铁路救援起重机电气控制系统的设计

论文摘要

随着我国货品交易量大幅度的增加,使得铁路设备长期处于超负荷运行状态,这样铁路运输时的事故就会不断地发生。再加上传统的铁路救援起重机的液压机械控制存在着许多不足之处:如操作速度慢,长时间工作时各个部件产生机械损耗以及可维修性能差等缺陷,给铁路救援带来了不小的难度,因此,有必要对其采用更先进的控制系统。在研究、借鉴国内外现有的铁路救援起重机控制装置的基础上,本论文采用具有良好通用性的CAN总线与控制模块进行通信,运用CoDeSys软件对控制模块EPEC2023和控制模块EPEC2024进行编程,这样可以实时的对系统进行监控,方便了在线调试的过程,使它能够完成一般工况下的工作任务。在致力于完善系统功能、提高系统先进性与可靠性的同时,通过该程序调整铁路救援起重机四条支腿的平衡,根据实际作业情况的不同,有多种支腿工况供选择。并且可以对配重铁的伸缩进行调整,以达到在适合的工况下进行作业。以及对按键进行优化处理,这样方便了操作人员操作的过程。还在每个机械部件上都安装有行程开关,实现对这些部件的硬件限位保护。系统的各个传感器对各节点采集到的测量数据进行计算、判断处理后,将运算结果送往驾驶室的显示器上显示,操纵人员通过显示器上呈现出来的各种数据来实时的做出相应的操作本设计利用CoDeSys软件向EPEC控制器里面写入程序,来实现对铁路救援起重机的电气控制。本系统不仅操作简单,而且还具有检测、控制、报警功能,这样极大地提高了铁路救援起重机在作业时的安全性能,使得系统能够在恶劣的环境下长期、稳定、无故障的工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文选题背景
• 1.2 研究任务来源
• 1.3 我国铁路起重机的发展与现状
• 1.3.1 我国铁路救援起重机的发展
• 1.3.2 我国铁路救援起重机的技术革新方向
• 1.4 铁路救援起重机运行机构简介
• 1.5 铁路救援起重机电气控制的应用软件介绍
• 1.5.1 CAN 总线及其CANopen 通信协议
• 1.5.2 CoDeSys 工控软件介绍
• 1.6 论文的主要研究方法及其研究任务
• 1.6.1 具体的研究方法
• 1.6.2 主要研究的任务
• 本章小结
• 第二章 铁路救援起重机运行机构
• 2.1 液压铁路起重机运行机构概述
• 2.2 改造前铁路救援起重机液压传动系统工作原理
• 2.2.1 供回油油路
• 2.2.2 起升油路
• 2.2.3 变幅油路
• 2.2.4 回转油路
• 2.2.5 吊臂伸缩油路
• 2.2.6 自力走行油路
• 2.2.7 伸支腿、均载油缸油路
• 2.2.8 重铁伸缩油路
• 2.3 改造后铁路救援起重机电气控制系统可行性分析
• 本章小结
• 第三章 基于CAN 总线的数据通信
• 3.1 现场总线概述
• 3.2 CAN 总线概述及其应用特性
• 3.2.1 CAN 总线的层次结构
• 3.2.2 CAN 的工作特性
• 3.2.3 CAN 总线技术的通信协议
• 3.3 基于硬件支持的CANOPEN 通信协议
• 3.4 CAN 总线应用于铁路救援起重机电气控制系统的可行性分析
• 3.4.1 国内对铁路救援起重机自动控制的研究现状
• 3.4.2 CAN 总线与上位机通讯的可行性分析
• 3.4.3 PC 机的常用通讯方式
• 3.4.4 CAN 总线与PC 机通讯的实现
• 本章小结
• 第四章 系统硬件的实现及其通讯策略
• 4.1 系统控制元件介绍
• 4.1.1 系统功能模块
• 4.1.2 EPEC 控制器功能的实现
• 4.2 系统实现的可行性分析
• 4.3 系统硬件的实现
• 本章小结
• 第五章 系统的软件设计
• 5.1 CODESYS 工控软件介绍
• 5.2 资源管理器
• 5.3 铁路救援起重机电气控制系统的软件控制实现
• 5.3.1 主要功能的初始化
• 5.3.2 力限器角度传感器的设置
• 5.3.3 数据的处理过程
• 5.3.4 主程序
• 5.3.5 原始参数的设置
• 5.3.6 资源管理器中分配变量的物理地址
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