基于plc的輕軌列車(chē)清洗機(jī)控制系統(tǒng)

1、<p>　　基于PLC的輕軌列車(chē)清洗機(jī)控制系統(tǒng)</p><p>　　【摘要】隨著城市交通的飛速發(fā)展，輕軌列車(chē)傳統(tǒng)的人工擦洗的方式已經(jīng)無(wú)法滿足需求，自動(dòng)清洗已經(jīng)成為人們探討的焦點(diǎn)。本文通過(guò)PLC技術(shù)構(gòu)成列車(chē)清洗機(jī)電氣控制系統(tǒng)，對(duì)清洗流程、清洗機(jī)控制的邏輯、PLC控制的設(shè)計(jì)以及控制系統(tǒng)的安全性和可靠性進(jìn)行闡述。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】輕軌列車(chē)；清洗機(jī)；PLC；控制系統(tǒng) &l

2、t;/p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：U239.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　隨著我國(guó)城市的發(fā)展，軌道交通已經(jīng)成為人們出行便捷及主要交通工具，其車(chē)廂的整潔不僅體現(xiàn)一個(gè)城市的面貌，更體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的全民素養(yǎng)，因此輕軌的車(chē)輛清潔顯得尤為重要。人工清洗作為傳統(tǒng)的清洗方式，由于其效率低、費(fèi)工費(fèi)時(shí)，已經(jīng)

3、無(wú)法滿足現(xiàn)有的輕軌列車(chē)的清洗要求，清洗方式正在逐漸向高壓水噴洗等現(xiàn)代方式轉(zhuǎn)變。因此，針對(duì)輕軌列車(chē)外部清洗技術(shù)，研制開(kāi)發(fā)一種自動(dòng)化程度高、安全可靠、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的清洗設(shè)備及控制系統(tǒng)，對(duì)我國(guó)軌道交通的發(fā)展以及列車(chē)的使用保養(yǎng)，以及推動(dòng)城市軌道交通技術(shù)裝備的進(jìn)一步發(fā)展都有著十分重要的意義。 </p><p>　　因此，筆者在文中主要研究輕軌列車(chē)自動(dòng)清洗系統(tǒng)，對(duì)輕軌列車(chē)外邊面的灰塵、油污及其它污漬進(jìn)行自動(dòng)清潔，即可節(jié)省人力、物

4、力，更可以提高工作效率，同時(shí)避免由人工刷洗造成的車(chē)體漆膜的損壞。目前，在列車(chē)自動(dòng)清洗機(jī)系統(tǒng)多采用可編程邏輯控制器（PLC）實(shí)現(xiàn)控制，極大的提高列車(chē)的清洗效率。 </p><p>　　二、列車(chē)清洗主要流程及設(shè)計(jì) </p><p><b>　　2.1、清洗流程 </b></p><p>　　列車(chē)清洗流程中，依次進(jìn)行適量噴水預(yù)濕-噴洗滌劑-干擦-回收

5、水一次刷洗-清水二次刷洗-高壓清水三次沖洗。干擦過(guò)程中，同時(shí)可穿插后端及側(cè)面人工補(bǔ)洗，保證清洗質(zhì)量。洗車(chē)原理如下圖所示。 </p><p>　　2.2、清洗機(jī)控制邏輯 </p><p>　　清洗機(jī)的操控系統(tǒng)由操作員在操作盤(pán)上進(jìn)行操控，可編程控制器作為控制的核心，通過(guò)各種傳感器對(duì)操作現(xiàn)場(chǎng)位置、清洗情況進(jìn)行監(jiān)控和檢測(cè)。控制系統(tǒng)主要組成為供水系統(tǒng)、清洗控制、端洗平臺(tái)控制、信號(hào)控制和安全連鎖等系統(tǒng)

6、組成，如下圖所示。 </p><p>　　2.3、PLC控制設(shè)計(jì) </p><p>　　PLC作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部件，主要原理是按照既定的算法進(jìn)行輸入輸出的變換，即信息處理。PLC作為俄整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制的核心部件，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的好壞具有重要作用，是該項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容之一。PLC在實(shí)施控制的兩個(gè)基本點(diǎn)為輸入輸出的變化和物理實(shí)現(xiàn)，主要組成如下圖所示：中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入接口電路、

7、輸出接口電路、通信接口、內(nèi)部電源等部分組成。 </p><p>　　在接到用戶指令后，PLC運(yùn)行過(guò)程分為三個(gè)階段：首先為輸入信號(hào)采樣階段，其次為用戶指令執(zhí)行階段，最后是結(jié)果輸出階段。這三個(gè)階段構(gòu)成了PLC用戶程序的一個(gè)掃描周期。 </p><p>　　首先為輸入信號(hào)采樣階段，又叫刷新階段；PLC讀入外面信號(hào)的輸入狀態(tài)并輸入到映像存儲(chǔ)器中。在此階段內(nèi)，PLC對(duì)其它兩個(gè)階段的動(dòng)作及信號(hào)是在屏蔽

8、狀態(tài)的，僅僅接受輸入口的狀態(tài)信息，以保證輸入刷新階段的安全性。 </p><p>　　其次為用戶指令執(zhí)行階段；PLC 在執(zhí)行用戶程序時(shí)，通常根據(jù)梯形圖的順序，以先左而右、從上對(duì)下的原則，對(duì)每條指令進(jìn)行讀取及解釋?zhuān)ㄟ^(guò)邏輯運(yùn)算，運(yùn)算出輸入映像存儲(chǔ)器和輸出映像存儲(chǔ)器的每條指令的結(jié)果，并存入相應(yīng)的寄存器中。在此過(guò)程中，如果輸出狀態(tài)為Y，則表示此條命令通過(guò)，繼而再執(zhí)行下一條指令，直至END指令。同樣，在此階段內(nèi)，PLC對(duì)

