DS6-K5B型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖現(xiàn)場布線工藝設(shè)計(jì)

于騰龍，任 裕

（沈陽鐵路信號有限責(zé)任公司，沈陽 110025）

1 概述

DS6-K5B型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖是北京全路通信信號研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司（簡稱通號院）與日本京三制作所聯(lián)合開發(fā)的1套用于車站信號聯(lián)鎖控制的系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)各計(jì)算機(jī)之間的通信通過光纜連接，傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力和防雷性能強(qiáng)，保證系統(tǒng)具有高的運(yùn)行穩(wěn)定性，因而被廣泛應(yīng)用于各大客運(yùn)專線。該聯(lián)鎖系統(tǒng)現(xiàn)場布線分為3部分：系統(tǒng)電源線、信號線和通信線。

該聯(lián)鎖在應(yīng)用于普速鐵路時(shí)，由于當(dāng)時(shí)的現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)所限，忽略了設(shè)備布線在設(shè)備的整個(gè)生命周期中的意義，只是按照正確的連接方式進(jìn)行連接安裝，簡單的保證了設(shè)備在開通后的正常運(yùn)行。隨著施工經(jīng)驗(yàn)的累積，調(diào)試的故障處理，才逐步建立起初步的布線要求。但此時(shí)依然沒有形成系統(tǒng)的、標(biāo)準(zhǔn)的布線規(guī)范。在高速鐵路飛速發(fā)展的近幾年中，為適應(yīng)高速鐵路高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的基本要求，保障高速鐵路的高質(zhì)量發(fā)展，信號設(shè)備的現(xiàn)場施工必須遵循標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一要求，以保障設(shè)備可靠的運(yùn)行，以及具備運(yùn)營后的可維護(hù)性。

因此，筆者根據(jù)多年現(xiàn)場施工的布線經(jīng)驗(yàn)，以及對售后服務(wù)問題的歸納總結(jié)，結(jié)合布線工藝標(biāo)準(zhǔn)，針對此聯(lián)鎖系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備的布局結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以可靠性為目標(biāo)，以可維護(hù)性為基本原則，定義該聯(lián)鎖系統(tǒng)在現(xiàn)場安裝調(diào)試過程中的布線工藝規(guī)范，并分析確定在實(shí)施操作時(shí)的關(guān)鍵控制點(diǎn)，以把控施工的監(jiān)督檢查[1]。

2 布線思路

DS6-K5B型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖現(xiàn)場布線思路：

強(qiáng)電與弱電、信號線應(yīng)分開捆扎；

光纖具有相對獨(dú)立的布線路徑；

驅(qū)采電纜應(yīng)根據(jù)站場規(guī)模，定義不同的排布方式進(jìn)行捆扎。

3 布線設(shè)計(jì)

1） 強(qiáng)電與弱電、信號線應(yīng)分開捆扎

本系統(tǒng)要求信號電源屏經(jīng)隔離變壓器單獨(dú)提供一路單相交流220 V電源。從電源屏來的220V電源送到電源柜，經(jīng)過UPS后向計(jì)算機(jī)設(shè)備供電?？仫@機(jī)、監(jiān)測機(jī)、機(jī)柜風(fēng)扇及控制臺顯示器等設(shè)備使用UPS輸出的220 V電源。邏輯部和ET-PIO采用兩路直流24 V電源供電。第一路稱為邏輯24 V電源（L24），供邏輯部機(jī)籠工作。第二路稱為接口24 V電源（I24），供輸出接口驅(qū)動繼電器和輸入接口采集繼電器狀態(tài)使用。為了使兩路電源能有獨(dú)立的路徑，在機(jī)柜側(cè)門前后兩個(gè)位置開口。在現(xiàn)場安裝過程中，兩束電源均通過前后兩個(gè)開口向聯(lián)鎖柜和監(jiān)控柜傳送。220 V電源走后開口，24 V電源走前開口，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電的分離，如圖1所示?？刂婆_的視頻、語音、鼠標(biāo)和220 V電源線，從監(jiān)控柜后側(cè)開始分開，左側(cè)引出220 V電源線，右側(cè)引出視頻、語音、鼠標(biāo)等信號線。保證設(shè)備所受干擾最小[2]，可靠穩(wěn)定工作，如圖2所示。

圖1 強(qiáng)、弱電布線路徑Fig.1 Wiring paths of strong and weak current

圖2 強(qiáng)電、信號線布線路徑Fig.2 Wiring paths of strong current and of signal wires

2）光纖具有相對獨(dú)立的布線路徑

此處的布線設(shè)計(jì)是本系統(tǒng)整套布線工藝的難點(diǎn)與重點(diǎn)。之所以強(qiáng)調(diào)光纖要具有相對獨(dú)立的布線路徑，是因?yàn)樵撓到y(tǒng)的光纖比較多，且集中在光分路器處連接。如果具有獨(dú)立的路徑，光纖走向清晰，便于查找，如需更換時(shí)只動1根而不影響其他光纖。目前光分路器的布局是按照超大站放置8個(gè)的數(shù)量進(jìn)行排布，如圖3所示。

