計算機聯鎖控制系統中數據采集模塊的設計

白玉

【摘要】 隨著現代控制、通信、計算機網絡的快速發展，鐵路車站信號控制系統的安全性和可靠性設計變得越來越重要，它由上、下位機和通信模塊構成，用戶通過操作上位機的顯示界面啟動對下位機的操作，實現進路控制、調車控制、監督聯鎖設備狀態等功能。

【關鍵詞】 計算機聯鎖 數據采集 MCU模塊

一、聯鎖系統的發展

目前，我國鐵路車站信號控制普遍采用繼電式6502電氣集中控制，該系統是二十世紀六十年代在我國鑒定并推廣的技術，全部的邏輯控制均采用安全型繼電器，其系統至今仍在我國鐵路站場控制中發揮著巨大的作用。但經過多年的運行和發展，該設備己顯出了很多弊病，如：體積龐大、效率低下、故障定位難、維修不方便等。為保證站內行車安全，提高鐵路運輸效率，改善行車人員勞動條件，對鐵路信號控制提出了更加高效、安全、可靠的要求。隨著計算機技術的飛速發展以及可靠性和安全性理論的新進展，鐵路信號聯鎖系統在不斷地更新和發展，其發展過程已經經歷了機械聯鎖、機電聯鎖和繼電集中聯鎖幾個階段，目前正逐步取代集中聯鎖系統。本文對該系統的實現方案中的關鍵技術進行設計和研究。

二、計算機聯鎖系統結構和系統構成

所謂計算機聯鎖系統，即采用計算機技術組成的車站信號自動控制系統。其以進路、道岔、信號為控制對象，由計算機系統來實現進路、道岔、信號之間的聯鎖，按列車運行和調車作業的要求，自動控制選擇進路、轉換道岔、開放信號等一系列操作。

計算機聯鎖系統由硬件設備和軟件設備構成。硬件設備包括聯鎖計算機、安全檢驗計算機及現場信號機、轉轍機、軌道電路等室外設備。軟件設備包括：參與聯鎖運算的車站數據庫和聯鎖邏輯運算的的應用程序。

計算機聯鎖的操作方法與繼電聯鎖相似，由于它實現了從有接點到無接點的變革，操作人員辦理進路時，只需先按進路始端鈕，再按進路終端鈕即可完成。此時計算機就執行操作輸入程序和聯鎖處理程序。根據輸入的按鈕代碼，從進路矩陣中找出相應的進路，然后檢查是否符合選路條件，只有完全滿足選路條件后，程序才能轉入選路部分。在執行信號開放程序中，是根據運行表區內容，連續不斷地檢查各項聯鎖條件，條件滿足后信號機才能開放。當列車進入信號機后方，信號機即自動關閉，隨著列車的運行，進路可順序逐段解鎖。

三、數據采集板的設計

3.1硬件設計

本數據采集板分為：MCU模塊、數據緩存模塊、接口分壓模塊、地址分配模塊、干擾濾波模塊、電源及串口模塊。

設計思想：首先通過接口分壓模塊完成對外部82路開關量的分壓，通過干擾濾波模塊濾除高頻干擾后接到數據緩存模塊，完成數據的外圍采集；

地址分配模塊通過單片機P2口高3位及138譯碼器配合作用完成對7片373芯片的選通，7片373芯片的八位輸出口通過總線形式與單片機的P0口連接，單片機通過串口與PC機進行通信。傳遞采集數據。

主要器件選用：8051單片機一片，74373地址鎖存芯片7片，138譯碼器芯片1片。

3.2數據采集模塊軟件設計

初始化：開辟地址空間Adress[7]，數據空間buff_1[7]，buff_2[7]，設定波特率，串口初始化，定時器初始化；利用定時/計數器T0的方式1，產生50ms的定時等待中斷；進入T0中斷子程序后先令TR0=0關閉T0中斷，如果FLAG為0說明第一次采集數據，經for循環語句取第一組數據放入buff_1中，令TR0=1開定時器0并等待中斷，如果FLAG為1說明第二次采集數據，第二組數據放入buff_2中程序向下執行；比較buff_1和 buff_2數據，如果相同通過串口發送，如果不同丟棄重新采集。

主程序流程圖如下圖所示：

四、結束語

根據鐵路自身運行特點，該計算機聯鎖系統從硬件和軟件方面進行設備配置，通過現場總線通信系統使微機聯鎖各系統能夠正常運行，最后對該系統的安全性進行驗證，驗證結果表明，該系統能夠滿足其運行安全的需要。

參 考 文 獻

[1]曾小清.基于通信的軌道交通運行控制[M].上海：同濟大學出版社， 2007.

[2]白駒珩，雷曉平.單片計算機及其應用[M] .北京：高等教育出版社，成都：電子科技大學出版社，2005.

[3]趙志熙.車站信號控制系統 [M] . 北京：中國鐵道出版社，2006.