联锁系统包括哪几个部分，联锁系统原理浅析

很多朋友对联锁系统包括哪几个部分，联锁系统原理浅析不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

作者|上海控制安全评价中心安全评价部刘彦卿测试经理科|建院论坛童贯01联锁系统的硬件结构根据联锁系统的层次关系，联锁系统的硬件层次可分为四层：人机对话层、联锁层、接口层、室外设备层。图1联锁系统的硬件结构02联锁系统的软件结构联锁系统的软件大致分为三部分：操作员控制台软件、联锁软件和诊断维护软件。

操作员站软件功能：控制命令发送和处理；车站信息显示和信号设备状态显示；操作命令提示符；报警；与TDCS/CTC和轨道交通ATS系统的接口。计算机联锁软件功能：输入输出控制；路由任务调度；联锁布尔运算；安全指挥判断管理；与TCC等其他系统通信。

诊断和维护软件功能：系统诊断和维护；操作命令和信号设备显示日志记录；故障显示和报警信息记录；与监控系统通信；回放等功能。2.1联锁软件中的任务调度功能可以通过I/O模块安全地采集输入板的代码状态信息；根据联锁设计的电路逻辑，进行联锁逻辑运算处理；通过I/O模块安全输出，发送控制命令控制输出板；

通过不安全通信，可以完成与其他系统进行不安全通信交互的相关任务，如：诊断维护系统、其他联锁机、操作员站或模拟测试系统；通过安全通信，完成主备系统与备机/联锁机同步比对信息的安全通信任务；通道首先完成当前通道的操作，然后比较两个通道。2.2联锁软件中的安全管理功能

主任务可以生成安全检查相关信息，并将检查结果发送到安全检查模块。缓冲器中的数据被实时更新，以验证刷新的实际结果。严格检查所有输出板，安全诊断所有输出端口，确保安全输出。安全控制系统有明确严格的要求，独立于逻辑运算和安全监督等相关功能。2.3联锁软件中的冗余管理2.3.1采集和共享功能每台联锁机独立采集相同的信息。

独立采集后，根据设计需要，将彼此采集的信息通过安全通信通道进行传输，然后可以有条件地共享采集的信息。单一系统采集的干扰或信息中断都会对系统造成影响，冗余管理可以有效避免这种情况。信息共享的前提是系统的实时安全采集和实时安全通信。2.3.2并行输出功能：每台联锁机独立进行联锁操作。

备用机和主机并行操作，当结果相同时，备用机有条件时，也会输出。并行输出有效避免了单一系统失效，导致空输出，或者通道断开，无法及时输出。并行输出的前提也是系统的实时安全采集和实时安全通信。并联输出的前提是主备机与继电器连接正确，输出线极性正确，不能接反，否则极性会抵消，输出为空。图2冗余管理-并行输出03联锁系统冗余技术

为了提高联锁系统的安全性，计算机联锁系统和其他安全系统一样，有效地采用了冗余结构。首先采用了主备双备的冗余系统，大大提高了可靠性和安全性。

同时还采用了三取二的制度，比较三台机器的运算结果并给出最终结果，大大降低了错误输出的可能性。同时也会暴露出三取二的缺点。顾名思义，三取二需要三台机器同时工作，所以不能有故障、停机、设备维护。一旦其中一个停止，整个三取二系统就会宕机，无法正常工作。

为了解决三取二的缺点，引入了二乘二取二设备系统。两个运行CPU构成主系统工作状态，另外两个备用CPU处于热备用状态。这样不仅提高了联锁系统的安全性，而且停机维护也很方便。二乘二冗余热备系统是目前冗余系统的主要应用模式。3.1采用双机热备冗余结构，作为联锁主机的联锁机，采集收入，执行联锁操作，控制驱动输出；

联锁机作为联锁备用机，采集输入的同时进行联锁逻辑运算，但不会驱动输出。两套联锁机作为主备机；当一套联锁机停机时，另一套联锁机将自动切换为主机继续工作，停机的作为备用机。联锁机可以自动切换，也可以手动控制切换主备机。

