簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 施舜文
Shun-wen Shih
論文名稱: 台灣高鐵主地震偵測器之旁路系統開發與設計
A Bypass System for Main Earthquake Sensors of Taiwan High Speed Rail
指導教授: 陳南鳴
Nanming Chen
口試委員: 廖慶隆
none
劉添華
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 88
中文關鍵詞: 旁路系統主地震偵測器可程式邏輯控制器互鎖迴路RS-422
外文關鍵詞: bypass system, main earthquake sensor, programmable logic controller, interlocking circuit, RS-422
相關次數: 點閱:494下載:2
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報

旁路系統的目的為將故障源暫時隔離,使原運轉中的系統不會因為某一元件故障或誤動作而導致停止運轉。在台灣高鐵系統中所裝設的主地震偵測器可能會發生故障,例如:機器本身的電源或接點故障、主地震偵測器與自動行車控制系統之間的纜線掉落。或誤動作,例如:通訊機房附近的施工造成主地震偵測器誤動作等。皆可能會造成高速火車減速或停止運轉。本旁路系統開發的目的為當台灣高鐵的主地震偵測器發生故障或誤動作時,能藉由遠端控制將主地震偵測器旁路,隔離其發出的警告訊號,讓台灣高鐵能正常營運,減少營運損失。
本文所製作的旁路系統包含控制站與旁路裝置,控制站使用LabVIEW圖控軟體作為人機介面,而旁路裝置中包含有工業界常用的可程式邏輯控制器、安全繼電器、24V電源供應器及旁路電驛,並且採用RS232與RS422的通訊方式。控制站透過台灣高鐵的通訊系統將控制訊號傳送至台灣高鐵沿線的通訊機房內,利用可程式邏輯控制器與安全繼電器之間的互鎖迴路,控制旁路電驛動作,而將主地震偵測器旁路。
本旁路系統經實驗室測試可從控制站監控旁路裝置的狀態,且若旁路裝置中的元件發生問題,也能即時顯示於控制站的人機介面中,並儲存於資料庫作為維修使用,因此驗證本論文開發的系統具有可行性。


The purpose of a bypass system is to bypass the fault source of an operating system so that the system can resume operation. When a main earthquake sensor of Taiwan High Speed Rail breaks down or malfunctions, it may order running trains to stop. The purpose of the bypass system designed in this research is to bypass the faulty main earthquake sensor via remote control when it breaks down or malfunctions, so that Taiwan High Speed Rail can reduce financial loss.
The bypass system designed in this research contains several workstations and bypass devices. LabVIEW is used to design the man-machine interface of the workstations, and bypass devices include programmable logic controllers (PLC), safety relays, power supplies and bypass relays. The communication protocols of the bypass system are RS-232 and RS-422. The workstations can send control commands to the equipment in communication rooms via the communication system of Taiwan High Speed Rail to control bypass relays through the interlocking circuits between PLCs and safety relays.
Test results in the laboratory show that these workstations can monitor and control the status of bypass devices. When any element in the bypass device fails, its status will show up on the man-machine interface and the information of the event will be saved in the MySQL database. Experimental results confirm the feasibility of the bypass system designed in this research.

摘要 I Abstract III 誌謝 IV 目錄 V 圖目錄 VII 表目錄 XI 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 文獻回顧 3 1.4 章節概述 5 第二章 主地震偵測器之旁路系統 7 2.1 前言 7 2.2 一般監控系統 7 2.3 台灣高鐵地震偵測器的功能 9 2.4 通訊協定 10 2.4.1 TCP/IP通訊協定 10 2.4.2 RS-232通訊協定 13 2.4.3 RS-422通訊協定 14 2.5 旁路系統之規劃 15 第三章 系統架構 18 3.1 前言 18 3.2 系統架構說明 18 3.3 OPC概述 20 3.4 系統硬體架構 23 3.4.1 可程式邏輯控制器介紹 23 3.4.2 安全繼電器介紹 27 3.5 系統軟體架構 28 3.5.1 LabVIEW虛擬儀表架構 28 3.5.2 MySQL 31 3.5.3 NI-OPC Server介紹 31 第四章 旁路系統之軟體與硬體整合 34 4.1 前言 34 4.2 可程式邏輯控制器之規劃與設計 34 4.3 LabVIEW人機介面規劃設計 39 4.4 LabVIEW連結NI-OPC Server之設定 49 4.5 LabVIEW與資料庫連結 51 4.6 軟體與硬體整合測試 56 第五章 實驗結果 58 5.1 前言 58 5.2 系統操作說明 58 5.3 實驗室測試 63 第六章 結論與未來研究方向 73 6.1 結論 73 6.2 未來研究方向 74 參考文獻 75 作者簡介 79

