第五章驼峰自动化系统.ppt

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1、第一节：第一节：TW-2型驼峰自动化系统型驼峰自动化系统 TW-2型驼峰综合自动化系统，由型驼峰综合自动化系统，由北京全北京全路通信信号研究设计院路通信信号研究设计院研制，实现了研制，实现了驼峰溜驼峰溜放进路放进路、联锁联锁、间隔调速间隔调速、目的调速目的调速及及机车机车遥控遥控等功能的综合等功能的综合微机自动控制微机自动控制，将我国的，将我国的驼峰自动化向前推进了一大步。驼峰自动化向前推进了一大步。 TW-2型驼峰自动化系统发展过程 通号设计院从通号设计院从1980年开始组建专门的科研队伍，致力于年开始组建专门的科研队伍，致力于微计算机技术在驼峰的应用研究，他们从微计算机技术在驼峰的应用研究

2、，他们从8位处理机应用开位处理机应用开始，从驼峰单项技术领域着手，循序渐进，逐步突破。始，从驼峰单项技术领域着手，循序渐进，逐步突破。n1986年年1月：在山海关驼峰场开通了月：在山海关驼峰场开通了驼峰溜放进路程序控制驼峰溜放进路程序控制系统系统，应用微机实现了计划储存、溜放选路、道岔发令、勾，应用微机实现了计划储存、溜放选路、道岔发令、勾车跟踪、故障报警、调车单传送及自动储存等功能。车跟踪、故障报警、调车单传送及自动储存等功能。n 1992年年3月：在沈阳西驼峰试验成功了月：在沈阳西驼峰试验成功了TWGC-1驼峰驼峰微机微机工频测长器工频测长器，电压，电压-长度制式，采用了高精密模数转换及计

3、算长度制式，采用了高精密模数转换及计算机高次方程运算逼近等技术，用于测量编组站股道空闲长度，机高次方程运算逼近等技术，用于测量编组站股道空闲长度，为驼峰调速控制提供了较为精确的测量基础设备。为驼峰调速控制提供了较为精确的测量基础设备。n 1992年年1月在中国德州驼峰场开通了月在中国德州驼峰场开通了TWK-1驼峰驼峰车辆溜放车辆溜放速度控制系统速度控制系统。n1995年年12月在中国丹东驼峰开通了月在中国丹东驼峰开通了全微机的自动集中系统全微机的自动集中系统，将微机联锁技术应用到驼峰上，并且在下峰整理调车进路、将微机联锁技术应用到驼峰上，并且在下峰整理调车进路、推送进路、场联等功能的自动化方面

4、有较大的独创性。推送进路、场联等功能的自动化方面有较大的独创性。n基于已经形成的上述各种单项技术，通过优化和统一，基于已经形成的上述各种单项技术，通过优化和统一，1996年年10月在中国三间房驼峰开通了月在中国三间房驼峰开通了TW-1型驼峰综合自型驼峰综合自动化系统动化系统，实现了，实现了驼峰溜放进路、联锁、间隔调速、目的调驼峰溜放进路、联锁、间隔调速、目的调速及机车遥控等功能速及机车遥控等功能的综合微机自动控制。的综合微机自动控制。 n1998年年9月升级到了第二代产品月升级到了第二代产品TW-2型驼峰自动化系型驼峰自动化系统统，采用了以太网（，采用了以太网（Ethernet）、控制局域网（

5、）、控制局域网（CAN）、）、386EX嵌入式专用控制器、智能嵌入式专用控制器、智能IO、32位编程、多媒体人位编程、多媒体人机界面等先进技术，并迅速成为我国驼峰自动化市场的主流机界面等先进技术，并迅速成为我国驼峰自动化市场的主流产品，被大面积推广应用。产品，被大面积推广应用。n2002年年5月通过月通过铁道部技术鉴定铁道部技术鉴定，给出了，给出了“系统结系统结构简单合理，自动化程度和驼峰作业效率高，适应构简单合理，自动化程度和驼峰作业效率高，适应性和实用性强，达到了性和实用性强，达到了国际先进水平国际先进水平”的评价。的评价。 系统结构为典型的系统结构为典型的DCS集散式控制系统集散式控制系

