基于精确定位的井下运输信集闭系统分站的研究

摘要

根据政策要求及生产需要,大型矿井井底车场和运输大巷需安装信集闭系统。针对目前理想信集闭系统较少,机车定位精度不够等情况。本文借鉴现有信集闭系统的研究成果,并参考义煤集团千秋矿实际运输情况,提出并完成了基于精确定位的井下运输信集闭系统的研究,这里主要完成分站部分。文章首先描述了信集闭系统的组成、功能、基本理论及外设,并参照义煤集团千秋矿实际铁道线路布局,划分行车区间,确定了信号机、电动转辙机的位置及信号机的显示类型,并通过有向图法确定敌对进路、制定进路连锁表,最后重点完成了精确定位系统、信集闭系统分站的设计。精确定位系统通过测量机车任意时刻下的加速度值,进而解算出电机车的运动速度和位置,实现定位功能。信集闭系统分站以西门子PLC、AVR单片机为控制核心,PLC通过以太网通信接收来自主站上位机的控制信号,判断进路优先开放条件、检测相关道岔是否到位并控制相应现场信号机是否开放,AVR单片机则通过RS-485通信接收PLC给出的指定道岔的定、反位信息并驱动相应的电动转辙机。这样不仅充分利用了单片机和PLC的控制优点,提高了系统的定位精度,实现了实时性和准确性控制。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题的提出

1.2 课题的实用价值和理论意义

1.3 煤矿井下电机车运输信集闭系统的发展现状

1.4 本课题的主要内容

2 信集闭系统分站的功能、组成、理论依据及外设

2.1 信集闭系统简介

2.2 井下运输信集闭系统分站的功能

2.2.1 分站的控制功能

2.2.2 分站的检测功能

2.3 井下运输信集闭分站系统的组成

2.4 井下运输信集闭系统的理论依据

2.4.1 区间闭塞的基本原则

2.4.2 区间闭塞调度方案

2.4.3 联锁和联锁表

2.4.4 进路解锁的条件

2.5 井下运输信集闭系统分站的外部设备

2.5.1 信号机

2.5.2 电动转辙机

2.6 本章小结

3 千秋矿分站建立研究

3.1 行车区间的划分

3.1.1 千秋矿实际运输情况简介

3.1.2 信号机位置的设定

3.2 进路联锁表的制定

3.2.1 敌对进路的生成

3.3 本章小结

4 机车精确定位系统

4.1 轨道电路

4.2 基于捷联惯性导航的机车精确定位系统

4.2.1 机车精确定位系统结构

4.2.2 系统拓扑结构

4.3 车载机

4.3.1 加速度模块

4.3.2 无线通讯模块

4.3.3 车载机捷联算法软件设计

4.3.4 加速度模块软件设计

4.3.5 无线通讯模块软件设计

4.4 节点机

4.4.1 位置校正模块的设计

4.4.2 节点机主程序设计

4.4.3 节点机通讯软件设计

4.5 本章小结

5 井下运输信集闭系统分站设计

5.1 信集闭系统方案确定

5.2 基于 PLC 的信号机控制系统

5.2.1 PLC 在信集闭系统中的主要功能

5.2.2 PLC 的选型

5.2.3 信号机控制系统硬件设计

5.2.4 信号机控制系统软件设计

5.3 基于单片机的电动道岔控制系统

5.3.1 单片机硬件电路设计

5.3.2 单片机通信设计

5.4 PLC 与组态王之间的以太网通信

5.4.1 工业以太网的特点

5.4.2 CP 243-1 通讯模块

5.4.3 以太网通信软件设计

5.5 执行组电路分析

5.5.1 道岔控制电路

5.5.2 信号控制电路

5.5.3 进路锁闭、解锁电路

5.6 电源模块

5.7 本章小结

6 模拟实验

结论

参考文献

作者简历

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