铁路远动控制教学实验系统的研究与开发

论文摘要

随着铁路电气化技术的迅速发展和铁路运行速度的不断提高,铁路远动控制得到广泛的使用,同时,计算机技术、工业监控技术、网络及通讯技术等在铁路远动控制中的深入应用,使得电气化铁路供电系统的可靠性和现代化程度随之有了飞跃的发展。铁路远动技术的研究开发,以及推广应用,迫切需要一大批高素质的专业技术人才。培养既有一定远动理论知识,又具备实际操作技能的高素质综合应用型人才,已是我国铁道院校教学一直关注和重视的问题。本课题就是针对这一实际情况来研究开发的铁路远动教学试验系统。本课题结合实际情况,基于PLC 研究开发了一套教学实验用铁路远动系统。该铁路远动系统的调度管理对象是一个实验室变电所,两个模拟变电所的牵引供电设施,以及一个模拟盘。系统由设在调度所内的控制站设备、远动数据传输通道及设在实验室变电所、模拟变电所的被控站设备组成来模拟实际设在沿线各牵引变电所、分区所、开闭所,通过模拟盘来显示各牵引变电所、分区所、开闭所的实际工作状态。该系统是一个集中监控多微机远动网络控制系统,通过采用双机备份技术及系统自动无间歇切换保证了系统地实时性和可靠性;并通过网络通信使调度员工作站与远方控制站、模拟盘显示端之间能够实时通讯,即实时地将调度员工作站的命令(遥控信号)下传到远方控制站,并实时将远方控制站的状态(遥信和遥测信号)上送到调度员工作站并显示,同时将被控对象的状态传送到模拟盘显示端并在模拟盘上显示。该系统能够模拟实际的铁路远动控制系统,并符合铁路远动控制教学实验的要求。通过该试验系统,学生将能够了解铁路远动控制系统的基本原理并掌握其基本的操作。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 远动技术概述
• 1.1.2 铁路远动技术现状及发展趋势
• 1.2 课题研究的目的和内容
• 1.2.1 课题研究的目的意义
• 1.2.2 本论文的主要结构
• 2 系统总体结构设计
• 2.1 系统总体结构设计
• 2.1.1 系统基本要求
• 2.1.2 系统总统方案选择
• 2.1.3 系统总统结构
• 3 硬件系统分析及设计
• 3.1 可编程控制器（PLC）概述
• 3.1.1 可编程控制器定义
• 3.1.2 可编程控制器特点
• 3.1.2 可编程控制器结构及工作原理
• 3.2 硬件设计
• 3.2.1 欧姆龙CQM1H
• 3.2.2 CQM1H 各模块的设计
• 3.3 PLC 现场网络组建
• 4 PLC 网络通信系统
• 4.1 上位机与PLC 之间的通信
• 4.1.1 RS232C 串行通信接口
• 4.1.2 上位机与PLC 之间通信的设计
• 4.2 PLC 之间的通信
• 4.2.1 工厂自动化网络（FA）
• 4.2.2 现场控制总线ControllerLink
• 5 系统功能的分析及实现
• 5.1 系统的主要功能
• 5.1.1 数据采集
• 5.1.2 遥控、遥测、遥信功能
• 5.1.3 遥控功能的实现
• 5.2 系统实时性及可靠性
• 5.2.1 实时性和实时操作系统
• 5.2.2 远动系统可靠性分析
• 5.3 双机冗余备份
• 5.3.1 概述
• 5.3.2 冗余备份
• 5.3.3 系统双机备份的实现
• 6 铁路远动控制教学试验系统的实现
• 6.1 系统状态设置操作
• 6.1.1 系统状态设置界面
• 6.1.2 系统状态设置操作
• 6.2 牵引所操作
• 6.2.1 牵引所操作界面
• 6.2.2 牵引所遥控操作
• 6.3 查询记录操作
• 6.3.1 查询操作记录界面
• 6.4 电流电压操作
• 6.5 系统标定操作
• 6.6 系统当地控制柜操作
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附:作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• 独创性声明
• 学位论文版权授权书