车站信号控制系统中profibus现场总线的应用与设计

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1、It京交通^学专n畹I学位沦支镕沧1绪论11本文研究的背景和意义铁路运输是列车在钢轨线路上运行来完成的．其具有运量大、速度陡、成奉低、安全好和全天候的优点。铁路运营管理自动化⋯已成为铁路现代化的主要方向和主要标志。为了保证列车运行安全(防止硎车冲突，追尾、超速颠覆等事故的发生)，列车必须根据行车命令运行。铁路信号就是指示列乍运行和调乍作业的命令。保证命令正确和保证按命令执行，以保证列车运行和训乍作业安全、提高运输效率的设缶称为铁路信号设备口I。其中车站信号设备主要有：计算#L联锁控制系统、信号机控制系统、道甜控制系统、轨道电路

2、系统以及计算机监测系统等。在铁路车站信号设备中，计算机联锁系统是其重要组成部分，岜以技术手段实现铁路信号、道衍与进路之M的操作顺序和制约关系。H前许多投八使川的乍站信号殴备。p，联锁计算机辟J来处理联锁控制，其与现场的轨蝤rU路系统、馗翁控制系统、信号机控制系统等是通过机械室内的继电器和信号}乜缆与现场信号砹舒交换状态信息和命令。当日口应川的车站信号

3、殳备，只是川计算机取代丁之前电气集中联锁拄制系统中处理联锁命令的继电器，还不是以计算机技术儿垃心的仝电子化系统。其中继电器和信号电缆虽然简单易测，似是j￡在扩展悱，炙活性、防雷击

4、以及工程造价方面已经没有优势。随着运输需求的迅速增加，铁路列车的运行速度与密度都在不断增加，对铁路信号设备的眭能要求也越束越高。对于所保留的用于执行控制命令的继电器}b路进行升级改造是必然的。现有的通信方式中所使用的通信电缆在整个车站的造价中占有很大的部分并且抗干扰能力相对光纤通信技术较差。因此综合运用计算机控制技术、电干技术、网络通信技术等，研究设计新型l乜子化、智能化、模块化以及采用光纤通信技术的全电子车站信号设备成为发展趋势。l2国内外车站信号设备的发展概况国内乍站的车站信号控删系统根掘联锁运算和信号设备的控制rⅡ以分为

5、机械联锁拄制、以安全继电器为主的6502电气集中联锁控制和以联锁计算机加安全继电器执行的组台控制三个发展阶段。在1970年完成了山机械式瞄锁向l乜气集中式联锁的转变，这是自动化改进的藿要一步。随后，随着计算机技术的不断进步，北京空Ⅻ人学专n顺I学位论￡绪论联锁运算逐渐发展到山汁算机束执行这些逻辑运算，但受限于”j时fn子技术的发展情况，采f}]了联锁计算机处理进路命令和继f乜器F乜路执行具体操作的组合系统。这利t系统也逐渐在我国铁路运营叶

6、占槲了卜要的地位，日fjF我吲车站信号摔制系统多采用这种组合方式构成的系统。国外在铁路运

7、营中投入的车站信号控制系统的发腱过程也与我旧隋况类似，即也逐步出饥械式向采用安全继t乜器形式进而向计算机控制系统方式改进发展的。在20世纪90年代，由于国外的电子技术、网络通信技术以及计算机控制技术发展迅速，所以他们很快就从计算机加继电器的组合控制系统向伞电r化的方式进行了改进，比较有代表性的就是瑞典的车站信呼控制系统的敏胜。瑞典的车站信号控制系统的技术一直足比较先进的，其发展过程分为三个阶段：最初取代继电器控制方案的是EBILOCK750系统，这套系统的联锁运算采用计算机，埘道翁和信号机等信号殴备的控制仍采用继电器电路柬完成

8、．并且轨道la路部分仍采用继电器：之后外始部分了采用无接点的}H子元器件来控制道龠和信号机，但使用轨道电路继电器：最新的方案中则实现了控制器件的全Ib予化，媳型产曲代表有EBILOCK950系统．其控制{乜路、轨道继电器均采jn无接点方式们功能块。根据发展趋势和幽内技术的发展，㈧内乍站信号醴备的全}U子化、小型化、模块化的改造辨证必，亍。从目

9、ji『国外全电子化的乍站信号控制系统的运行情况看．其优点足较为明龆的，不但保证了系统的安全，而且提高了控制系统的技术水、F。13本文研究的内容本文通过对车站信号系统和现场总线堪信技术充分

10、的研究．将现场总线通信技术和现有车站信号控制系统的技术相结合，提出了采用通信网络实现乍站信号系统中联锁计算机与现场信号设备之间信息和命令交换的方案，并对通信网络的实现方式进行了研究，确定了采川COMX嵌入式模块实现PROFIBUS—DP现场总线的方案。之后，通过实验对方案进行研究．并提出了智能DP从站的轼砸件实现方法。最后将设汁的智能DP从站与DP主站进行联阿测试。本文主要有阿部分任务，分圳是在川：发板上对通信方案的研究测试和应川于该车站信号控制系统方案的智能DP从站的世¨实现。具体要内容分别足：(1)本文研究内容的背景和意义

11、，以及蚓内外的研究和应用现状。(笫‘章)(2)根据发展趋势，综合技术凶紊提出车站信号控制系统的改进方案和宴现方法。研究PROFlBUS．DP通信协议的原理和特点．提出了PROFIBUS—DP通信协议在车站信号系统中的通信网络采用COMX嵌入式模块的实现方案，通过在歼技板上对C