6、统，控制级、管理级、操作级三级体系结构。控制级、管理级、操作级三级体系结构。n 控制级与管理级间，以及控制级内各控制器控制级与管理级间，以及控制级内各控制器之间采用了之间采用了1兆兆控制局域网（控制局域网（CAN）进行通进行通讯联系；讯联系；n操作级与管理级间以及各级内之间采用操作级与管理级间以及各级内之间采用10/100兆兆以太局域网络以太局域网络（Ethernet）通信。）通信。 TW-2系统的金字塔结构系统的金字塔结构DCS结构体系的优点：（Distributed Control System)n管理和控制一体化，特别是在管理方面使系管理和控制一体化，特别是在管理方面使系统具有更大的发展

7、空间；统具有更大的发展空间；n风险高度分散，一般大驼峰设计在风险高度分散，一般大驼峰设计在20多个独多个独立节点，避免了局部故障全场失控的可能性；立节点，避免了局部故障全场失控的可能性；n下层用下层用硬件组态硬件组态，上层用，上层用软件组态软件组态的方法使的方法使系统针对不同站场规模，不同功能需求具有系统针对不同站场规模，不同功能需求具有很强的灵活性。很强的灵活性。 为了缩短每个站的调试周期，为了缩短每个站的调试周期，TW系统配套系统配套开发了开发了3个离线的个离线的CAD辅助设计软件包：辅助设计软件包：n接口电路工程设计接口电路工程设计CAD自动生成软件：自动生成软件： 可自动生成有关继电接

8、口的组合排列表、可自动生成有关继电接口的组合排列表、电路图、配线图、机柜零层、室内外分线盘及电路图、配线图、机柜零层、室内外分线盘及组合内部电路图的工程图。组合内部电路图的工程图。n机柜内部安装配线机柜内部安装配线CAD自动生成软件：自动生成软件： 可自动生成与工厂生产制造有关的机箱插可自动生成与工厂生产制造有关的机箱插件配置、机柜机箱内部配线等图。该图还作为件配置、机柜机箱内部配线等图。该图还作为随系统资料提供给现场维护使用。随系统资料提供给现场维护使用。n软件组态数据软件组态数据CAD自动生成软件自动生成软件n软件组态数据软件组态数据CAD自动生成软件：自动生成软件： 不同的站间程序是相同

9、的，所不同的是各不同的站间程序是相同的，所不同的是各站的数据各不相同，这些数据包含了站场的站的数据各不相同，这些数据包含了站场的详细描述和与联锁有关的信息。详细描述和与联锁有关的信息。 该软件可通过直观的人机交互手段，生成该软件可通过直观的人机交互手段，生成一个站有关的上层机、下层机及工作站数据，一个站有关的上层机、下层机及工作站数据，并且在站场发生变化时可在该软件支持下很并且在站场发生变化时可在该软件支持下很简单的修改，重新生成即可。简单的修改，重新生成即可。系统组成与布置系统组成与布置现场设备现场设备设备分类设备分类常用型号常用型号道岔转辙设备道岔转辙设备分路道岔（快动）分路道岔（快动）Z

10、D7、ZK3、ZK4电气集中道岔电气集中道岔ZD6、ZK3、ZK4轨道电路轨道电路分路道岔区段分路道岔区段2.3或高灵敏或高灵敏峰上道岔区段峰上道岔区段2.3或或480无岔区段无岔区段2.3或或480警冲标区段警冲标区段2.3或高灵敏或高灵敏减速器区段减速器区段2.3或高灵敏或高灵敏色灯信号机色灯信号机驼峰信号机驼峰信号机标准信号器材标准信号器材调车信号机调车信号机标准信号器材标准信号器材调车线路表示器调车线路表示器标准信号器材标准信号器材现场设备现场设备设备分类设备分类常用型号常用型号车辆减速器车辆减速器“大缓大缓”TJK3“小缓小缓”TJK2普通减速顶普通减速顶TDW901/905或或TD

11、J402系列系列限界检查器限界检查器标准驼峰产品标准驼峰产品峰顶按钮柱峰顶按钮柱标准驼峰产品标准驼峰产品提勾表示盘提勾表示盘特制产品特制产品测速雷达测速雷达减速器雷达减速器雷达TCL2峰顶雷达峰顶雷达TCL2车轮传感器车轮传感器减速器前计轴减速器前计轴无源或有源无源或有源峰顶计轴峰顶计轴无源或有源无源或有源测长轨道电路测长轨道电路工频或工频或25周周测重磁头测重磁头压磁式压磁式气象站气象站CAWS600B光挡光挡E3JM/JK控制室设备控制室设备设备分类设备分类常用型号常用型号区长工作站区长工作站单屏单屏外购工业外购工业PC区长打印机区长打印机单屏单屏通用打印机通用打印机调车长工作站调车长工作

