文档介绍：北京交通大学
硕士学位论文
二取二乘二计算机联锁系统的设计与实现
姓名:孙蕾
申请学位级别:硕士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:徐洪泽
20050301
摘要计算机联锁系统是采取技术手段实现以进路控制为主要内容的联锁功能的系统。一方面,随着铁路运输发展的需要和电子信息技术的进步,联锁系统的功能、体系结构、技术应用和操作方式等方面都在不断的完善;另一方面,随着集成电子技术的迅速发展,各种/位甚至位微处理器的相继投入使用,多种不同特点的嵌入式实时操作系统也相继推出,嵌入式系统已经越来越多的应用于控制领域,提高了控制系统的性能和处理速度,降低了系统体积和成本。综合以上两方面,本论文研究并初步设计了一套二取二乘二冗余结构的计算机联锁系统,并采用位微控制器作为核心度雟实时操作系统,从体系结构和技术应用两方面对计算机联锁系统进行了改进。本论文主要研究了以下内容:运ɑ缺浮⑷《投《硕秩哂嘈问降募扑慊K低和安全性指标,得出结论,指出二取二乘二结构的计算机联锁系统在可靠岢隽硕《硕扑慊K南低成杓品桨福韵低衬谕ㄐ诺姆式和两系切换逻辑进行了分析和设计。瓿闪硕《硕扑慊K低秤布难芯亢蜕杓疲饕0ㄉ位机的实现、下位机的实现、通信方式的实现、琌通道的实现、两系切换逻辑的实现,重点设计和改进了联锁《缏泛褪淙胧涑鐾ǖ赖亩取二电路。分析了二取二乘二计算机联锁系统的软件系统结构,并划分为点对下位机通信软件的实现进行了研究与设计。最后,对全文进行了总结,并对计算机联锁技术的发展作了展望。【关键词】进行了结构分析,并通过~抡娣治隽苏馊纸峁沟南低车目煽啃性和安全性方面具有一定优势。不同的功能模块。对律璞盖绦虻纳杓平辛讼晗该枋觯计算机联锁系统,二取二乘二,嵌入式,可靠性,安全性摘要
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篶産,..;;籹摘要.
第滦髀选题的背景、目的和意义计算机联锁技术在我国的发展起步较晚,应用还是很少,目前,我国随着电子信息技术的高速发展,计算机技术与控制技术的结合,为铁路运输装备的现代化提供了良好的条件和机遇⋯。以计算机为控制核心的计算机联锁技术日趋成熟,它以体积小、控制灵活、信息丰富、便于储存的优点和多机冗余、自动纠错、抗干扰设计等新型技术而越来越赢得人们的青睐,正在逐步取代继电集中联锁系统成为铁路运输和城市轨道交通中的有多个车站,主要采用的信号控制系统是继电集中联锁系统,而采用计算机联锁系统的比例还不到%。继电集中联锁系统虽然在保障铁路行车安全、提高运行效率等方面起到了良好的作用,但是继电集中联锁系统人机对话功能贫乏,功能扩展能力较差,不便于和现代化的信息处理系统相连接,另外,继电集中占用空间大、维修量大,特别是继电集中联锁系统采用电缆线传输疧控制信号,不但限制了信号传输的速度,而且随着测控对象的增多,电缆消耗量也急剧增加,使得整个系统的信号线过多过乱,不利于使用和检修。经济方面,大规模集成电路价格目趋下降而专用继电器价格相对稳定,使得大站的计算机联锁系统的成本低于继电集中联锁系现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多字节点数字通信的系统,也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。其技术特点如下:系统的开放性;タ刹僮餍杂牖ビ眯裕现场设备的的智能化与功能自治性;低辰峁沟母叨确稚⑿裕对现场环境的适应性。由于现场总线的以上特点,特别是现场总线系统结构的简化,使控制系统从设计、安装、投运到正常生产运行及其检修维护,都体现出优越性【。在计算机联锁控制系统中,也逐渐采用了现场总线技术。随着集成电路的发展,位处理器的价格不断下降,’用户己可以大量首选方案。统琛使用。位处理器更是受到青睐,领先的是度胧轿⒋砥飨北京交通大学顿』:学位论文
,其内核耗电少、成本低、功能强,特有,位双指令,已经成为移动通信、手持计算、多媒体数字消费和嵌入式解决市场的标准A硪方面,近十年来,嵌入式实时操作系统也得到飞速的发展,从支持晃处理器到位、位甚至位,从支持单一品种的微处理器芯片到支持多品种微处理器芯片,从只有实时内核到除了内核外,还提供其他功能模块,如高速文件系统、疘缦低场系统等【俊计算机联锁控制系统设计方案,与目前的计算机联锁系统相比,此系统具有更高的可靠性和安全性。该课题的研究将推动计算机联锁技术的向前发展,将促进计算联锁技术和嵌入式开发技术在铁路系统上的应用,进一步提高铁路运输的安全度和运行效率,降低系统成本。本课题研究的内容旨在开发一种具有更高的安全性、可靠性的计算机联锁系统,采用嵌入式操作系统和二取二乘二的冗余形式,实现无论是单机故障,还是