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铁道科学研究院 硕士学位论文计算机联锁全电子执行单元的监测和模拟仿真测试系统 姓名:于潇 申请学位级别:硕士 专业:交通信息工程及控制 指导教师:卢佩玲 20070501 铁道科学研究院硕士学位论文 摘要1.选题背景 90年代以后,电子技术得到了迅猛的发展,特别是计算机技术、信息技术和大功率电子器件的发展,利用电力电子器件来替代继电器己经成为联锁系统发展的新趋势。
电子器件在安全性、可靠性、可维护性和寿命等方面都大大强于继电器。
6502电器集中系统已经日渐显露出它的缺陷,主要表现在以下几个方面:系统功能不够完善,特别是人机对话功能差。
且不易增加或扩展功能:控制方式不够灵活,当逻辑关系复杂时,用继电电路表达很困难,因而降低了系统的安全性;由于采用大量的继电器,系统占用空间大,维修工作量大;不便与现代信息系统相连接,从技术发展上看,己难以适应日益增长的运输要求。
因此,继电器执行电路的升级换代是必然的趋势,而具体措施就是综合运用计算机硬软件技术,网络通信技术、电力电子控制技术等多种最新技术,研究设计具有智能化和控制监督监测一体化的全电子模块执行机,并与最新容错联锁机一起共同构成全电子化计算机联锁系统。
这对实现铁路的跨越式发展是具有重大意义的.2.系统总体设计 监测系统和智能模拟仿真系统都属于计算机联锁全电子执行单元系统的一部分,系统的硬件主要由联锁机、执行单元、监控机和维修机四部分组成。
2.1联锁机 联锁机采用热各方式,由A、B两套高可靠的工业控制计算机系统组 铁道科学研究院硕士学位论文成。
单套联锁机采用具有长期稳定供货保证的嵌入式商可靠、低功耗的工业级CPU组件。
2.2执行单元 执行单元包括道岔单元、轨道单元、信号单元、零散单元和开关量输入输出单元等。
各单元均采用二取二结构,由两套独立的CPl3分别运算处理,当两个输出结果一致时才执行。
2.3监控机 监控机是联锁系统的人机界面层。
它包括Pc系列的工业控制机及与其相连的屏幕显示器、鼠标等设备。
根据用户的要求,可配置单元拼装式控制台、数字化仪。
2.4维修机 维修机采用工控机构成。
其基本配置为:计算机主板、网络板、硬盘、键盘和CRT等。
维修桃韵以太】网卡通过集线器与A、B监控机的以太两卡组成以太网,维修机可同时与A、B监控机进行通信。
收集A、B监控机的数据。
通过A、B监控机的工作或备用标记,维修机能区分工作或备用机数据。
3.系统监测功能的实现 微机监测系统作为铁路行车安全监溅设备.是铁路信号技术向高安全,高可靠和网络化、数字化、智能化方向发展的标志之一.它能实时、动态、准确、量化地对铁路设备进行在线监测,反映设备的运用质量、结合部设备状态,并对状态信息进行储存、重放、查询、报警,对于防止违章作业,分析判断故障,尤其对分析发现潜伏性故障、瞬间故障和间歇性故障,提供重要的手段和依据,对确保运输安全发挥着重要的作用。
新的监测系统的设计思想就是在保证高安全性的前提下,节省系统开销不干扰全电子执行单元运行,还特别重视人性化的设计。
让电务人员能 2 铁道科学研究院硕士学位论文够方便操作。
调查中显示行车故障统计中由于人为因素引起的事故的比率很高,在电子设备技术越来越成熟越来越稳定的今天,如何降低人为因素造成的失误已经成为保证安全的一项重要工作。
因此让监测系统“好用”也是整个系统能够高效运行的重要保障。
3.1监测模块的总体设计 监测模块的主体由监测DSP和维修机构成。
前者对数据进行采集、运算、分析和传输;后者对数据进行分析、保存和显示。
为提高整个系统的安全性,系统没有使用主控CPU的AD对道岔电流和轨道电压进行采集。
因为这样会占用主控CPU的资源和时间,造成不安全隐患也降低了系统的反应速度。
在设计中道岔和轨道模块中使用了专用于监测的TMS3202407DSP芯片,又D