铁路控制系统初探

在探讨控制系统前，先说说控制系统的需求：

1> 控制铁路轨道上各种设备的工作

2> 协调各设备之间协作

这2点有些过于抽象了，任何一个系统都有这些特性。

从系统设计的角度， 要做2方面的事情。

1> 确定控制系统与外部设备间的通信接口与协议

2> 确定内部系统构成与功能。

1.1 关于通信协议与接口， 行业上通用的是modbus接口， 参考网站： http://libmodbus.org/

另外一些协议均是与公司有关，设计到保密协议，无法深入讨论。个人感觉最深的是， 均是udp协议，这颠覆了我一直认为tcp更安全的偏见。

通过学习这些接口，也学会了如何利用sequence ID 与Time设计一个稳定安全的内部通讯协议。

1.2 关于数据，整个控制系统使用的均是开关信号， 将它看成一个BitTable， 数学上理解就很简单了。

2.1 关于控制系统

基本上分为2个系统，一个是监控与log系统， 一个是逻辑控制系统。

第一个系统， 和通用系统没啥区别，用linux构建，完成系统状态的监控与显示。

第2个是逻辑控制系统， 基本是基于PLC设计原理。

基本思路： 定周期Timer触发处理流程

                     读取各系统状态与输入设备缓冲区状态

                     依次执行PLC控制逻辑

                    读取输出状态，通过外设继电器控制各种设备状态。

难点: 如何设计控制规则

了解下来，基本工具类似Ladder, 也就是常说的梯形图， 关于Ladder参考 （http://www.ladder-logic.com/hello-world/）

通过工具设计好控制逻辑后，将控制逻辑导出，并通过通信协议，传输到控制系统。

这样，整个控制系统就是可编程的了。

系统从技术上来说就2个难点， 1， 如何设计控制逻辑， 2 如何通过GUI，显示整个控制系统，并提供良好的人机交互。

2.2 安全

整个系统的稳定性是靠系统冗余来解决的。即所有设备和通信网络均由2个， 这样，假设单线的故障概率为0.001， 整个系的故障概率就为 （0.001）的4次方，

很低了。

这里有个难点是，主从系统如何切换，如何处理冗余系统， 这就又回到第一个问题，通信协议的设计了。