圖3 光分路器原布局Fig.3 Original layout of optic fiber splitter

而在實(shí)際應(yīng)用中，4個(gè)光分路器已可以承擔(dān)整套系統(tǒng)通信的功能?，F(xiàn)有布局將光分路器放置在托盤中央。現(xiàn)場施工在連接光纖時(shí)，需要將整個(gè)托盤取出，才能更方便快捷的連接到光分路器上。否則在機(jī)柜上接入光纖，視野受限，操作空間不便，而且開通后也不便查找故障和維修更換。其次光纖連接完成后，沒有固定光纖的路徑，在開通后處理此處故障時(shí)，光纖容易受到擾動，操作難度稍大。

因此，如果要實(shí)現(xiàn)光纖布線的相對獨(dú)立，首先需要改變光分路器布局的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如圖4所示，將光分路器排布在托盤的后側(cè)，固定光分路器的托架朝外，這樣如果更換光分路器，在機(jī)柜后側(cè)即可擰掉螺絲進(jìn)行更換。托盤上開出8排長圓孔，用作光分路器里側(cè)每一路光纖的布線路徑。緊靠托盤的橫梁開出4排長圓孔，成為接到光分路器外側(cè)的8根光纖的布線路徑。

圖4 光分路器新布局Fig.4 New layout of optic fiber splitter

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更改后，開始進(jìn)行光纖布線工藝要求確定的試驗(yàn)。按照系統(tǒng)連接的規(guī)定和相對獨(dú)立的布線路徑目標(biāo)，在托盤上進(jìn)行連接。系統(tǒng)所用光纖型號為GJFJBV雙芯扁平光纖，外覆一層芳綸作為受力加強(qiáng)單元，每根擠制一層聚氯乙烯（PVC）內(nèi)護(hù)套，最外擠制一層扁平聚氯乙烯（PVC）總護(hù)套。外覆芳綸使光纖有優(yōu)異的抗拉性能，但是光纖整體的彈性也會很大。因此需要在合適的點(diǎn)固定光纖，以免造成光纖自身的彈性使其在接頭處產(chǎn)生拉力，同時(shí)要確定好光纖排布時(shí)與光分路器的距離，以使光纖的彎曲半徑最大化。光分路器里側(cè)的光纖接入方式如圖5所示，根據(jù)此布線方式，定義工藝要求如下：

圖5 里側(cè)光纖接入方式Fig.5 Method of fiber access inside the splitter

最上部光纖應(yīng)在第6排長圓孔固定，剩余光纖依次向內(nèi)順序排列；

扎帶應(yīng)自橫梁上方外側(cè)穿入，保證扎帶扣朝上，統(tǒng)一貼向托盤，并保持在同側(cè)；

扎帶應(yīng)固定在每根光纖護(hù)套處，不得固定在無護(hù)套的光纖上；

外層護(hù)套不可產(chǎn)生形變，扎帶不應(yīng)發(fā)生移動；

扎帶剪切后，扎帶末端不大于1倍扎線帶厚度，與扎扣的表面基本齊平[3]；

調(diào)整光纖路徑及彎曲半徑，保證每根光纖間距一致、轉(zhuǎn)彎處均勻圓滑，彎角半徑最大化[4]，不得產(chǎn)生圓直角，使光纖產(chǎn)生應(yīng)力；

在每根光纖接頭護(hù)套內(nèi)1～3 cm處，每個(gè)彎角切線處固定扎帶。

光分路器外側(cè)，需要接8根光纖，按照從左至右的順序，在橫梁上將2根光纖一組捆扎固定，如圖6所示。此處工藝要求如下：扎帶應(yīng)自橫梁上方穿入，保證扎帶扣朝上；