9、其它兩個(gè)階段的指令及信息處于屏蔽狀態(tài)，即輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及輸出存儲(chǔ)器的動(dòng)作均處在鎖死的狀態(tài)。 </p><p>　　最后為結(jié)果輸出階段，也叫輸出刷新；輸出映像存儲(chǔ)器的狀態(tài)在PLC指令執(zhí)行階段完成后，將被成批輸出到輸出鎖存儲(chǔ)器中，后背一一對(duì)應(yīng)輸出，也就是PLC的實(shí)際結(jié)果。同樣，在輸出刷新階段，PLC對(duì)于其它兩個(gè)階段進(jìn)行屏蔽。 </p><p>　　以上三個(gè)階段構(gòu)成了PLC用戶程序的掃描周期，同

10、時(shí)在此周期內(nèi)設(shè)置規(guī)定時(shí)間監(jiān)視定時(shí)器，保證了PLC在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)超時(shí)現(xiàn)象時(shí)，可及時(shí)停止運(yùn)行，防止死循環(huán)的出現(xiàn)。 </p><p>　　2.4、控制系統(tǒng)的安全性可靠性設(shè)計(jì) </p><p>　　列車(chē)清洗機(jī)是在工業(yè)環(huán)境下，集機(jī)、電、液、光、氣、水多項(xiàng)技術(shù)于一身的綜合系統(tǒng)，如果環(huán)境惡劣或有電磁干擾強(qiáng)烈等情況存在，系統(tǒng)的安全性和可靠性就會(huì)受到威脅。PLC通過(guò)輸入和輸出信號(hào)進(jìn)行控制，錯(cuò)誤的信號(hào)或者干

11、擾信號(hào)可能會(huì)使PLC接收到錯(cuò)誤的信息，從而造成錯(cuò)誤的動(dòng)作或者指令，或者數(shù)據(jù)丟失，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)失控。因此，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，控制系統(tǒng)的安全性及可靠性就要充分的被考慮，以減少干擾的影響，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 </p><p>　　控制系統(tǒng)的可靠性一般從兩方面進(jìn)行考慮，其一為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與使用的科學(xué)性及合理性，其二為系統(tǒng)軟件、硬件的保護(hù)措施以及抗干擾能力。本文重點(diǎn)針對(duì)第二個(gè)方面，從軟、硬件的系統(tǒng)保護(hù)以及抗干擾入手，提高系統(tǒng)

12、的可靠性。 </p><p>　　PLC的干擾形式分為兩大類(lèi)，內(nèi)部干擾和外部干擾。內(nèi)部干擾主要是內(nèi)部元器件本身質(zhì)量問(wèn)題，也就是硬件故障；外部干擾主要是外部設(shè)施或強(qiáng)電設(shè)備的侵入，情形比較復(fù)雜。 </p><p>　　針對(duì)硬件采取保護(hù)的措施主要有：輸入、輸出信號(hào)的電纜分開(kāi)鋪設(shè)，必要時(shí)可選用帶有屏蔽層的電纜；數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)分電纜進(jìn)行傳輸，并盡量縮短信號(hào)線長(zhǎng)度；PLC的電纜盡量遠(yuǎn)離產(chǎn)生電磁干擾

13、的裝置，并且多塵、腐蝕氣體、震動(dòng)、潮濕等場(chǎng)所也應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。針對(duì)軟件采取的措施主要有：系統(tǒng)開(kāi)機(jī)自檢程序、輸入信號(hào)去抖動(dòng)程序、首發(fā)故障判斷程序、編制系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)程序等，通過(guò)具體的邏輯程序的控制，使系統(tǒng)的軟件處于被監(jiān)視的狀態(tài)，從而降低軟件系統(tǒng)的故障。 </p><p><b>　　三、結(jié)論 </b></p><p>　　車(chē)輛自動(dòng)清洗控制系統(tǒng)是一個(gè)結(jié)合現(xiàn)代自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展而

14、產(chǎn)生的一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能及設(shè)備要求嚴(yán)謹(jǐn)，電控系統(tǒng)是整個(gè)控制系統(tǒng)的大腦，同時(shí)通過(guò)PLC技術(shù)的結(jié)合，保證了自動(dòng)清洗系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。輕軌列車(chē)在實(shí)現(xiàn)清洗自動(dòng)化的同時(shí)，充分考慮到預(yù)定的清洗要求，同時(shí)具有完善的安全保護(hù)系統(tǒng)，使得基于PLC的輕軌列車(chē)自動(dòng)清洗系統(tǒng)在工作過(guò)程中的人、車(chē)的安全。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]王

15、慧英 PLC在自動(dòng)洗車(chē)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]-機(jī)電工程2009.26(3) </p><p>　　[2]朱廣西 基于PLC和組態(tài)軟件的列車(chē)自動(dòng)清洗機(jī)控制系統(tǒng)[J]-電工技術(shù)2010(6) </p><p>　　[3]陳芳,任光勝,劉玉巖 基于 PLC的輕軌列車(chē)清洗機(jī)控制系統(tǒng).機(jī)械2007.12 </p><p>　　[4]李文東 動(dòng)車(chē)組濾網(wǎng)(筒)清洗機(jī)[J]-鐵道車(chē)