城市軌道交通聯(lián)鎖系統(tǒng)維護（第2版）項目4任務(wù)1復(fù)習(xí)思考題及答案

項目4任務(wù)1復(fù)習(xí)思考題及答案1.TYJL-II型計算機系統(tǒng)由哪幾個部分組成？各部分的主要作用是什么？答：TYJL－Ⅱ型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖4-1所示。系統(tǒng)（不包括室外設(shè)備）可劃分為三個層次：（1）監(jiān)視控制系統(tǒng)層。該層主要由監(jiān)視控制機（簡稱監(jiān)控機）和控制臺組成。監(jiān)控機是系統(tǒng)實現(xiàn)人機對話的計算機，控制臺包括鼠標(biāo)等輸入設(shè)備和顯示器、音響等輸出設(shè)備。（2）主控系統(tǒng)層。該層是系統(tǒng)的核心層，主要由聯(lián)鎖機、執(zhí)表機組成。聯(lián)鎖機是用于聯(lián)鎖運算的計算機，兼執(zhí)表機的功能；執(zhí)表機與聯(lián)鎖機、接口系統(tǒng)聯(lián)系，實現(xiàn)采集信息與控制命令的處理及傳輸。（3）接口系統(tǒng)層該層主要由采集結(jié)合電路、動態(tài)驅(qū)動設(shè)備和繼電控制電路組成。在該系統(tǒng)中，聯(lián)鎖總線是聯(lián)鎖機、執(zhí)表機、監(jiān)控機之間交換與安全有關(guān)信息的通道，采用ARCNET通信網(wǎng)；局域網(wǎng)是監(jiān)控機、維修機、微機監(jiān)測系統(tǒng)以及其他計算機系統(tǒng)之間相互交換信息的通道，采用以太網(wǎng)。圖4－1TYJL－Ⅱ型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.監(jiān)控機由那些功能模板組成？各種模板的作用是什么？答：監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控機(又稱上位機)和控制臺組成。監(jiān)控機是監(jiān)控系統(tǒng)的核心，一般放置在聯(lián)鎖機房內(nèi)的微機桌上，通過引出的視頻線、鼠標(biāo)線、數(shù)字化儀線和語音線(通常不超過50米長)與值班員控制室內(nèi)的控制臺相連。監(jiān)控機采用標(biāo)準(zhǔn)的通用工業(yè)控制計算機，其一般配置：①主機板，低功耗無風(fēng)扇CPU，主頻不低于233MHZ，內(nèi)存容量不低于128MB，三英寸軟盤驅(qū)動器1個，容量大于20GB的硬盤。②兩個RS－232C(串行通信接口)，一個并行口，17英寸CRT，全ASCII鍵和中文輸入鍵盤；兩個RS－232C用來連接鼠標(biāo)的串行接口。③12槽無源PC總線母板。④兩塊ARCNET通信網(wǎng)絡(luò)卡，用以與聯(lián)鎖機通信。⑤一塊以太網(wǎng)卡，用以主、備上位機之間及與維修機等的通信。⑥多屏VGA顯示圖卡，提供車站值班員用CRT的圖像顯示。⑦語音聲卡，提供控制臺的語音提示和音響。⑧電子盤，實現(xiàn)監(jiān)控機程序的固化。監(jiān)控機安裝在計算機房的綜合柜中或計算機桌子上，通過引出的視頻線、鼠標(biāo)線和語音線與車站值班員控制室內(nèi)的控制臺相連。3.聯(lián)鎖機由哪些功能模板組成？各種模板的作用是什么？答：現(xiàn)在用的絕大部分系統(tǒng)采用的是STD總線標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制計算機，其基本組成如下：a.STD5093微處理器板STD5093為386級別的工控專用CPU板，最新系統(tǒng)則采用APCI5093板（該板上有ARCNET通信口，用于主、備機通信）。b.AS－1指示報警板機柜上的指示燈和蜂鳴器的控制板。c.APCI5656型ARCNET通信板聯(lián)鎖機插兩塊，一塊用于主、備機通信；一塊用于與監(jiān)控機和執(zhí)表機通信；執(zhí)表機插一塊。d.STDl604I／O接口板用以控制采集總線和驅(qū)動總線。