12、站单屏或双屏单屏或双屏外购工业外购工业PC调速工作站调速工作站单屏单屏外购工业外购工业PC控制台控制台应急台应急台微型按钮与手柄微型按钮与手柄拼接式桌面拼接式桌面金属箱体封闭结构金属箱体封闭结构UPS电源电源外购通用产品外购通用产品计算机桌计算机桌特制封闭结构特制封闭结构机械室设备机械室设备设备分类设备分类常用型号常用型号测长电源测长电源交流净化电源或交流净化电源或25周开关周开关电源电源特制特制驼峰电源屏驼峰电源屏电动或电空屏电动或电空屏标准驼峰用屏标准驼峰用屏接口继电器组合架（柜）接口继电器组合架（柜）标准信号产品标准信号产品分线盘（柜）分线盘（柜）室内分线盘室内分线盘标准信号产品标准信号

13、产品室外分线盘室外分线盘标准信号产品标准信号产品室内电缆室内电缆计算机接口电缆计算机接口电缆RVV16x0.15塑料护套阻塑料护套阻燃电缆燃电缆 网络电缆网络电缆超五类非屏蔽双绞线超五类非屏蔽双绞线（UTP）一般室内电缆一般室内电缆信号室内电缆信号室内电缆典型的控制台室设备布置图 TW-2控制系统室内设备布置图 TW控制机柜机柜单元组合示意图 n上层工业控制机机箱；上层工业控制机机箱；n下层溜放进路及联锁机箱下层溜放进路及联锁机箱n下层速度控制及测长机箱下层速度控制及测长机箱n测重机箱测重机箱n接口电源机箱接口电源机箱n下层监测机箱下层监测机箱n所有机箱单元均为所有机箱单元均为19英英寸标准。

14、高度寸标准。高度6U。n（48.26cm19英寸，英寸，1U=4.445cm， 6U=26.67cm ）。）。 继电器组合柜控制计算机软硬件配置n控制级为控制级为Intel80386专用嵌入式计算机，专用嵌入式计算机，操作与管理级采用工业操作与管理级采用工业PC机机80486、P2或或P3 CPU。n为了适合于实时控制的需要，控制级软件为了适合于实时控制的需要，控制级软件用用8086/8088汇编语言编程汇编语言编程 n管理级采用管理级采用AMX386实时多任务实时多任务操作系统操作系统；C语言和汇编语言混合编程语言和汇编语言混合编程 。n操作级采用中文版操作级采用中文版Windows NT

15、Workstation 4.0操作系统及多媒体技术。操作系统及多媒体技术。操作级软件采用操作级软件采用Visual C+语言编程语言编程386EX微机电路控制逻辑CPU386EX时钟电路运行指示RS232电平转换RAMEPROM24 线并口24 线并口CAN 总线接口CAN 总线接口专用接口地址总线数据总线P2P1P1串口1 串口 2 开关量插件和模开关量插件和模拟 量 插 件 采 用拟 量 插 件 采 用I n t e l 386EX高性能高性能CPU，通，通过使用过使用EPROM及及SRAM存储器、两路存储器、两路CAN总线总线接口、两路接口、两路RS232、外、外围接口及专用接口电路围接

16、口及专用接口电路组成。组成。 两种主机板除专用两种主机板除专用接口不同外，其余部分接口不同外，其余部分完全一样。完全一样。n开关量插件主要用作系统的联锁模块、溜开关量插件主要用作系统的联锁模块、溜放进路控制和减速器控制模块。放进路控制和减速器控制模块。n模拟量微机插件在系统中用作测长模块。模拟量微机插件在系统中用作测长模块。n智能智能I/O插件插件IOB由由87C51单片机（单片机（8031或兼容芯片）、或兼容芯片）、EPROM、RAM、一路、一路CAN总线接口、一路总线接口、一路RS232、4片片8255、看门狗及专用开关量电路组成。看门狗及专用开关量电路组成。软件分工n系统各功能分别在不同层进行处理系统各功能分别在不同层进行处理n分工原则是分工原则是实时性要求高实时性要求高的控制在的控制在控制级控制级处理，处理，n信息相关联的综合控制在管理级处理；信息相关联的综合控制在管理级处理；n控制级侧重于分别控制控制级侧重于分别控制n管理级侧重于集中管理管理级侧重于集中管理n控制级负责信息的采集，管理级实现信息共享，控制级负责信息的采集，管理级实现信息共享，其具体分工如下：其具体分工如下：主