[1] 許哲銘,「台灣高鐵在地震脫軌時緊急應變措施之研究」,國立中央大學營建管理研究所碩士論文,中華民國一百年六月。
[2] 捷運鋼軌電弧改善設備,
http://www2.dorts.gov.tw/news/newsletter/ns260/rp260_08.html
[3] 曾乙申,朱昌龍,「捷運系統軌道絕緣接頭電弧現象研究」,亞東技術學院電機工程系,行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告,中華民國九十七年。
[4] 朱振國,「自動列車駕駛旁路系統之研製」,臺北大眾捷運股份有限公司,臺北市政府員工平時自行研究報告。
[5] 林昌逸,「基於PLC-LabVIEW及Internet之電力需量監控系統人機介面研製」,崑山科技大學電機工程研究所碩士論文,中華民國九十九年。
[6] A. T. De Almeida, E. L. Vine, “Advanced Monitoring Technologies for the Evaluation of Demand Side Management Programs,” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 10, No. 3, pp. 1691-1697, 1995.
[7] 吳裕明,「應用RS-232串列埠之技術監控用戶之用電行為」,中原大學電機工程學系碩士學位論文,2002年。
[8] 張仁偉,「開發基於DSP及嵌入式技術之電能監控系統」,國防大學中正理工學院電子工程研究所碩士學位論文,2006年。
[9] B. Qiu, H. B. Gooi, Y. Liu, and E. K. Chan, “Internet-based SCADA Display System,” IEEE Computer Applications in Power,
Vol. 15, No. 1, pp. 14-19, Jan., 2002.
[10] S. Chen, “Open Design of Networked Power Quality Monitoring Systems,” IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement,
Vol. 53, No. 2, pp. 597-601, April, 2004.
[11] C. P. Young, W. L. Juang, and M. J. Devaney, “Real-Time Intranet Controlled Virtual Instrument Multiple-Circuit Power Monitoring,”
IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 49,
No.3, pp. 579-584, June, 2000.
[12] A. W. L. Yao, and C. H. Ku, “Developing a PC-Based Automated Monitoring and Control Platform for Electric Power Systems,”
Electric Power Systems Research, Vol. 64, No. 2, pp. 129-136, Feb., 2003.
[13] 劉佳任、林啟豐,「監控系統之概述」,中華技術雜誌,第三十七期,第85~90頁,民國八十七年一月。
[14] 陳志沅,「軌道電力監控與保護系統研製」,國立台灣科技大學電機工程系碩士論文,中華民國九十年。
[15] 李坤享、包志強,「台灣高鐵號誌安全原則」,中華技術雜誌,第八十六期,第100~116頁,民國九十九年四月。
[16] 鄭永祥,「高鐵的營運事故—以茂林地震為例」,科學發展,第468期,第18~24頁,民國一百年十二月。
[17] 台灣高速鐵路,
http://www.thsrc.com.tw/tc/travel/travel_safe_railroad.asp
[18] 方盈,TCP/IP通訊協定─理論與實務,台北,博碩文化股份有限公司,民國八十六年。
[19] 楊豐瑞,TCP/IP概論,台北市,學貫行銷,民國九十六年。
[20] 張原銘、鄭凱元,數位電路設計,逢甲大學資訊工程學系專題報告,民國九十一年。
[21] 松田稔,RS-232C介面技術應用,台北市,全華,民國七十五年。
[22] 維基百科網址,http://zh.wikipedia.org/wiki/RS-422
[23] National Instruments,
http://digital.ni.com/public.nsf/allkb/23DCB9A712330BCD862571550030F4ED, 民國一百零一年五月二十四日。
[24] 蔡佳仁,「整合行監控系統之開發」,國立中山大學機械工程研究所碩士論文,民國九十年。
[25] 岳志順,「小型嵌入式伺服器之設計與實現」,義守大學電子工程學系碩士班論文,民國九十三年。
[26] 劉源宏,「圖形監控應用於工廠電力系統之研究」,國立台灣海洋大學機械與輪機工程學系碩士學位論文,民國九十年。
[27] 李文璞,「OPC 應用於LabVIEW 遠端設備監控之研究」,大葉大學機械工程研究所碩士班碩士論文,民國九十四年。
[28] OPC Common Definitions and Interfaces, OPC Foundation, Oct. 1998.
[29] OPC Overview Version 1.0, OPC Foundation,Oct. 1998.
[30] OPC Data Access Custom Interfaces Standard, Version 2.05A, OPC Foundation, July. 2002.
[31] 黃昕暐,完全剖析COM,華彩軟體股份有限公司,2000年。
[32] 蔡孟哲,COM/ActiveX 實作寶典,松岡電腦圖書公司,2000年。
[33] 侯俊傑,COM 本質論,碁峰資訊股份有限公司,2000年。
[34] G. Eddon and H. Eddon, Inside Distributed COM,恒逸資訊編譯,1998 年。
[35] 歐陽峰,可程式邏輯控制器之應用,農業自動化叢書第十二輯第九章,民國九十二年。
[36] GE Fanuc Control Systems Solutions, p170, http://www.ge-ip.com/
[37] LabVIEW User’s Manual, National Instrument, 2000.
[38] 惠汝生,LabVIEW 7.1 Express 圖控程式應用,全華科技,民國九十三年十月。
[39] 鄧瑋敦,「MySQL 5徹底研究」,譯自Michael Kofler,2006,博碩文化股份有限公司。
[40] D. K. Kim, S. K. Yoo, I. C. Park, M. Choa, K. Y. Bae, Y. D. Kim and J. H. Heo, “A Mobile Telemedicine System for Remote Consultation in Cases of Acute Stroke,“ J Telemed Telecare, Vol. 15, No. 2, pp. 102-107, 2009.

QR CODE