板上共有8個I/O端口地址，每個端口地址有8位輸入和輸出，每塊板均有不同的地址，根據(jù)板上的短路跳接線的位置來設(shè)定（最新系統(tǒng)中采用的APCI5314，無需在板上設(shè)置地址）。每個端口的輸出命令均可回讀，可用來檢查其輸出信息的正確性，檢查有誤時，CPU立即執(zhí)行停機命令，禁止對總線的一切操作，切斷輸出電源確保系統(tǒng)安全。4.普通的聯(lián)鎖機柜有哪幾層？每一層的作用是什么？答：普通型聯(lián)鎖機柜的結(jié)構(gòu)框圖如圖4-3所示。由上到下依次可分為電源層、計算機層、采集層、采集零層、驅(qū)動層、驅(qū)動零層、通信總線切換層。圖4－3普通型聯(lián)鎖機柜的結(jié)構(gòu)框圖（1）電源層主要由電源指示面板、采集電源、驅(qū)動電源和計算機電源組成。采集電源的工作電壓為12±1V，該電源用于采集板對繼電器接點信息的采集，采集回線的電壓就由該電源提供。驅(qū)動電源的工作電壓為12±1V，該電源用于驅(qū)動板送驅(qū)動信息給動態(tài)繼電器(或動態(tài)驅(qū)動組合)，驅(qū)動回線的電壓就由該電源提供。計算機電源的工作電壓為5±0.2V，該電源為計算機層所有電路板和采集板、驅(qū)動板的工作電源，它的故障可能會導(dǎo)致機器死機。它還提供±12V電源用于調(diào)試設(shè)備使用。（2）計算機層現(xiàn)在用的絕大部分系統(tǒng)采用的是STD總線標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制計算機，其基本組成如下：a.STD5093微處理器板STD5093為386級別的工控專用CPU板，最新系統(tǒng)則采用APCI5093板（該板上有ARCNET通信口，用于主、備機通信）。b.AS－1指示報警板機柜上的指示燈和蜂鳴器的控制板。c.APCI5656型ARCNET通信板聯(lián)鎖機插兩塊，一塊用于主、備機通信；一塊用于與監(jiān)控機和執(zhí)表機通信；執(zhí)表機插一塊。d.STDl604I／O接口板用以控制采集總線和驅(qū)動總線。板上共有8個I/O端口地址，每個端口地址有8位輸入和輸出，每塊板均有不同的地址，根據(jù)板上的短路跳接線的位置來設(shè)定（最新系統(tǒng)中采用的APCI5314，無需在板上設(shè)置地址）。每個端口的輸出命令均可回讀，可用來檢查其輸出信息的正確性，檢查有誤時，CPU立即執(zhí)行停機命令，禁止對總線的一切操作，切斷輸出電源確保系統(tǒng)安全。（3）采集層采集層主要由采集機籠、采集板以及與計算機層和電源層聯(lián)系的I/O總線、電源線及相應(yīng)的接插件等組成。（4）驅(qū)動層驅(qū)動層的結(jié)構(gòu)與采集層的非常相似，主要由驅(qū)動機籠、驅(qū)動板以及與計算機層和電源層聯(lián)系的I/O總線、電源線及相應(yīng)的接插件等組成。（5）零層零層位于機柜最下層，主控系統(tǒng)最為重要的連接線纜從這里引入和引出。上面裝有聯(lián)鎖總線切換盒、零層端子和接地端子等。聯(lián)鎖總線切換盒上裝有A、B兩條總線的兩組共6個接插端口，聯(lián)鎖機上還另有一個用于主備機通信的獨立插口，盒內(nèi)裝有總線切換板。聯(lián)鎖機、執(zhí)表機和監(jiān)控機之間通過屏蔽電纜的插接連通總線。零層端子分01、02兩個，01零層端子主要是電源配線，02零層端子主要是切換校核電路的配線，該端子不能隨便拔出，以免影響主備機的切換校核。5.分別說明信息采集板和輸出驅(qū)動板的結(jié)構(gòu)特點及工作原理？（1）信息采集板反應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的繼電器接點信息輸入到采集板中，然后供微處理機讀取。采集板單元電路圖如圖4－6所示。圖4－6采集板單元電路圖信息采集時，微處理機首先向采集單元選通端（控制光耦H2）輸出0、1交替變化的脈沖信息，然后從數(shù)據(jù)輸出端（光耦H1）讀取信息。若收到的是脈沖信息，判GJ吸起；否則，判GJ落下。由此可見，微處理機只有收到脈沖信息時，才視為有效信號，而電路中任何元器件故障均導(dǎo)致固定的“0”或“1”輸出，軟件判斷固定的“0”、“1”信息無效，此信息導(dǎo)向安全側(cè)。