铁路转辙机测试与管理综合系统的研究与开发

摘要

转辙机是铁路上用来改变轨道在铁路道岔处的走向,控制列车的运行路线的重要设备.其使用寿命一般较长,有的进口机甚至终生免维护,可靠性较高,但由于常年在户外工作、工作环境差、磨耗较大,又关系到重大安全责任,因此铁道部颁布的《信号维护规则》明确规定需要定期下道检修,以保障铁路运行的安全.随着我国铁路的提速,大量新型转辙机在铁路上得到使用,而与其性能检测相配套的检测设备的开发还不能跟上设备革新的需要,在这样的背景下,作者依据铁道部颁布的《信号维修规则》,在对目前国内铁路在用主流转辙机和国外新型转辙机的结构、工作原理和性能作充分的了解的前提下,基于单片机技术和串行通讯协议以及面向对象的软件技术,参与了CZ-Ⅲ型转辙机测试与管理综合实验台的软、硬件设计与开发工作.本文主要介绍作者在结合该项目的开发过程中所完成的如下研究工作:1、阐述了电动转辙机和电液转辙机的工作原理和结构特点,并对实验台的总体结构和要实现的功能作较详细的介绍.并对时下流行的实验台模拟负载系统进行了详细的分析比较,提出了以磁阻电机为加载装置的新型模拟负载系统.2、基于Windows XP操作系统,利用快速开发工具C++ Builder6.0和关系型数据库管理系统SQL Server2000实现上位机数据采集和转辙机设备管理系统的软件设计.3、基于ATMel公司微处理芯片AT90S8515和RS-232串口通讯技术完成了测控系统下位机硬件设计和多种传感器的选型.4、阐述了分布式监测系统和现场总线原理及特点,提出了一种基于RS-485总线模式的铁路转辙机实时状态监控系统的模型.论文最后总结了全文的工作,并对本课题未来的研究方向进行了展望.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题研究的目的和意义

1.2国内外道岔转换技术研究现状

1.2.1国外道岔转换技术的研究方向

1.2.2国内、外道岔转换设备的技术差距

1.2.3国内、外转辙机实验台研究情况

1.3自动测试系统技术(ATE)的发展与趋势

1.3.1自动测试系统技术(ATE)的发展过程

1.3.2自动测试系统技术(ATE)的发展趋势

1.4 CZ-Ⅲ型转辙机实验台概述

1.5本文的主要工作与课题来源

1.5.1课题来源

1.5.2本文的主要工作

第二章转辙机原理与实验台结构概述

2.1电动转辙机结构与工作原理概述

2.1.1 ZD6系列直流电动转辙机

2.1.2 S700型交流电动转辙机

2.1.3 S700K型交流电动转辙机

2.2电液转辙机结构与工作原理概述

2.2.1 ZY(J)4型电液转辙机

2.2.2 ZY(J)6型电液转辙机

2.2.3油路系统工作原理

2.3转辙机实验台功能与实验项目

2.3.1实验台两大功能

2.3.2转辙机实验项目与要求

2.4转辙机实验台的总体结构设计

2.4.1工作台设计

2.4.2控制台设计

2.4.3实验台可达到的基本技术要求

2.5加载系统设计

2.5.1重锤负载加载方式

2.5.2液压负载加载方式

2.5.3电磁负载加载方式

2.6本章小节

第三章测控系统原理与设计

3.1测控系统输入输出量

3.2数据采集与处理技术

3.2.1采样信号分类

3.2.2数据采集系统的组成

3.2.3模拟信号的处理

3.3测控系统硬件设计

3.3.1测控系统的功能与结构

3.3.2传感器的工作原理与选型

3.3.3 A/D转换器接口设计

3.3.4采样-控制电路设计

3.4上、下位机通讯方式选择

3.5数据采集系统的抗干扰设计

3.5.1数据采集系统常见干扰分析

3.5.2系统抗干扰措施

3.6本章小结

第四章系统的软件设计

4.1软件的整体规划

4.1.1软件开发环境

4.1.2数据库设计

4.1.3上位机软件系统总体设计

4.1.4系统的安全性

4.2实验模块设计

4.2.1 Windows下的串口通信

4.2.2数据传输格式的选择

4.2.3串口通讯控件的使用

4.2.4通讯实现和数据采集

4.2.5数据校验

4.2.6实验数据处理

4.3管理模块设计

4.3.1用户管理

4.3.2设备管理

4.3.3设备管理模块通用性设计

4.3.4历史数据查询

4.4本章小结

第五章基于RS485网络的转辙机分布式监测系统

5.1铁路维修理念革新的意义

5.1.1维修理念的创新

5.1.2预知维修对于铁路运输的意义

5.2分布式监测技术的发展趋势

5.2.1设备监测技术的发展过程

5.2.2分布式监测系统的特点

5.2.3分布式监测系统的结构与功能

5.3现场总线技术

5.3.1现场总线技术的定义与特点

5.3.2现场总线技术主要模型

5.4转辙机实时监测系统设计

5.4.1实时监测系统功能

5.4.2监测系统结构设计

5.4.3监测系统通信原理

5.5本章小结

第六章总结与展望

6.1全文总结

6.2研究展望

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

参考文献