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PLC计算机联锁控制在金钼集团铁路信号中的应用研究

作　者: 董鹏飞
导　师: 马光思；刘满洲
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 计算机技术
关键词: 计算机联锁系统 “三取二”冗余 PLC控制设备 SIMATIC工业软件
分类号: U284.362
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


论文简介了计算机联锁控制系统的发展和应用现状,结合参与金钼集团露天矿电机车车间承担的铁路信号系统计算机联锁控制科技改造任务,介绍了论文作者在课题研究中所做的工作和论文组织结构。针对金钼集团露天矿电机车车间,对葵花园车站、百花岭车站一站两场计算机联锁的改造升级项目,根据实现大密度行车安全、维护简单直观目标,同时保证设备的先进性,调度可实时监控等设计原则,论文讨论了系统设计方案、关键技术、“三取二”方式的系统组成和工作原理。根据通用性、可靠性和先进性原则,论文讨论了系统硬件组成,列出了联锁设备规格参数。依据系统必须遵循“故障导向安全”的原则,介绍了接口柜和接口柜内部器件布置;重点讨论了各部分通道的设计原则和解决方案。综述了PLC的现状、发展历程、PLC的构成、西门子S7系列PLC的主要种类、工业通信网络、人机界面(HMI)硬件、西门子S7三类工业软件。讨论了STEP 7组态硬件及模块/接口属性分配。分析了保存、导入和导出组态及下载和上传组态,给出了金钼集团计算机联锁PLC下位机组态。从数据编码及传输、数据装填及其结构两方面分析了所有参与联锁运算的数据。论文讨论了软件系统需要实现的5个方面的功能;研究了软件的总体结构;介绍了联锁控制程序的基本模块及其任务调度方式;分析了操作命令执行模块流程和子模块流程等项目实施的关键部分。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
1 计算机联锁系统概述  9-14
  1.1 计算机联锁系统  9-11
  1.2 计算机联锁的发展  11-12
  1.3 实际项目背景介绍  12
  1.4 作者在课题研究所做的工作  12
  1.5 论文组织结构  12-13
  1.6 小结  13-14
2 计算机联锁控制系统  14-23
  2.1 系统设计目标与设计原则  14
  2.2 系统设计方案  14-16
  2.3 系统关键技术  16-17
  2.4 系统基本组成  17-22
  2.5 本章小结  22-23
3 计算机联锁硬件系统  23-39
  3.1 硬件设备设计依据  23
  3.2 硬件设计方案及规格参数  23-38
    3.2.1 系统硬件组成  23-24
    3.2.2 联锁设备规格参数  24-31
    3.2.3 接口与通道  31-38
  3.3 小结  38-39
4 PLC 在计算机联锁中的使用  39-59
  4.1 PLC 可编程控制器  39-43
    4.1.1 PLC 的发展历程  39-40
    4.1.2 PLC 的构成  40-42
    4.1.3 西门子S7 系列PLC 的主要种类  42-43
  4.2 工业通讯网络  43
  4.3 人机界面（HMI）硬件  43-45
  4.4 SIMATIC S7 工业软件  45-46
  4.5 STEP 7 组态硬件  46-52
    4.5.1 基本原理  46-50
    4.5.2 组态中央机架  50-52
  4.6 模块/接口属性分配  52-53
    4.6.1 分配地址  52
    4.6.2 分配I/O 地址  52
    4.6.3 为I/O 地址分配符号  52-53
    4.6.4 在配置硬件时监视输入和修改输出  53
  4.7 使用扩展机架来扩展中央机架  53-54
  4.8 保存、导入和导出组态  54-55
    4.8.1 保存组态，并检查一致性  54
    4.8.2 导出文件  54
    4.8.3 导入到一个已存在的站中  54-55
  4.9 下载和上传  55-58
    4.9.1 下载组态到可编程控制器  55-56
    4.9.2 上传网络组态  56
    4.9.3 金钼集团计算机联锁PLC 下位机组态  56-58
  4.10 小结  58-59
5 计算机联锁软件分析与设计  59-82
  5.1 联锁数据与数据结构  59-63
    5.1.1 联锁数据  59-60
    5.1.2 静态数据及其结构  60-61
    5.1.3 动态数据及其结构  61-63
  5.2 软件系统功能划分  63-64
    5.2.1 人机界面信息处理功能  63
    5.2.2 进路控制功能（基本联锁控制）  63-64
    5.2.3 执行控制功能  64
    5.2.4 自动检测与诊断功能  64
    5.2.5 其他功能  64
  5.3 软件的总体结构  64-66
    5.3.1 按照系统层次结构分类  64-65
    5.3.2 按照冗余结构划分  65
    5.3.3 按照联锁数据的组织形式划分  65-66
  5.4 联锁控制程序及其任务调度方式  66-68
    5.4.1 联锁控制程序的基本模块  66-68
    5.4.2 任务调度方式  68
  5.5 操作命令执行模块  68-72
    5.5.1 取消进路子模块的流程  69-70
    5.5.2 人工解锁子模块的流程  70-71
    5.5.3 进路故障解锁子模块流程  71-72
  5.6 进路搜索程序模块  72
  5.7 进路处理模块  72-81
    5.7.1 选排一致检查及道岔控制命令生成模块  74-76
    5.7.2 进路锁闭模块  76
    5.7.3 信号开放模块  76-78
    5.7.4 信号保持开放模块  78-79
    5.7.5 进路自动解锁模块  79-81
  5.8 小结  81-82
致谢  82-83
参考文献  83

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中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 铁路通信、信号 > 铁路信号 > 联锁（车站信号） > 电气集中联锁 > 电子电气集中联锁
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