地面控制自动过分相安全逻辑控制系统的设计

发布时间：2021-03-25 06:02

　　地面控制自动过分相技术因其具有失电时间短、机车失速少和牵引力不间断等优点,符合我国电气化铁路高速化和重载化的发展方向。目前,国内对地面控制自动过分相技术的研究主要集中在换相开关结构、过电压抑制和机车位置检测等方面,关于逻辑控制系统的研究较少。逻辑控制系统作为地面控制自动过分相系统的核心,负责过分相装置的信息采集、处理和运算,对机车过分相时的安全运行至关重要。而传统的逻辑控制系统采用单一结构设计,存在故障频发、单机运行无备用和输出信息无法校验等缺点,无法有效保证机车过分相时的行车安全。因此,急需设计具有安全冗余功能的地面控制自动过分相逻辑控制系统。根据对常用安全冗余结构工作原理和设计思路的分析,采用安全性和可靠性最高的二乘二取二安全冗余结构,对地面控制自动过分相逻辑控制系统进行设计。逻辑控制系统作为地面控制自动过分相装置的信息处理与控制终端,需要实现控制和操作过分相装置的功能,主要包含有硬件功能和软件功能两个部分。通过对逻辑控制系统硬件功能的需求分析,依据硬件设计原则,进行主控单元微处理器的选型,并对包括比较电路、切换电路、通信电路和驱采电路等各个模块的硬件电路进行设计和说明,分别实现了... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要研究内容
2 地面控制自动过分相系统整体结构及安全平台研究
    2.1 地面控制自动过分相系统整体结构
    2.2 逻辑控制系统设计原则
    2.3 安全平台研究
        2.3.1 双机热备
        2.3.2 二乘二取二
        2.3.3 三模冗余
        2.3.4 仿真分析
    2.4 小结
3 逻辑控制系统硬件设计
    3.1 设计原则
    3.2 硬件功能需求分析
    3.3 系统硬件总体方案设计
    3.4 系统硬件模块电路设计
        3.4.1 微处理器电路
        3.4.2 比较电路
        3.4.3 切换电路
        3.4.4 采集电路
        3.4.5 驱动电路
        3.4.6 通信电路
        3.4.7 指示灯电路
        3.4.8 电源电路
    3.5 小结
4 逻辑控制系统软件设计
    4.1 设计原则
    4.2 软件功能需求分析
    4.3 通信协议设计
    4.4 工作逻辑软件设计
        4.4.1 正常工作模式
        4.4.2 开关拒动模式
        4.4.3 停电检修模式
        4.4.4 自检模式
        4.4.5 越区供电模式
        4.4.6 救援模式
    4.5 小结
5 逻辑控制系统可靠性与安全性分析
    5.1 工作失效率
    5.2 逻辑控制系统可靠性分析
        5.2.1 可靠性框图
        5.2.2 可靠性计算
    5.3 逻辑控制系统安全性分析
        5.3.1 故障树模型
        5.3.2 安全性计算
    5.4 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3099168