浅谈MICROLOK 型微机联锁在地铁中的应用

1 概述

列车自动防护(ATP)系统是城市轨道交通列车安全运行的保证，是以数字编码轨道电路为基础的列车自动防护系统，是近阶段城市轨道交通的主要制式。ATP 子系统主要由轨旁设备和车载设备两部分组成。轨旁设备由位于设备集中站的多个分布式区域控制器组成，文章重点介绍轨旁设备。

2 系统组成

轨旁设备包括MICROLOK 主机、组合柜、ATS、DCS 柜、本站及联锁区内其它车站的信号机、转辙机、计轴主机、综合后备盘、紧急停车按钮、自动折返按钮、站台安全门及防淹门等。每个MICROLOK系统包括一个主单元和一个备单元。一个用于正常运行，另一个备用。如果在线的系统出故障，那么备用系统将自动转为在线系统。

MICROLOK 主机基本硬件元素是印刷电路扳，每套MICROLOK 联锁设备由一块CPU 板、一块电源板、一块热备板、一块ECB 通信板、几块16 位输人板和几块的16 位输出板(具体数量视所控制的道岔和信号机数量而定)以及一块非安全32 路输人/输出板构成。

3 设备工作原理

MICROLOK 是基于微处理器的逻辑控制器，每个MICROLOK都有一个唯一的IP 地址，通过轨旁网络与区域控制器保持通信。MICROLOK 安全执行传统的联锁功能，与轨旁的转辙机、信号机、屏蔽门等设备接口，并控制和表示这些设备。MICROLOK 主机内每种板都完成各自的功能：

(1)CPU 板。CPU 板通过机笼电源和外部安全切断继电器控制安全输出的电源;发送给电源板250Hz 检验信号;诊断校验的故障;监控来自安全输入板和非安全输入板的外部指示;处理安全外部指示并执行应用软件中定义的逻辑;按照应用逻辑要求驱动安全输出板如图1 所示)。

(2)电源板。从系统电池获得电压，并产生可调的12V 和+5V的电压;条件电源获得250Hz 的CPU 信号，产生-9V 到-14V 的直流电压，以励磁系统安全型继电器;通过母板将电源供给机笼板卡。

(3)16 路安全输出板。CPU 对外部继电器线圈或者类似负载的安全指令，是通过安全输出板来接口的。

(4)16 路输入板。它给信号机显示检查、道岔一致性、轨道电路占用等输入提供16 位独立绝缘的安全输入。

(5)32 路非安全输入/输出板。采用锁存器缓冲输入和场效应晶体管来驱动输出。输入/输出LED 灯由软件驱动，并反应输入/输出的内部逻辑状态，而不是由输入/输出电压直接硬件控制。

(6)热备板。该板增加了一个新的网络协议。该协议是为了让互备的两个MICROLOK 单元实现冗余无缝操作，并提高整个系统的可用性。两个单元输出相同的同步物理输出，如果其中一个单元由于系统重启、断电或其他错误条件而无法工作，则内部逻辑和输出状态保持不变，但是控制却切换到了另一个单元。

(7)ECB 通信板。该板使MICROLOK 系统通过以太网直接与外部设备相连。板卡上的两个以太网端口RJ45 可以分开形成两条独立的通信链路或者配对起来形成一条冗余的通信链路。ECB 和热备板包含相同的通信接口板(CIP)子板。

4 常见故障及处理措施

4.1 MICROLOK 主机不能正常工作

原因分析：联锁柜输入直流12V 电压过低或者过高;联锁柜内T 端子接线接触不良;共模滤波器故障;热备板故障;通信板故障;CPU 板故障;电源板故障。处理步骤：测量联锁柜内T1 端子处输入的直流12V 电压(正常为12V-14.5V);紧固联锁柜内T 端子接线;测量联锁柜内共模滤波器的输入和输出电压(正常为12V-14.5V);电源板上5V 指示灯是否点亮;CPU 板上清CPS更换热备板;更换通信板;更换CPU 板;更换电源板。

4.2 当输出板有输出时，MICROLOK 宕机(VCOR 继电器可以励磁但不能保持，电源板12V 指示灯可以点亮但不能保持)原因分析：输出回路-12V 接线接触不良;联锁机柜内给输出板的+12V 接线接触不良;输出板故障;输出继电器PN-150B 故障。处理步骤：依据组合柜配线电路图，检查PN-150B 继电器1C/2C 线圈处-12V 电压;依据联锁柜内配线图，检查联锁柜内给输出板的+12V电压;更换输出板;更换输出继电器PN-150B。

4.3 主备机单机都可以正常启动，但是不能同步工作原因分析：主备机热备板后相互连接的网线故障或者接触不良;系统配置不正确或者配置完未保存激活。处理步骤：检查主备机热备板后连接网线是否故障或者接触不良;利用开发工具检查系统配置是否正常或者重新配置并保存激活。

5 结束语

浙大网新公司引进美国USSI 公司的联锁技术，为地铁信号轨旁联锁功能而设计的MICROLOK 型微机联锁系统，由沈阳铁路信号有限责任公司进行国产化，已应用于沈阳地铁、成都地铁、杭州地铁和大连地铁等多条地铁线路的信号控制系统。随着城市轨道交通的快速发展，联锁系统也必将随着通信、网络、计算机技术的进步而继续发展。