磁悬浮列车供电系统的现场总线的研究

摘要

牵引供电系统作为磁悬浮列车关键技术之一,完成列车运行驱动所需的功率的控制与供应.磁悬浮列车的推进原理及其结构特点,导致了供电系统对直线同步电机长定子绕组的特殊的供电方式.因为磁悬浮列车具有高速运行的特点,所以对于供电系统的功率监控和对于长定子绕组的功率供应的实时性要求很高.这将是磁悬浮列车供电系统所面临的关键问题之一.该文介绍了上海磁悬浮列车示范线的牵引控制系统的控制与功能,分析了供电系统控制结构形式,提出了基于PROFIBUS-DP现场总线的变电站自动化层次网络体系结构.重点介绍了PROFIBUS-DP网路的相关通信原理,总线及网络参数,结合磁悬浮列车的变电站自动化系统应用,提出了若干提高基于PROFIBUS-DP网络控制系统的实时性方法,并给出了解决磁悬浮列车对于供电系统高实时性要求的方案.根据所提出的供电系统的网络层次结构,应用SIEMENS等公司的相关设备,组建了基于PROFIBUS-DP现场总线的供电模拟系统,完成了变电站自动化系统,运行控制系统,牵引控制系统的几项基本控制功能.最后提出了基于此系统可作为进一步研究磁悬浮列车系统的方向.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1 磁悬浮列车供电系统

1.1.1磁悬浮列车概述

1.1.2磁悬浮列车供电系统

1.2 供电系统的现场总线结构

1.2.1供电系统的结构及信息传递形式

1.2.2供电系统的各类现场总线结构形式

1.3问题的提出

1.4 所作的工作

第二章 上海磁悬浮列车示范线的牵引供电系统分析

2.1 运行控制系统与牵引供电系统的信息关联

2.1.1磁悬浮列车运行控制系统

2.1.2运行控制系统与牵引供电系统的信息交换

2.2 牵引供电系统

2.2.1牵引供电系统概述

2.2.2直线同步电机长定子绕组供电方法

2.2.3牵引系统

2.2.4变电站供电系统

2.3 磁悬浮列车变电站自动化系统SICAM SAS

2.4 小结

第三章PROFIBUS-DP通信及其实时性讨论

3.1 引言

3.2 PROFIBUS通信原理介绍

3.2.1 PROFIBUS循环发送请求数据传输服务介绍

3.2.2 PROFIBUS动态维护

3.2.3 PROFIBUS网络及总线参数

3.3 PROFIBUS安全性介绍

3.4 PROFIBUS-DP单主系统

3.4.1概述

3.4.2 PROFIBUS-DP通信过程从站状态描述

3.4.3 PROFIBUS-DP介质访问控制的报文处理流程

3.5 PROFIBUS-DP实时性讨论

3.6 磁悬浮列车对于基于DP网络的实时性要求的解决

3.7 小结

第四章 供电自动化系统的网络层次结构

4.1 供电自动化系统的网络层次结构

4.2 变压器的SIPROTEC装置模拟

4.3 小结

第五章 磁悬浮列车供电系统的软件和硬件模拟实现

5.1 概述

5.2 系统的硬件和软件描述

5.2.1 PROFIBUS-DP网络从站描述

5.2.2 PROFIBUS-DP主站描述及网络连接

5.3 小结

附图

第六章 总结与展望

参考文献

研究生期间录用或发表论文

致 谢