電力機車整備作業(yè)安全監(jiān)控控制系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā).pdf

1、電力機車(包括動車組)每次運行回庫后,必須在段內(nèi)進行整備作業(yè)。在整備作業(yè)過程中,作業(yè)區(qū)必須是被隔離的無電區(qū),即在整備作業(yè)前通過隔離開關(guān)將額定電壓為27.5KV的接觸網(wǎng)斷開,并另掛接地線,作業(yè)完畢,先拆除接地線然后閉合隔離開關(guān)。如何實現(xiàn)這一過程的網(wǎng)絡(luò)化自動控制,做到確保登頂檢修人員的人身安全、設(shè)備安全和作業(yè)人員的身份確認,是本論文研究的主要內(nèi)容。本論文從課題概述,系統(tǒng)方案、流程,系統(tǒng)硬件設(shè)計及實現(xiàn),系統(tǒng)的軟件設(shè)計,系統(tǒng)調(diào)試五個方面介紹基于

2、現(xiàn)場總線的電力機車整備作業(yè)安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
　　首先依據(jù)現(xiàn)場總線理論建立了基于PROFIBUS-DP的單主站監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型,采用S7-315-2DP做主站、S7-226PLC通過EM277模塊連接在DP總線作從站。采用故障導(dǎo)向安全的設(shè)計思想建立了包含監(jiān)控層、控制層、執(zhí)行層三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)總體方案,并設(shè)計了整備作業(yè)的在線和離線兩種工作流程。
　　其次,開發(fā)了基于PROFIBUS-DP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)控制硬件系統(tǒng),設(shè)計并開發(fā)

3、了機車停車位置檢測,射頻ID卡作業(yè)申請管理模塊,語音提示、鍵盤輸入及LCD顯示子系統(tǒng),隔離開關(guān)、接地桿之間安全聯(lián)鎖控制子系統(tǒng),隔離開關(guān)的輸出控制及車頂圖像采集模塊等6個子系統(tǒng)或模塊;并在此基礎(chǔ)上對主從站的功能、通信,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組態(tài),DP總線的循環(huán)時間進行詳細的分析和闡述。
　　接下來對電力機車整備作業(yè)安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計進行了研究。實現(xiàn)了主從站的網(wǎng)絡(luò)組態(tài);開發(fā)ID卡作業(yè)管理模塊軟件系統(tǒng);采用S7-300PLC的中斷機制實現(xiàn)

4、了系統(tǒng)的多任務(wù)調(diào)度機制;建立了軟件系統(tǒng)中的主從站通信、從站PLC與ID作業(yè)申請的通信、從站PLC與單片機系統(tǒng)的通信的相關(guān)通信協(xié)議;最后對電力機車整備作業(yè)軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性進行了討論。
　　最后對系統(tǒng)的軟、硬件進行了實驗室聯(lián)合調(diào)試,調(diào)試結(jié)果表明基于PRIFIBUS-DP協(xié)議電力機車整備作業(yè)安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)課題的開發(fā)目的。在一定程度上確保了電力機車整備作業(yè)過程中的安全性和高效性。研究成果的成功應(yīng)用將會徹底改變目前絕大多數(shù)