联锁系统与操作员站连接无关紧要。操作员站可连接两台机器，单台机器或多台N 1热备操作员可相互通信。图3双机热备冗余结构示意图3.2二乘二取二冗余结构；每台联锁机有两个通道执行联锁任务；通道相互独立，分别选择不同的硬件和软件进行联锁操作；两个通道的运算结果对比后，只有完全没有差异才会产生输出，否则不会输出。

因此，只有当两个通道同时具有相同的误差结果时，它们才会产生误差输出。这个概率很小，安全系统是可以保证的。同样，联锁系统是否与操作员站连接也无关紧要。操作员站可连接两台机器，单台机器或多台N 1热备操作员可相互通信。图4二乘二取二冗余结构示意图3.3三取二冗余结构，三取二中的三套联锁机同时独立执行各自的联锁任务；

联锁机独立处理逻辑运算，只有比较后运算结果完全相同，才能产生正确的输出。所以当三台联锁机同时出现故障时，就会产生危险输出，这种概率极小。三取二的缺点是同步信息的运算要求很高，输出不同步，即不能产生有效输出。联锁机与操作员站的连接相互独立，互不影响。图5联锁系统三取二04仿真技术冗余结构示意图

联锁系统具有模拟测试功能，经过严格的人工判断和人工设定后才会转入模拟测试系统；不会自动变为模拟测试状态，但目前已经变为模拟测试状态，所以不会将模拟状态的数据计算结果输出到实际使用的设备上，导致输出错误。4.1联锁模拟器的转换联锁机设置为模拟试验状态，应严格遵循以下步骤：

(1)关闭联锁机B(机B改装成模拟测试仪)，板卡有模拟功能模块；(2)手动将开关模块钥匙从“自动”位置切换到“联锁一台机器”位置；(3)再次接通联锁B机电源；(4)作为模拟器连接的MMI切换到“模拟测试状态”。4.2联锁系统中的MMI功能操作员通过MMI界面上的控制按钮发送控制命令，接收现场继电器采集的信息，并在MMI界面上直观地显示现场设备的状态；

网络交换实现MMI主备机之间以及与其他系统之间的信息交换；非安全联锁逻辑显示功能，如判断和表示敌对路线；数字开关动作电流显示；联锁系统、TDCS系统和CTC系统的交互信息在人机界面上，通过串行接口连接。指示灯、警示灯等特殊要求的显示功能；通电解锁功能通过手动按下“通电解锁”按钮实现；

应急站控制与CTC之间的模式转换也申请并转移MMI界面上的控制权；

MMI界面提供工具栏，可通过按钮手动操作，实现进路建立、进路总取消、列车信号和调车信号重新开通、咽喉分区总引导锁、列车信号对应的引导按钮、进路异常解锁总人员解决方案、不能正常解锁的区段区域故障解决方案、道岔定位转换操作、道岔倒置转换操作、单道岔闭锁操作、单道岔解锁、按钮闭锁等功能。挡、滑、不进路等功能；

辅助功能：文字显示、列车窗口、调车不良确认。05联锁系统与其他系统的接口图6联锁与其他系统的网络连接联锁系统与TDCS/CTC系统的接口是CTC系统中的上位机与LiRC通过RS-422标准串行双通道互联。联锁系统向TDCS/CTC发送站指示信息，显示设备状态，TDCS/CTC向联锁系统发送控制命令信息，执行电路布置等命令操作。图7 TDCS/CTC系统06联锁和串行连接概要

本文仅介绍联锁的硬件、软件结构、冗余技术和仿真技术。联锁系统作为整个信号系统的核心系统，在技术条件上有很多要求，比如故障安全原则，软件的安全等级，在EN50128和EN50129定义为SIL4级。联锁系统与其他系统之间的接口应符合规定的协议。参考文献：[1] TBT_3027-2011计算机联锁技术规范(修订版)[2]计算机联锁系统介绍_v0.0.1审核与编辑黄宇

以上知识分享希望能够帮助到大家！