基于Modbus TCP/IP协议的地铁信号设备电源远程监控系统

摘要

地铁信号系统是保证列车行车安全以及提高列车运行效率的关键系统，地铁信号设备的电源是信号设备运行的动力来源，一旦电源发生故障，必将影响信号设备的正常运行，危及行车安全。目前针对专用于地铁信号设备电源的监控系统还未出现，因此，开发适用于地铁信号设备电源的监控系统对于保障列车安全、可靠运行，提高地铁运输效率具有重要意义。 本课题研究的目的是为地铁信号系统设备的动力来源—地铁信号设备电源设计一个安全可靠、功能齐全的地铁信号设备电源远程监控系统，使之能够全天候远程监控无人值守的地铁集中站机械室内的信号设备电源。 根据监控系统实际监控对象情况，设计了监控系统总体结构；在监控系统硬件的设计过程中，采用了双套PLC冗余设计，增加了采集信息的准确性以及提高了发送控制命令的安全性；为了实现远程数据传输，采用了基于TCP/IP协议的Modbus TCP/IP协议解决了 Modbus 总线协议传输距离短的问题，并根据监控系统实际通信过程需要发送的数据特征设计了符合系统需求的Modbus TCP/IP协议报文；在监控系统的软件设计过程中，为了能够实时监测PLC设备的状态值，设计了符合系统实时性需求的实时数据库系统软件和数据通信程序，并利用组态开发环境开发了监控系统的人机交互界面。 通过对监控系统软硬件的设计与实现以及通信协议报文的设计，建立了一套专用于地铁信号设备电源监控的系统，改变了之前地铁信号设备电源发生故障需要人工去现场维护的状态。目前本监控系统已经在上海地铁17号线投入运营，增强了信号设备正常工作的可靠性，提高了信号设备电源的维护效率，节约了人力成本。

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