因此，該電路為故障—安全動態(tài)電路。電路中指示燈H是為了便于系統(tǒng)維護而設(shè)的，引到采集板的小面板上，當(dāng)表示繼電器吸起時，對應(yīng)的指示燈亮紅燈。由機柜電源層送出的采集電源在機械室各繼電器架之間環(huán)接，稱之為采集回線。采集回線送出采集電源至各個繼電器的接點，當(dāng)接點閉合時即經(jīng)其至相應(yīng)采集板的輸入端，以動態(tài)脈沖的方式經(jīng)I/O板交CPU識別處理。當(dāng)電路中任何元器件故障均導(dǎo)致固定狀態(tài)的輸入時，由軟件將其作為安全側(cè)信息“0”處理。（2）輸出驅(qū)動板驅(qū)動板單元電路如圖4-7所示。圖4-7驅(qū)動板單元電路圖驅(qū)動板單元電路用來記錄控制命令已從微處理機輸出。微處理機以動態(tài)脈沖方式輸出控制命令，脈沖控制信息使光電耦合器H2和H1動態(tài)工作，A8端有反向脈沖信號產(chǎn)生。同時，采取反饋校驗方法，將反向脈沖信息回讀到微處理機。電路中發(fā)光二極管F固定在小面板上，當(dāng)有動態(tài)脈沖輸出時，發(fā)光管閃爍。若發(fā)光管滅燈或者亮穩(wěn)定燈光，則表示無動態(tài)命令輸出。6.畫圖說明雙輸入動態(tài)繼電器各端子作用，其局部電源是怎樣獲得的？圖4-8雙輸入動態(tài)繼電器符號如圖4-8所示，圓和圓內(nèi)的矩形方波表示該繼電器為一動態(tài)繼電器。局部電源DKZ、DKF由專用穩(wěn)壓電源WKZ、WKF集中供電。端子73、83和端子72、82代表兩路獨立的控制輸入口，聯(lián)鎖機或執(zhí)表機輸出的控制命令經(jīng)由該口驅(qū)動動態(tài)繼電器。一般地講，73、72端為驅(qū)動回線（12V），83、82端為驅(qū)動信號線。雙輸入繼電器中的兩個驅(qū)動口哪一口驅(qū)動有效是由局部電源的極性決定的。當(dāng)局部電源52為+，62為-時，端口73、83驅(qū)動有效，輸入控制信號使動態(tài)繼電器勵磁吸起。此時端口72、82驅(qū)動無效，即使加上控制信號，也不能使動態(tài)繼電器吸起。當(dāng)局部電源62為+，52為-時，72、82端口驅(qū)動有效，而73、83驅(qū)動無效。利用雙輸入繼電器這一極性交叉驅(qū)動方式，使得它作為控制輸出接口，特別適用于主備雙機系統(tǒng)中。通常設(shè)定73、83端口分配給A機；72、82端口分配給B機。這樣，一旦當(dāng)主機發(fā)生故障時，通過切換繼電器，自動改變動態(tài)繼電器局部電源極性，使得連接備機的端口驅(qū)動有效，接管主機繼續(xù)控制現(xiàn)場設(shè)備，從而保證信號設(shè)備動作的連續(xù)性，不致中斷行車作業(yè)。7.畫圖說明動態(tài)繼電器的工作原理。動態(tài)繼電器工作原理圖如圖4-9所示。圖4-9動態(tài)繼電器工作原理關(guān)于動態(tài)繼電器的工作原理，在前面的章節(jié)已經(jīng)闡述過。這里介紹動態(tài)繼電器的幾種結(jié)構(gòu)：a.繼電器結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的動態(tài)繼電器是把圖4-9中虛線框內(nèi)的電子電路固定在電子線路板上，該板固定在偏激繼電器內(nèi)。b.驅(qū)動盒+偏極繼電器結(jié)構(gòu)。每個驅(qū)動盒內(nèi)安裝4套圖4-9中虛線框內(nèi)的電子電路，對應(yīng)驅(qū)動四個偏極繼電器工作。c.動態(tài)柜+偏極繼電器結(jié)構(gòu)。圖4-9虛線框內(nèi)的電子電路安裝在動態(tài)柜內(nèi)的動態(tài)控制板上，而動態(tài)柜安裝在計算機房內(nèi)。每塊動態(tài)控制板上有8個控制單元，共可控制8個偏極繼電器動作。8.至少寫出10個用于采集的繼電器名稱。答：LXJ、DXJ、SJ、YXJ、TXJ、DJ、2DJ、DBJ、FBJ、GJ9.至少寫出8個用于驅(qū)動的繼電器名稱。答：LXJ、ZXJ、TXJ、SFJ、YXJ、SJ、DCJ、FCJ10.聯(lián)鎖機雙機切換有哪幾種控制方式？