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城轨实验室沙盘信号控制系统设计
| 论文题名： | 城轨实验室沙盘信号控制系统设计 |
| 关键词： | 轨道交通;沙盘信号;控制系统;模块化设计;稳定性 |
| 摘要： | 城市轨道信号实验室是模拟城市轨道交通现场，利用仿真知识建造用于实践的综合性实验室。该实验室包括轨道交通沙盘、城市轨道交通车站、轨道交通运营管理中心。其中轨道交通沙盘部分包含模拟铁道线路、模拟车站和模拟设备，为了使整个沙盘仿真现实轨道交通运行，则需要控制沙盘上的模拟设备。 沙盘上的模拟设备包括LED发光二极管模拟的信号机、推拉式电磁铁模拟的转辙机、数码管模拟的发车表示器。实时控制模拟信号机的亮灭、模拟转辙机的定位和反位、模拟发车表示器的时间显示，才能使整个沙盘模拟现场轨道交通运行情况。 城轨实验室沙盘信号控制系统能有效控制模拟设备信号。该控制系统分为主控制模块、模拟设备控制模块、模拟设备接口模块，采用SPI总线进行各模块间信号的传输。应用STM32作为控制器，使用Protel DXP设计出控制器时钟电路、USB转串口及程序下载电路、网络通信电路、电源及级联电路、SPI总线电路、模拟信号机检测控制电路、转辙机检测控制电路、发车表示器控制电路。使用C语言设计系统通信程序、主控制程序和模拟设备控制程序。PC机上层控制软件通过网络通信发送控制命令至控制系统，系统主控制器STM32处理后将控制信号通过SPI总线传输至模拟设备电路，控制信号通过模拟设备电路的转换实现对模拟信号机、模拟转辙机、模拟发车表示器的控制和状态信号采集。 为了能使该控制系统方便应用于实验室机柜中，参照GB3047-1986,为系统PCB板设计了一套便于硬件插拔和接线的4U插箱。控制系统结合插箱的使用，能准确控制和采集各模拟设备的信号，使沙盘仿真轨道交通现场运行真实情况。师生可以不用到工程现场，在实验室便可进行城市轨道交通的一般实验与研究。经过调试，该控制系统具有良好的稳定性、较强的扩展性及严格的规范性。 |
| 作者： | 余嘉希 |
| 专业： | 仪器仪表工程 |
| 导师： | 陈春俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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