张孝宁
(中国铁路太原局集团有限公司,太原 030013)
随着计算机技术在铁路控制领域的广泛应用,车站计算机联锁逐步取代继电联锁,成为信号集中控制的主要设备。中国铁路太原局集团有限公司管内使用计算机联锁车站(场)达到316 个,占94%,其中EI32-JD 型计算机联锁达到194 站。在现场使用中,发现因输入接口部分的混线会造成联锁系统死机,影响设备正常使用。本文通过一起故障分析处理,重点对采集混线故障的查找方法进行阐述。
EI32-JD 型计算机联锁子系统采用二乘二取二冗余结构,联锁机由4 台计算机组成,构成2 套硬件相同的结构体系,每套结构中的2 台计算机分别执行双套联锁软件并对联锁运算的结果相互进行比较,系统输入/输出接口(I/O)为双套。
EI32-JD 型计算机联锁输入采用安全型采集电路,其原理框如图1 所示。外部采集从组合柜接入继电器接点,通过继电器吸起和落下形成采集动态信号,信号采集后分别输入到A、B 两条总线,分别由CPU 读取,进行逻辑运算。
EI32-JD 型计算机联锁系统输出采用安全型驱动电路,其原理框图如图2 所示。输出单元挂在双CPU 板的A、B 两条总线上,只有在两条总线上对其进行的操作完全一致时,才能对外产生输出。在电路内部设一个频率发生器,通过动态转换将频率信号转换为24 V 直流电平,用以驱动继电器。
图1 采集电路原理框图Fig.1 Acquisition circuit schematic diagram
图2 输出电路原理框图Fig.2 Output circuit schematic diagram
2015 年11 月25 日18:05,某站联锁机双系死机,电务维修机故障提示信息为“列信[XII]的ZXJ室外混线”。室内查找过程中发现,当拔插接口柜对应电缆插头时故障瞬间消除。拆开插头进一步检查发现,插头固定螺杆挤压第三路与第六路的采集线,如图3 所示,将配线外皮挤破,使两路采集通过螺杆短接连通,导致混线。经现场处理后,设备恢复正常。
回放维修机记录,自17:57:27 开始,联锁系统采集到XIIZXJ 吸起状态,但此时XII 信号机并未开放。由于联锁系统对XII 的ZXJ 没有驱动,XII的ZXJ 应在落下状态,但其状态被采集为吸起,所以联锁系统按照设定的安全原则提示“XII 的ZXJ室外混线”。
图3 插头内损伤配线照片Fig.3 Picture of damaged wiring inside the plug
XIIZXJ 采集位为采集13 第6 路,常态为落下状态,其采集线缆没有采集电压;XIDJ1 采集位为采集13 第3 路,常态为吸起状态,其采集线缆有采集电压。当采集13 对应的电缆插头固定螺杆将第3 路与第6 路的采集线外皮压破而导致两路采集线连通时,XIDJ1 的采集电压混入XIIZXJ 采集通道,错误造成联锁系统采集到XIIZXJ 吸起状态。
分析可知,该站发生的联锁死机故障是由于外部采集混线造成的,联锁系统本身运行正常。
混线故障是由于两个采集位采集回路连通造成,其中一采集位逻辑正确,称之为“混线采集位”,另一采集位逻辑不正确,称之为“被混线采集位”。
1)采集电路结构与混线故障
对于EI32-JD 型计算机联锁系统采集混线故障的处理,关键在于短时间内查找到混线点,首先应熟悉采集电路结构,如图4 所示。
在采集电路中,混线点可能出现在组合柜配线部分、接口柜与室内分线柜之间的配线、采集分线板、采集分线板与母板之间的配线、联锁柜内部这5部分。当维修机提示混线故障时,一般应按照下述步骤查找分析。
步骤一:根据维修机提示故障信息,确定被混线采集位。
图4 采集电路结构图Fig.4 Acquisition circuit structure diagram
步骤二:查看被混线采集位对应的组合柜继电器的状态,若继电器状态与联锁设备采集状态一致,则采集部分无问题;若继电器状态与联锁设备采集状态不一致,则可确认为采集混线故障。
2)混线故障查找
按照混线的程度可分为“死”短路混线和瞬时短路混线,根据混线采集位是否常态有采集电可分为常态混线和条件混线。现场具体故障情况多种多样,处理故障时需根据实际情况及现场条件灵活处置。本文就常态混线情况下,采用断线法查找处理,作相互交流、借鉴。
首先,以接口柜为界查找。将接口柜上对应采集电缆插头拔下或将混线采集位对应的采集线甩开,若故障消除(维修机不再提示混线),则混线点应存在于组合柜配线部分,需进一步检查组合柜配线,查看是否有线皮损伤或混接处。若故障仍然存在,则说明混线点在接口柜到室内分线柜至联锁机柜之间(按采集电流方向)。
其次,以室内分线柜为界查找。将分线柜上对应的电缆插头拔下,若故障消除,则混线点存在于接口柜与分线柜之间,需对此电缆进行检查处理或更换。若故障依然存在,则需进一步查找分线柜采集分线板至联锁柜间配线。
依次类推,分段排除,直至找到混线点,进行处理。
EI32-JD 型计算机联锁系统采集混线故障的处理并不复杂,只要熟悉电路结构,思路清晰,灵活使用目测法、断线法等检查方法,就可以快速地查找到故障点,尽快恢复设备正常使用。