自動切換的條件是什么？答：人工切換與自動切換，人工高于自動切換。把切換手柄QHSB轉(zhuǎn)到“自動”位置。此時，雙機切換是由系統(tǒng)根據(jù)故障檢測結(jié)果自動進行的。雙機切換的條件如下：①主機定時向備機發(fā)送信息，主要內(nèi)容為主機發(fā)出的信號控制命令，備機將此信息與備機的控制命令進行比較，如一致，則雙機保持在熱備同步狀態(tài)，如不一致且備機命令多于主機，表明主機由于某種故障而停止輸出控制命令，這時由備機發(fā)動切換，備機升為主機工作，繼續(xù)向現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送控制命令，原主機轉(zhuǎn)入脫機狀態(tài)，若主機命令多于備機命令，則備機自動脫機，等待查明原因。②雙機間的通信是由備機向主機進行呼叫和接收應(yīng)答，若通信中斷，有兩種情況，一是主機死機，不應(yīng)答；二是通信本身中斷，備機接收不到主機的信息，此時同步熱備機認為主機出現(xiàn)故障，發(fā)動切換，備機升為主機工作。11.試述聯(lián)鎖機雙機自動切換的過程。答：為了實現(xiàn)在故障時使系統(tǒng)能自動進行倒機，在切換控制電路中，設(shè)有A、B機熱備切換繼電器（AQHJ和BQHJ），如圖4-16所示。AQHJ和BQHJ選用JWXC－1700型繼電器，分別由聯(lián)鎖A機和聯(lián)鎖B機第一塊驅(qū)動板的第二、三位輸出的切換控制命令控制驅(qū)動。為了保證安全，AQHJ和BQHJ繼電器只是在切換期間才使它們勵磁吸起，平時都處在落下狀態(tài)。在正常情況下，AQHJ和BQHJ均處于落下狀態(tài)，LQHJ由自閉電路保持在吸起狀態(tài)，A機處于工作機位置。若在這種情況下，A機發(fā)生故障，那么A機通知B機切換，這時B機輸出切換控制命令，使BQHJ吸起，切斷LQHJ自閉電路，LQHJ失磁落下，機柜內(nèi)的切換繼電器接點將B機接入A總線，B機升為工作機。待倒機過程結(jié)束，B機使BQHJ失磁落下，此時，LQHJ仍保持在落下狀態(tài)。同樣，當(dāng)B機發(fā)生故障時，由B機通知A機進行切換倒機，A機輸出切換控制命令，使LQHJ吸起并自閉，A機又升為工作機。在完成雙機倒換后，AQHJ恢復(fù)失磁落下狀態(tài)。需要指出的是，剛開機時，由于A、B機的切換繼電器都不工作，LQHJ處于落下狀態(tài)，此時B機為工作機，A機為備機。若想把A機設(shè)置為工作機，需要用切換手柄將系統(tǒng)人工切換成A機工作，B機備用。12.TYJL-II型計算機系統(tǒng)有哪4條信息通道？答：對于整個計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)來說，聯(lián)鎖機的CPU板是控制核心，所有信息都要匯集在這里，所有信息都要從這里送出。綜合前面學(xué)過的知識，我們按照信息的流向，來理清設(shè)備之間的硬件連接關(guān)系。（1）采集信息輸入通道組合架上繼電器的接點條件→組合架側(cè)面端子板→接口架→電纜→計算機房聯(lián)鎖機柜采集零層→采集母板（采集板）→120HI/O總線→計算機層1604I/O板（用于采集）→STD總線→聯(lián)鎖機CPU板。（2）控制命令輸出通道聯(lián)鎖機CPU板→STD總線→1604I/O板（用于驅(qū)動）→110HI/O總線→驅(qū)動母板（驅(qū)動板）→驅(qū)動零層→電纜→接口架→組合架側(cè)面端子板→驅(qū)動盒→偏極繼電器。（3）操作命令輸入通道鼠標(biāo)信息→切換板（分成兩路）→線纜→監(jiān)控A機、B機的串行接口板→ PC總線→監(jiān)控機CPU板→PC總線→通信板→線纜（聯(lián)鎖總線）→聯(lián)鎖機柜零層→線纜（聯(lián)鎖總線）→計算機層通信板→STD總線→聯(lián)鎖機CPU板（4）表示信息輸出通道聯(lián)鎖機CPU板→STD總線→通信板→線纜→聯(lián)鎖機柜零層→線纜（聯(lián)鎖總線）→監(jiān)控A機、B機的通信板→PC總線→監(jiān)控機CPU板→PC總線→視頻板、語音板→線纜→切換板→線纜→控制臺的顯示器、音箱。計