| 【中文题名】 | 基于LabVIEW的高速铁路道岔实时监测系统 |
| 【英文题名】 | Turn-Out Monitoring System of High-Speed Railroad Based on LabVIEW |
| 【学科专业】 | 检测技术与自动化装置 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-10-25 |
| 【中关键词】 | 道岔实时监测系统（TMS）,道岔,传感器,LonWorks,LabVIEW, |
| 【英关键词】 | TMS（Turn-Out Monitoring System）Turn-Out,Sensors,LonWorks,LabVIEW, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>监视、报警、故障诊断系统> |
| 【论文摘要】 |
高速铁路技术的发展极大地提高了对道岔系统正常运转的要求,因而对道岔系统监测的要求变得更为苛刻。道岔状态实时监测系统(Turnout Monitoring System:TMS)的功能是将传感器、现场总线、计算机网络、数据库及软件工程等技术融为一体,用以监测轨道交通线路上关键道岔及其转换设备、道岔轨道电路等各设备的性能和参数,为铁路的维护、保养及维修提供决策性支持。
道岔监测所面临的重大难题是监测的准确性、对现场恶劣环境的适应能力和数据的传输速度,尤以传输速度为要。由于现场环境和造价的限制,不能够采用光缆作为传输介质,这就意味着必须在已有的现场总线中选择一种能进行远距离传输、具有较高传输速度和通信质量的总线,经综合考虑TMS采用了LonWorks总线。
本文就道岔系统的运行原理和系统的需求分析、现场总线、LonWorks、LabVIEW等现代控制技术作了较为详尽的阐述,同时介绍了国内外高速铁路发展现状、TMS的软硬件架构、LonWorks和LabVIEW编程原理。本文还给出了TMS系统中LonWorks网络的架构和关于LabVIEW的几个详细设计流程,并对系统中存在的问题作了叙述和展望... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-10 |
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1 绪论 |
10-14 |
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1.1 高速铁路简介 |
10 |
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1.2 道岔状态实时监测系统简介及研究意义 |
10-11 |
|
1.3 国内外高速铁路发展现状 |
11-13 |
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1.3.1 国外高速铁路发展现状 |
11-12 |
|
1.3.2 国内高速铁路发展现状 |
12-13 |
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1.4 本文的主要内容 |
13-14 |
|
2 系统运行原理及实时监测需求分析 |
14-18 |
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2.1 系统运行原理 |
14-15 |
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2.2 系统需求分析 |
15-18 |
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2.2.1 尖轨与基本轨的密贴度 |
15-16 |
|
2.2.2 可动心轨与翼轨的密贴度 |
16 |
|
2.2.3 转辙机转换力 |
16-17 |
|
2.2.4 转辙机工作电流和电压 |
17-18 |
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3 系统的构成及软硬件选用 |
18-29 |
|
3.1 系统的总体架构 |
18 |
|
3.2 LONWORKS简介及选用原因 |
18-26 |
|
3.2.1 现场总线简介 |
18 |
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3.2.2 几种常用现场总线介绍 |
18-21 |
|
3.2.3 LonWorks 简介 |
21-25 |
|
3.2.4 LonWorks 的选用原因 |
25-26 |
|
3.3 ARM 简介及选用原因 |
26-27 |
|
3.3.1 ARM 概述 |
26 |
|
3.3.2 ARM 微处理器的应用领域 |
26 |
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3.3.3 ARM 微处理器版本介绍 |
26-27 |
|
3.3.4 ARM7TDMI-S 的选用原因 |
27 |
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3.4 LABVIEW 简介及选用原因 |
27-29 |
|
3.4.1 LabVIEW 简介 |
27-28 |
|
3.4.2 LabVIEW 的选用原因 |
28-29 |
|
4 系统硬件设计 |
29-45 |
|
4.1 FMU(FIELD MONITOR UNIT, 现场监控分机) |
29 |
|
4.2 MPB(MAIN PROCESS BOARD，主处理板) |
29-39 |
|
4.2.1 MCU(Microcontroller Unit，微控制器) |
29-33 |
|
4.2.2 外部 SRAM |
33-34 |
|
4.2.3 自由拓扑智能收发器FT3150-P20 |
34-36 |
|
4.2.4 自由拓扑结构 |
36 |
|
4.2.5 MPB 板上为FT3150 所设三个外部存储器 |
36-38 |
|
4.2.6 FT-X1 通信变压器 |
38 |
|
4.2.7 LED |
38-39 |
|
4.3 AIB（ANALOG INPUT BOARD，模拟量输入接口模块） |
39-43 |
|
4.3.1 MCU（Microcontroller Unit，微控制器） |
39-40 |
|
4.3.2 输入信号 |
40 |
|
4.3.3 扩展 RAM |
40 |
|
4.3.4 光电隔离电路 |
40-41 |
|
4.3.5 A/D 转换 |
41-42 |
|
4.3.6 四位DIP 开关 |
42 |
|
4.3.7 温度漂移分析 |
42-43 |
|
4.4 I.LON 600 LONWORKS/IP 服务器 |
43-45 |
|
5 系统软件设计 |
45-61 |
|
5.1 LONWORKS编程 |
45-49 |
|
5.1.1 Neuron C 语言 |
45 |
|
5.1.2 节点 |
45-46 |
|
5.1.3 网络变量 |
46-48 |
|
5.1.4 LonWorks 通信软件实现功能 |
48 |
|
5.1.5 LonWorks 通信软件总体架构 |
48-49 |
|
5.2 LABVIEW 编程 |
49-61 |
|
5.2.1 LabVIEW 应用程序的构成 |
49-51 |
|
5.2.2 传递数值的参数 |
51-52 |
|
5.2.3 LabVIEW 的数据连线 |
52 |
|
5.2.4 LabVIEW 编程逻辑简述 |
52 |
|
5.2.5 程序调试 |
52-53 |
|
5.2.6 系统程序设计 |
53-61 |
|
6 道岔实时监测系统实现及测试结果 |
61-66 |
|
6.1 传感器选用 |
61-63 |
|
6.1.1 测力传感器 |
61-62 |
|
6.1.2 密贴传感器 |
62 |
|
6.1.3 振动传感器 |
62-63 |
|
6.1.4 电参数传感器 |
63 |
|
6.2 测试结果 |
63-66 |
|
6.2.1 拉力测试结果 |
63 |
|
6.2.2 密贴传感器测试结果 |
63-64 |
|
6.2.3 电参数传感器测试结果 |
64-66 |
|
7 道岔实时监测系统的工作总结和改进探讨 |
66-68 |
|
致谢 |
68-69 |
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参考文献 |
69-71 |
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附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
71 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385918 |
