捣固车自动引导系统的设计与实现

论文摘要

上世纪八十年代以来,随着铁路技术的发展,我国以“技贸合作”方式引进了大量的铁道线路养护大型工程机械设备。捣固系列设备是其中最主要的产品,也是全路需求和装备数量最多的产品。在捣固系列设备中,从早期的D08-32到最近的D09-3X,均配备了AGC（Automatic Guiding Computer）来实现设备的半自动作业。AGC计算机系统是一套自动进行计算、修正和补偿的系统,代替了复杂的人工计算,在曲线作业时发挥着重要的作用。AGC的主要作用是在捣固车作业时,将预先输入并存贮的线路几何数据和修正数据,根据公里标的位置,计算出捣固车作业时当前位置的作业系统参数,并作为系统的给定量输入作业系统。长期以来,AGC供货主要从国外合作方PLASSER公司进口,在国内尚无自主研制开发的AGC系统。本文设计实现的捣固车自动引导系统实现了AGC系统的主要功能,并根据我国铁路的实际情况做了改进。本文根据铁路线路养护规则及用户需求,针对D08/09-32型捣固车,设计并实现了捣固车自动引导系统,主要内容如下：1)详细分析了铁路线路数据特点,研究了《铁路技术管理规程》和《铁路线路设计规范GB50090-2006》,设计并实现了捣固车自动引导系统中的语法检查系统,在工作人员编辑铁路线路数据时,能自动判断输入的数据是否符合语法规则,若不符合立即引发错误数据所在行的字体颜色变为红色,并给出错误原因提示。2)利用计算机图形技术,实现了在编辑铁路线路数据时,铁路线路图形随数据的变化而实时变化,帮助铁路工作人员在录入数据时,能直观的通过图形变化随时判断输入线路的正确性；在机车工作时,铁路线路图形又能够使工作人员直观的观察到捣固车在线路上工作的实际位置,以及在该位置控制捣固车工作的各种机车参数。3)利用计算机控制技术与通信技术,在捣固车与计算机之间连接PLC或数／模转换卡,实现了计算机与捣固车的数据通信。4)利用多线程技术,实现了前台界面显示和后台数据计算、转换、通信的同时完成,使计算机能实时控制捣固车作业。对于大型养护机械的国产化研究,本文只是其中很小的一部分,在以后的工作中,要在不断完善各种机车上的AGC系统的基础上,加深研究机车的硬件控制系统,逐步实现大型养护机械的完全国产化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 论文的主要内容与结构安排
• 1.4 本章小结
• 第二章 系统总体设计
• 2.1 捣固车作业过程分析
• 2.2 系统总体需求分析
• 2.3 系统整体设计
• 2.4 软件开发工具的选择
• 2.4.1 运行平台
• 2.4.2 编程语言
• 2.5 本章小结
• 第三章 系统数据结构分析与设计
• 3.1 系统数据结构的设计
• 3.1.1 铁路数据分析
• 3.1.2 系统数据结构设计
• 3.2 数据的存储格式设计
• 3.3 本章小结
• 第四章 系统界面的设计与实现
• 4.1 编辑系统需求分析
• 4.2 主要铁路术语简介
• 4.3 编辑界面设计及实现
• 4.3.1 表格界面设计与实现
• 4.3.2 图形界面设计与实现
• 4.3.3 表格与图形之间数据的通信
• 4.4 语法检查的实现
• 4.4.1 语法检查规则
• 4.4.2 语法检查的实现
• 4.5 系统界面实现效果
• 4.6 本章小结
• 第五章 捣固车与上位计算机通信的实现
• 5.1 捣固车与计算机通信任务分析
• 5.2 通信数据定义与转换及通用接口的设计与实现
• 5.2.1 通信数据定义与转换
• 5.2.2 通信设备通用接口的设计与实现
• 5.3 计算机与PLC通信的设计与实现
• 5.3.1 PLC型号的选择与通信方案的配置
• 5.3.2 计算机与S7-300 PLC通信的相关知识
• 5.3.3 计算机与S7-300 PLC通信的实现
• 5.4 计算机与数/模转换卡通信的实现
• 5.4.1 数/模转换卡的选择及相关原理
• 5.4.2 计算机与数/模转换卡通信的实现
• 5.5 本章小结
• 第六章 系统实时性分析与设计
• 6.1 捣固车工作过程分析
• 6.2 解决实时问题需要的原理
• 6.3 实时多任务管理的实现
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 已完成工作总结
• 7.2 未完成的工作
• 7.3 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文