计算机联锁控制系统的研究与发展趋势(2)

　　二乘二取二结构计算机联锁系统由操作表示机、联锁计算机、驱动采集机及驱动/采集接口、控制台相关设备、组合架、电务维修机以及微机监测系统等子系统构成。其中，联锁计算机和驱动采集系统采用了二乘二取二容错技术。所谓二取二即在一套系统上集成双套CPU系统。双套系统严格同步，实时比较。以联锁机为例，采用两套共四个CPU构成二乘二取二容错系统。只有双机运行一致时才对外输出运算结果。

　　二乘二取二型联锁机分为两个系统，一系和二系，一个系统工作，另一个系统处于热备冗余状态，两个系统互为主备。一个系统有两套软件和硬件，比较一致后驱动外部设备工作，采集的状态分送两个系统。二乘二取二型联锁机是一种安全型的联锁系统，关键技术是系统同步和系统切换。二乘二取二型联锁机是目前国内既有干线铁路提速区段运用最多的联锁机。二乘二取二型联锁机满足中国铁路的高密度列车运行情况下频繁的既有线技术改造。可以在联锁设备一个系使用状态下，在另一个系上进行软件调试。

　　二乘二取二型联锁机的接口采用工业总线，方便与驱动/采集电路和外设结合。方便与各种驱动/采集电路和外设结合。采用光纤传输时，可以提高传输速率和抗干扰性，方便组成区域性计算机联锁系统。

　　3.4 PLC联锁

　　PLC联锁机是采用PLC可编程逻辑控制器进行逻辑运算和I/O控制器件搭建的联锁机。PLC有大量成熟的各种电路控制/采集硬件模块和通信接口模块，硬件设备有较高抗干扰性和可靠性，有大量的系统软件和控制软件，编程过程简单清晰，易于掌握。

　　PLC设备简单，故障率低，施工周期短，维护方便，备件来源广泛，造价是各种联锁机中最低的。PLC联锁机目前只用于厂矿企业铁路站场，没有进入国铁系统。

　　3.5 模块化计算机联锁

　　模块化计算机联锁系统是一种概念，它的定义是：“由功能分类组成的独立模块单元，在开放的平台上组合构成系统整体功能的联锁机系统”。它有统一的接口协议，可以即插即用。模块化的好处是可以工厂化施工，站场变化时修改施工简便，室内主要为软件工作量，可以在短时间内完成施工。设备维护方便，故障可以指示到位，可以直接进行模块级更换，工厂化维修，减少故障延误时间。

　　模块化计算机联锁系统有多种形式，目前各种双机热备、三取二和二乘二取二结构的联锁机都可以成为模块化联锁机，联锁系统的模块化主要是执行电路的模块化。

　　4.计算机联锁系统发展趋势

　　自1984年来，车站计算机联锁系统技术得到空前的发展。现在，它正朝着高可靠性与高安全性、区域化、综合自动化的方向发展。

　　4.1 计算机联锁系统通信总线由实回线向光纤通信总线发展

　　计算机联锁系统结构的发展，控制设备数量的增加，控制范围和设备类型的增加，对设备循环控制周期和传输速率提出了新的要求，设备数量和驱动功率的增加，电磁环境更加恶劣也对抗干扰冲击能力提出了要求。

　　解决的方法就是将系统总线由实回线改为光纤传输，提高传输速率、带宽和抗干扰能力。实际上国外的一些计算机联锁系统总线已经应用了光纤总线多年。

　　4.2 联锁机由通用工业控制计算机向专用联锁控制计算机发展

　　铁路联锁计算机对安全性和可靠性有着特殊的要求，它的要求仅次于航空航天控制系统，在欧洲和日本有严格的技术标准。因此，采用通用控制计算机的联锁机很难达到技术标准的要求。应当采用专用联锁控制计算机。

　　国内的计算机联锁生产厂家为达到安全型计算机联锁标准，基本上都是用高昂的价格引进国外的专用计算机联锁系统硬件。国内几乎没有自己的安全型计算机联锁系统。中国有着巨大的联锁机市场，因此应当发展自己的专用安全型计算机联锁系统。

　　国内联锁软件系统已经有了较高的水平，硬件系统受国内制造水平限制。论文格式国内联锁系统从业人员几乎都是铁路信号专业人员，由于专业的原因，他们可以把握正确的需求，却不能良好的实施。严重缺乏的联锁计算机硬件设计人才，限制了联锁技术的发展，使国内计算机联锁制造业处于一个较低的水平。我国应当在计算机联锁硬件设计和制造方面增加研发投资和人才，发展自己的专用安全型计算机联锁系统。

　　4.3 计算机联锁软件的发展

　　计算机联锁软件增加CTC、列控信息化的功能，起到CTCS车站控制中心的作用。探索联锁软件适应模块化联锁硬件既插即用功能的可能和可行性。探索联锁软件新的模块化软件结构，研制适应中国铁路运输新的控制系统的联锁逻辑和新流程，全面超越6502电气集中的联锁逻辑和控制流程。

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