MICROLOK型微機(jī)聯(lián)鎖在地鐵中的應(yīng)用

摘 要：列車自動(dòng)防護(hù)（ATP）子系統(tǒng)是城市軌道交通列車運(yùn)行時(shí)必不可少的安全保障。目前沈陽(yáng)、成都、杭州、大連等地鐵線路所用的都是基于無線移動(dòng)閉塞列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)，其軌旁設(shè)備引進(jìn)了美國(guó)USSI公司的MICROLOK型微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。文章就該系統(tǒng)的組成、主機(jī)工作原理和常見故障進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：ATP；MICROLOK；微機(jī)聯(lián)鎖；軌旁設(shè)備

1 概述

列車自動(dòng)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(dòng)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(gè)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(hào)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(dòng)折返按鈕、站臺(tái)安全門及防淹門等。每個(gè)MICROLOK系統(tǒng)包括一個(gè)主單元和一個(gè)備單元。一個(gè)用于正常運(yùn)行，另一個(gè)備用。如果在線的系統(tǒng)出故障，那么備用系統(tǒng)將自動(dòng)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(hào)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(gè)MICROLOK都有一個(gè)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(hào)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(hào)；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(dòng)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(hào)，產(chǎn)生-9V到-14V的直流電壓，以勵(lì)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(duì)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(hào)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(chǎng)效應(yīng)晶體管來驅(qū)動(dòng)輸出。輸入/輸出LED燈由軟件驅(qū)動(dòng)，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(gè)新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。該協(xié)議是為了讓互備的兩個(gè)MICROLOK單元實(shí)現(xiàn)冗余無縫操作，并提高整個(gè)系統(tǒng)的可用性。兩個(gè)單元輸出相同的同步物理輸出，如果其中一個(gè)單元由于系統(tǒng)重啟、斷電或其他錯(cuò)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(gè)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(gè)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(duì)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(cè)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(cè)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(shí)，MICROLOK宕機(jī)（VCOR繼電器可以勵(lì)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(dòng)，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婕せ睢?/p>

5 結(jié)束語(yǔ)

浙大網(wǎng)新公司引進(jìn)美國(guó)USSI公司的聯(lián)鎖技術(shù)，為地鐵信號(hào)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(yáng)鐵路信號(hào)有限責(zé)任公司進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化，已應(yīng)用于沈陽(yáng)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(hào)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。

參考文獻(xiàn)

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[3]美國(guó)聯(lián)合道岔與信號(hào)國(guó)際公司.西安地鐵2號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)初步方案[S].2007.

作者簡(jiǎn)介：謝婷婷（1983-），女，甘肅省天水市，沈陽(yáng)鐵路信號(hào)有限責(zé)任公司，學(xué)士，研究方向：地鐵軌旁聯(lián)鎖。