本文基于现场总线通信理论,采用目前比较流行的CAN总线和RS485总线实现了车站联锁系统操作和控制的全新制式,以满足铁路提速、高效率、高密度的运行状况的需求,同时对智能操作台系统的设计应用进行了深入研究。本文在如下几个方面开展了工作: 1.分析了联锁系统的发展和现状,在研究现有计算机联锁系统和6502电气集中联锁系统的常规控制台存在问题的基础上,提出了基于现场总线的车站智能控制台系统的结构方案。控制台系统主要有操作台、工控机、防错办、值班员机、采集驱动模块和电源部分组成,其中操作台和工控机之间采用了RS485总线,工控机与其他部分硬件采用CAN总线。 2.介绍了现场总线的定义和特点及先进的CAN总线的核心器件,并根据模块化和冗余的设计原则,进行了车站智能控制台系统的盘面的单元模块、通信机模块、采集和驱动模块的软硬件设计,以及工控机的软件设计。 3.介绍了CAN2.0A通信协议的数据格式,根据数据组织的实际情况制定了具体的RS485通信协议和CAN通信协议。 4.控制台系统硬件设计提出了地址自动识别和模块化设计先进的技术,所有的采集模块、驱动模块和操作台单元模块的软硬件分别相同,各种类型模块在总线上的实际地址有模块的安装位置决定;从而满足系统不间断运行、部件维护方便和快捷的需要。另外,智能控制台系统具有防止进路错办和漏办的防错办能力;一旦操作台无法正常使用,值班员机可以代替操作台使用。 5.系统的安全性和可靠性设计,在硬件方面采用冗余技术和工业级的元器件,有的甚至选用了航空航天级,如操作台单元模块接插件;而且每个模块和工控机都采用硬件看门狗。根据“故障导向安全”驱动输出设计原则设计了动态驱动电路。为了保证系统安全可靠的工作,在软件方面,采用了上电自检、定时自检等技术;同时所有的传送数据均进行校验,重要数据采用冗余备份。