本文關(guān)鍵詞：基于PLC的有軌電車正線聯(lián)鎖控制邏輯研究與設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,城市化進(jìn)程的明顯加快和城市人口的持續(xù)膨脹,加之汽車工業(yè)的飛速發(fā)展導(dǎo)致城市交通擁堵不堪、環(huán)境形勢日益嚴(yán)峻。大力發(fā)展低能耗、污染小、載客量大的城市軌道交通成為了解決環(huán)境、交通及城市問題的有效手段之一。在這種背景下,現(xiàn)代有軌電車憑借其經(jīng)濟(jì)環(huán)保、運(yùn)量適中和乘坐舒適等特點(diǎn)成為了中小城市客運(yùn)的主要選擇,同時(shí)也成為大城市地鐵輕軌等大運(yùn)量軌道交通的延伸和補(bǔ)充[1]。正線道岔控制系統(tǒng)作為現(xiàn)代有軌電車系統(tǒng)主要的組成部分,是保證電車在正線道岔區(qū)域安全高效運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備。因此,研究探索正線道岔控制技術(shù),對推動現(xiàn)代有軌電車在我國科學(xué)的發(fā)展具有重要意義。正線道岔控制系統(tǒng)的主要功能是通過對正線道岔區(qū)域地面信號設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖控制,來保證列車安全高效的通過道岔區(qū)域。本文結(jié)合現(xiàn)代有軌電車的正線行車需求和運(yùn)營環(huán)境條件以及城市道路交通的制約因素,提出以可編程控制器(PLC)作為道岔控制系統(tǒng)核心控制器,對現(xiàn)代有軌電車正線道岔控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制邏輯進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。本文在分析了有軌電車實(shí)際特點(diǎn)和行車控制需求的基礎(chǔ)上,對軌旁信號設(shè)備進(jìn)行了合理布置,為提高行車安全和運(yùn)營效率做好了準(zhǔn)備;然后設(shè)計(jì)了一種能夠?qū)崿F(xiàn)對道岔自動聯(lián)鎖控制的控制方法。自動聯(lián)鎖控制主要是利用感應(yīng)通信環(huán)線雙向通信和測速定位的功能,在列車接近岔區(qū)時(shí),軌旁控制主機(jī)與車載終端實(shí)現(xiàn)信息交互,對地面信號設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算,完成對道岔的自動精確控制;而且自動聯(lián)鎖控制模式能夠與車載遙控和現(xiàn)地控制模式實(shí)現(xiàn)快速靈活的切換,在有突發(fā)狀況發(fā)生時(shí),能保證行車安全。這種控制方法簡單、安全、能夠減少司機(jī)和控制中心值班員勞動強(qiáng)度;在這種控制方法的基礎(chǔ)上,基于PLC對道岔控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì),重點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種控制邏輯嚴(yán)密、在保證運(yùn)營安全前提下,能有效提高運(yùn)營效率的道岔區(qū)域聯(lián)鎖控制邏輯和信號顯示方法,這種聯(lián)鎖邏輯控制方法引入了進(jìn)路防護(hù)的概念,在進(jìn)路辦理完成、列車順序通過進(jìn)路后不解鎖進(jìn)路,而是重新自動開放允許通過進(jìn)路信號,后續(xù)相同方向列車無需再辦理進(jìn)路,保證了較高的效率。最后本文對聯(lián)鎖控制邏輯進(jìn)行了軟件實(shí)現(xiàn)和功能測試。具體內(nèi)容如下:(1)對選用本課題的目的和意義從多方面進(jìn)行了論述,介紹了現(xiàn)代有軌電車在國內(nèi)外的運(yùn)用情況及有軌電車信號系統(tǒng)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,并對可編程控制器技術(shù)進(jìn)行了介紹。(2)在深入研究有軌電車正線運(yùn)行的特點(diǎn)及業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上,分析提煉了正線道岔控制系統(tǒng)功能需求;對正線道岔區(qū)域信號設(shè)備進(jìn)行了選擇和布置,確定了車地通信、列車占用檢測、道岔區(qū)域設(shè)備配置、道岔控制方式等關(guān)鍵技術(shù)方案;以PLC作為聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算主機(jī),設(shè)計(jì)了一種兼顧了高效和安全的道岔區(qū)域聯(lián)鎖控制邏輯。(3)根據(jù)提出的功能需求和技術(shù)方案,以STEP為開發(fā)平臺,以梯形圖編程語言為開發(fā)工具,采用結(jié)構(gòu)化的軟件設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)了正線道岔控制系統(tǒng)聯(lián)鎖控制邏輯;為便于功能測試,設(shè)計(jì)了基于WinCC的聯(lián)鎖上位機(jī)監(jiān)控軟件。(4)最后,以WinCC的聯(lián)鎖上位機(jī)人機(jī)界面為測試平臺,對道岔聯(lián)鎖控制邏輯的具體功能進(jìn)行了調(diào)試,調(diào)試結(jié)果證明基于PLC的聯(lián)鎖控制主機(jī)能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)預(yù)期的聯(lián)鎖邏輯控制功能。
