学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

联锁道岔电子控制模块的研制

作　者: 王家刚
导　师: 卓晴；齐建亚
学　校: 清华大学
专　业: 控制工程
关键词: 道岔控制模块继电器故障安全
分类号: TP29-AC
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 69次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

目前,在我国铁道信号控制领域中,车站微机联锁、驼峰计算机自动控制等发展迅猛,已在上千个车站推广使用。但是,在这些控制系统中,对于信号基础设备的控制,因受到技术、器材和安全等特殊要求的限制,至今仍沿用传统的继电式控制电路。科学技术的发展,为微电子技术进入铁道信号基础设备的控制领域提供了必要的技术基础。因此,针对铁道信号领域中最薄弱而又关键的基础设备的控制,采用全电子化控制模块是必然趋势。联锁道岔电子控制模块代替传统的继电器执行电路和接口电路,实现对联锁道岔转辙机的直接控制。它具有可靠性高、体积小、功能强大、便于组网、易于维护,外线短路自动保护、有封连线自动报警等功能,并能够对外部设备和自身设备进行实时监测,有故障时及时报警;可以为铁路自动化、信息化提供基础信息,便于实现远程管理和远程诊断。电子道岔控制模块监督测试报警功能齐全,故障分类清晰明确,故障处理达到板极,并基本达到无维修少维护,真正实现信号设备的状态维修。本论文的主要工作包括:1.制定了道岔控制模块的技术条件,分析了其中关键技术和实现难点。2.对道岔控制模块的硬件电路,包括动态驱动电路、道岔表示采集电路、双机热备电路、监测电路等提出设计思路,满足故障—安全原则。3.实现了模块软件的编制,采用了集“控制、监视、监测”为一体的设计思想,对室外设备及模块本身进行实时监测,发现故障及时导向安全。针对铁路信号系统的“封连线”难题提出了很好的解决方案。4.系统通信方式的设置及通信安全实现,通过CAN总线与联锁主机实时交换信息,保障信息交换的正确性。电子道岔控制模块的成功应用将为我国铁路车站控制系统提供一套新型装备,它替代传统的继电式信号控制,为实现铁道信号基础设备的更新换代打下基础,将对我国铁路信号设备的维修、维护产生深远的影响。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-10
第1章综述  10-18
  1.1 铁路信号概述  10-11
  1.2 道岔控制概述  11-12
    1.2.1 道岔转辙机  11
    1.2.2 道岔转辙机的控制  11-12
  1.3 道岔控制实现的国内外现状分析  12-14
    1.3.1 道岔控制模块与传统联锁执行层的比较  12-13
    1.3.2 国内外道岔控制的发展现状  13
    1.3.3 与现有电子控制模块的对比  13-14
  1.4 实现道岔全电子控制的意义  14-15
  1.5 本课题提出的背景  15-18
第2章联锁道岔模块的功能要求和设计分析  18-32
  2.1 研发背景  18
  2.2 研制方案  18-20
    2.2.1 控制模块的功能需求  19
    2.2.2 控制模块的设计需求  19-20
    2.2.3 控制模块的扩展需求  20
    2.2.4 技术重点  20
    2.2.5 功能定位  20
  2.3 道岔模块控制技术条件  20-25
    2.3.1 联锁道岔控制模块运营技术要求  20-21
    2.3.2 联锁道岔控制模块运营安全措施  21-24
    2.3.3 联锁道岔控制模块工程设计  24-25
    2.3.4 环境要求及物理特性  25
  2.4 联锁道岔模块控制实现的关键技术  25-28
    2.4.1 关键器件的选择  26-27
    2.4.2 IGBT 驱动模块  27-28
    2.4.3 软件编程  28
  2.5 联锁道岔控制模块的概述及组成  28-32
    2.5.1 模块概述  28
    2.5.2 模块设计示意图  28-29
    2.5.3 模块面板说明图  29-32
第3章系统的软硬件设计及故障安全的实现  32-57
  3.1 硬件设计思路  32-41
    3.1.1 故障—安全原则  32
    3.1.2 动态及脉冲驱动电路  32-34
    3.1.3 动作电路多级控制的设计  34-36
    3.1.4 表示采集电路  36-39
    3.1.5 双机冗余  39-41
  3.2 软件功能实现  41-49
    3.2.1 编程资源及说明  41-42
    3.2.2 单机双套程序  42-44
    3.2.3 道岔动作处理  44
    3.2.4 道岔表示采集处理  44-47
    3.2.5 封接点问题的解决方案  47-48
    3.2.6 道岔转换电流的处理  48-49
  3.3 自身监视及异常处理  49-54
    3.3.1 开出动作口电路的监视  49
    3.3.2 IGBT 开出电路的监视  49-50
    3.3.3 对监测电路的测试  50-54
    3.3.4 电源监测  54
    3.3.5 电流采集模块的监测  54
    3.3.6 转换过程异常处理  54
  3.4 故障报警  54-57
    3.4.1 外故障  54-55
    3.4.2 内故障  55-56
    3.4.3 表示故障  56
    3.4.4 电源故障  56-57
第4章联锁道岔控制模块的通信实现  57-67
  4.1 通信方式的选择  57-59
  4.2 通信设置  59-65
    4.2.1 数据帧格式  60-63
    4.2.2 通讯方式  63
    4.2.3 应用数据帧  63-65
  4.3 通信安全实现  65-67
第5章结论  67-69
  5.1 本文研究的结果及意义  67
  5.2 本论文主要完成的工作  67
  5.3 下一步工作的展望  67-69
参考文献  69-70
致谢  70-71
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  71

联锁道岔电子控制模块的研制

内容摘要

全文目录

相似论文