮=接收；灭=无接收；TXD：

亮=发送；灭=无发送；

DC5VON：

5V电源开关向上=电源开，向下=电源关；

PIO-1PIO2PIO3PIO4PIO5

1系

LINE

Normal

¤

RXD¤

TXD¤

DC5VON

◎

2系

LINE

Normal

¤

RXD¤

TXD¤

DC5VON

◎

PIO

Normal

¤

TXD¤

DC5VON

◎

PIO

Normal

¤

TXD¤

DC5VON

◎

PIO

Normal

¤

TXD¤

DC5VON

◎

PIO

Normal

¤

TXD¤

DC5VON

◎

PIO

Normal

¤

TXD¤

DC5VON

◎

PIO

Normal

¤

TXD¤

DC5VON

◎

PIO

Normal

¤

TXD¤

DC5VON

◎

PIO

Normal

¤

TXD¤

DC5VON

◎

PIO

Normal

¤

TXD¤

DC5VON

◎

PIO

Normal

¤

TXD¤

DC5VON

◎

1系2系1系2系1系2系1系2系1系2系

ET机架正面图

2.2.3ETPIO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。

PIO1～5：

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.

J4

J1输入

J5

J2输出

J3

I24V

J4

J1输入

J5

J2输出

J3

I24V

J4

J1输入

J5

J2输出

J3

I24V

J4

J1输入

J5

J2输出

J3

I24V

J4

J1输入

J5

J2输出

J3

I24V

2系1系

PIO5PIO4PIO3PIO2PIO1LINE

　　　J1

L24

电源插座

A1〇

A2〇

A3■

B1□

B2□

B3□

B4□

L□

S□

A1〇

A2〇

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

IN1

IN22

-IN23

-IN32

接口架组合架

5

18

19

59

J5J4J1CS-TX19-36Z

22

51

33

56

22

51

33

56

1

22

23

32

-+

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“+”