普速道岔控制设备智能故障诊断仪的研究

摘要

本论文是在我国铁路信号控制设备电气化、小型化、智能化的背景下，结合单片机控制技术、传感器检测技术、电力电子开关技术、总线通信技术等技术设计了一种普速道岔智能故障诊断仪。
　　铁路信号设备是保证行车安全的重要设备，道岔作为信号控制设备之一，在保证行车安全，提高铁路运行效率方面有至关重要的作用。本论文从传统的6502电气集中道岔控制电路的设计原理和动作原理出发，结合了目前我国铁路道岔控制设备的使用情况对所设计仪器进行了详细的分析。首先，介绍了铁路信号设备中道岔控制设备的发展现状，分析了故障诊断仪对于目前铁路运营的重要性。之后根据电力电子电路的设计特点和道岔控制设备需要完成的功能明确了智能故障诊断仪的设计思路，指出本仪器的设计需要包括转辙机离线驱动和虚拟转辙机两个模块的设计，并分别作了功能需求分析，拟定了仪器硬件设计和软件设计的方案。
　　在硬件设计的方面，介绍了四线制道岔控制电路和六线制道岔控制电路的工作原理，然后拟定了智能故障诊断仪硬件设计的整体方案并进行了详细的说明，重点分析了微处理器电路、转辙机控制(等效)电路、电源电路、电流电压检测电路以及通信等电路的设计方法和工作原理。软件设计方面，先介绍本设计中软件设计使用到的结构化程序设计方法。然后根据所作的需求分析和硬件设计拟定了智能故障诊断仪软件设计的整体方案并进行了详细的说明。主要对微处理器初始化、通信、电路控制以及电流电压检测等模块的流程和工作原理进行了的说明。
　　最后，将本论文所设计的普速道岔智能故障诊断仪进行了设计结果测试和验证，实验表明，所设计的仪器可以很好的实现 ZD6系列电动转辙机及其控制电路的故障诊断功能，能较好的满足铁路信号系统中道岔控制设备实现故障诊断的需求，同时该仪器还有功能完整、运行稳定、体积小等优点，在工程检测方面有较好的实用价值。

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1 绪论

1.1课题研究背景和意义

1.2国内外普速道岔控制设备及智能诊断研究发展现状

1.3 论文章节安排及框架结构

2 普速道岔控制设备智能故障诊断仪总体设计

2.1 普速道岔信号控制设备简介

2.2 普速道岔智能故障诊断仪需求分析

2.3 智能故障诊断仪的设计方案分析

2.4本章小结

3 普速道岔控制设备智能故障诊断仪硬件设计

3.1 直流四/六线制道岔控制设备电路工作原理

3.2 智能故障诊断仪硬件整体方案设计

3.3 四/六线直流转辙机离线驱动模块电路设计

3.4 四/六线虚拟直流转辙机模块电路设计

3.5 硬件设计结果

3.6本章小结

4 普速道岔控制设备智能故障诊断仪软件设计

4.1 智能故障诊断仪软件整体方案设计

4.2 转辙机离线驱动模块软件设计

4.3 虚拟转辙机模块软件设计

4.4 本章小结

5 设计结果及验证

5.1 智能故障诊断仪操作说明

5.2 实验室测试结果及分析

5.3转辙机离线驱动模块现场测试结果及分析

5.4 虚拟转辙机模块现场测试结果及分析

5.5 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果