【關(guān)鍵詞】：有軌電車 信號系統(tǒng) 道岔控制 聯(lián)鎖邏輯 PLC
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U492.433
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 課題研究的必要性11-13
• 1.1.1 課題背景11-12
• 1.1.2 研究意義和目的12-13
• 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 現(xiàn)代有軌電車發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 現(xiàn)代有軌電車信號系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 可編程控制器技術(shù)16-19
• 1.3.1 可編程控制器的特點(diǎn)17-18
• 1.3.2 可編程控制器的組成18-19
• 1.4 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排19-21
• 2 正線道岔控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)21-38
• 2.1 正線道岔控制系統(tǒng)分析21-25
• 2.1.1 現(xiàn)代有軌電車運(yùn)行控制需求分析21-23
• 2.1.2 現(xiàn)代有軌電車正線業(yè)務(wù)流程分析23-24
• 2.1.3 道岔控制系統(tǒng)功能需求分析24-25
• 2.2 關(guān)鍵技術(shù)方案設(shè)計(jì)25-32
• 2.2.1 列車占用檢測方案25-26
• 2.2.2 車地通信方案26-27
• 2.2.3 道岔控制區(qū)域設(shè)備配置27-29
• 2.2.4 道岔控制方式設(shè)計(jì)29-32
• 2.3 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-34
• 2.3.1 基于PLC的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-33
• 2.3.2 西門子S7-30033-34
• 2.4 軟件開發(fā)方案34-37
• 2.4.1 基于STEP7的PLC聯(lián)鎖控制軟件34-36
• 2.4.2 基于WinCC的聯(lián)鎖監(jiān)控軟件36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 3 PLC聯(lián)鎖控制軟件設(shè)計(jì)38-54
• 3.1 設(shè)計(jì)原則38-40
• 3.2 聯(lián)鎖控制邏輯設(shè)計(jì)40-41
• 3.3 聯(lián)鎖數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)41-45
• 3.3.1 靜態(tài)數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)42
• 3.3.2 動態(tài)數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)42-45
• 3.4 聯(lián)鎖控制軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)45
• 3.5 軟件基本模塊及處理流程45-51
• 3.5.1 聯(lián)鎖控制軟件基本模塊45-47
• 3.5.2 聯(lián)鎖控制軟件處理流程47-51
• 3.6 WinCC上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)51-53
• 3.7 本章小結(jié)53-54
• 4 聯(lián)鎖邏輯處理程序設(shè)計(jì)54-65
• 4.1 安全鎖閉解除模塊設(shè)計(jì)54-55
• 4.2 模式轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)55
• 4.3 進(jìn)路排列模塊設(shè)計(jì)55-61
• 4.3.1 普通進(jìn)路排列模塊設(shè)計(jì)56-59
• 4.3.2 折返進(jìn)路排列模塊設(shè)計(jì)59-61
• 4.4 進(jìn)路解鎖模塊設(shè)計(jì)61-63
• 4.4.1 進(jìn)路自動解鎖模塊61-62
• 4.4.2 進(jìn)路取消模塊62-63
• 4.4.3 進(jìn)路強(qiáng)制解鎖模塊63
• 4.5 道岔單獨(dú)控制模塊63-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 5 系統(tǒng)調(diào)試65-71
• 5.1 PLC與WinCC通信實(shí)現(xiàn)65-66
• 5.2 聯(lián)鎖控制邏輯功能調(diào)試66-70
• 5.2.1 安全鎖閉解除功能67
• 5.2.2 進(jìn)路排列功能67-69
• 5.2.3 進(jìn)路解鎖69-70
• 5.2.4 道岔單獨(dú)控制70
• 5.3 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-73
• 致謝73-74
• 參考文獻(xiàn)74-76
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果76

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：346059