圖6 外側(cè)光纖接入方式Fig.6 Method of fiber access outside the splitter

根據(jù)每對光纖的具體情況確定扎帶間距，固定后每對光纖應(yīng)保持原形不變；

扎帶應(yīng)固定在每根光纖護(hù)套處，不得固定在無護(hù)套的光纖上；

外層護(hù)套不可產(chǎn)生形變，扎帶不應(yīng)發(fā)生移動；

光纖向上接入光分路器的轉(zhuǎn)彎處應(yīng)呈自然圓弧，扎帶位置應(yīng)距外層護(hù)套1.5寸處捆扎固定；

扎帶剪切后，扎線帶末端不大于1倍扎線帶厚度，與扎扣的表面基本齊平。

3）驅(qū)采電纜應(yīng)根據(jù)站場規(guī)模，定義不同的排布方式進(jìn)行捆扎

由于驅(qū)采電纜需要剝掉一段外皮，將中部的屏蔽層用絕緣支架固定在機(jī)柜橫梁上，以保證電纜的屏蔽層和機(jī)柜相連，可靠接地。加上絕緣支架后的驅(qū)采電纜如果沒有正確的捆扎方法，外觀容易顯得松散混亂。因此，驅(qū)采電纜布線設(shè)計(jì)要以外觀整齊一致為目的，不同數(shù)量的電纜都要確定具體的排布方法，扎成一個(gè)線束，如圖7所示。

圖7 驅(qū)采電纜布線方式Fig.7 Wiring method of drive acquisition cables

這時(shí)還要注意一個(gè)問題，后期維護(hù)如果需要插拔電纜，要將電纜留有一定余量以方便插拔操作。因此電纜在確定剝除外皮的位置時(shí)，要將保證電纜插頭與機(jī)籠的可靠連接做為首要原則[5]，同時(shí)留有一定余量。經(jīng)過現(xiàn)場連接后的插拔試驗(yàn)，連接后的電纜向上傾斜與插頭所在平面呈15～20°角，此時(shí)電纜與橫梁交叉的位置就是剝除外皮的位置。按此位置安裝固定絕緣支架后，所留電纜余量可以方便其插拔。

備用電纜的處理，目前聯(lián)鎖的備用電纜要求每個(gè)機(jī)柜驅(qū)采各備用一根電纜。備用電纜所留余量應(yīng)保證能應(yīng)用到所有的插頭，這樣在某一根電纜出現(xiàn)

問題后，啟用備用電纜時(shí)，能夠順利的接入。此處工藝要求如下：

驅(qū)采電纜根據(jù)數(shù)量捆扎成一束，不宜平鋪在橫梁上固定；

為了不妨礙電纜插拔，及插頭處產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)使插頭電纜在出線后向上傾斜約15～20°角，以留出一部分電纜余量[6]，確定電纜剝皮位置；

備用電纜在機(jī)柜最左側(cè)向上穿入，使備用電纜可以任意連接每一個(gè)驅(qū)動或采集插座，臨時(shí)綁扎固定在聯(lián)鎖柜橫梁上；

扎帶按圖示位置扎好，以免電纜松散，扎帶扣統(tǒng)一轉(zhuǎn)向線束內(nèi)側(cè)隱藏；

扎帶剪切后，扎線帶末端不大于1倍扎線帶厚度，與扎扣的表面基本齊平。

4 結(jié)論

以上3部分的布線工藝設(shè)計(jì)完成后，經(jīng)過10余個(gè)車站的現(xiàn)場實(shí)踐，縮短了現(xiàn)場安裝時(shí)間。并且設(shè)備布線整體既美觀整齊，又便于更換維護(hù)[7]。

高速鐵路技術(shù)新、標(biāo)準(zhǔn)高、系統(tǒng)復(fù)雜，因此保證工程質(zhì)量是建好高速鐵路最基本的要求。在高速鐵路的現(xiàn)場施工過程中，信號設(shè)備的安裝調(diào)試是保證設(shè)備平穩(wěn)開通運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。高速鐵路信號工程應(yīng)加強(qiáng)關(guān)鍵工序控制，固化工法，統(tǒng)一工藝標(biāo)準(zhǔn)。因此，信號設(shè)備現(xiàn)場布線工藝標(biāo)準(zhǔn)化，將使高速鐵路的安全性和可靠性又得到一層保障，對促進(jìn)高速鐵路的高質(zhì)量發(fā)展也有一定的積極作用。

在該聯(lián)鎖的布線工藝設(shè)計(jì)中，依托的雖然是工藝標(biāo)準(zhǔn)，但標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的是線束捆扎的基本要求和布線原則，落實(shí)到具體的產(chǎn)品上，要如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)產(chǎn)品的布線路徑與捆扎方法，需要的是將工藝標(biāo)準(zhǔn)的靈活應(yīng)用[8]。這就需要在確保產(chǎn)品性能不受影響的前提下，結(jié)合實(shí)際操作條件，設(shè)計(jì)合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使之適應(yīng)現(xiàn)場施工布線要求。該聯(lián)鎖現(xiàn)場施工布線工藝標(biāo)準(zhǔn)的確立，為更好的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場施工的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)創(chuàng)立了思路。其他各類產(chǎn)品的現(xiàn)場布線工藝標(biāo)準(zhǔn)，均可以按此思路進(jìn)行設(shè)計(jì)定義。