基于plc的輕軌列車清洗機控制系統(tǒng)

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

2、t;/p><p>　　中圖分類號：U239.3文獻標(biāo)識碼： A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　隨著我國城市的發(fā)展，軌道交通已經(jīng)成為人們出行便捷及主要交通工具，其車廂的整潔不僅體現(xiàn)一個城市的面貌，更體現(xiàn)了一個國家的全民素養(yǎng)，因此輕軌的車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、費工費時，已經(jīng)

3、無法滿足現(xiàn)有的輕軌列車的清洗要求，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，針對輕軌列車外部清洗技術(shù)，研制開發(fā)一種自動化程度高、安全可靠、運行經(jīng)濟的清洗設(shè)備及控制系統(tǒng)，對我國軌道交通的發(fā)展以及列車的使用保養(yǎng)，以及推動城市軌道交通技術(shù)裝備的進一步發(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自動清洗系統(tǒng)，對輕軌列車外邊面的灰塵、油污及其它污漬進行自動清潔，即可節(jié)省人力、物

4、力，更可以提高工作效率，同時避免由人工刷洗造成的車體漆膜的損壞。目前，在列車自動清洗機系統(tǒng)多采用可編程邏輯控制器（PLC）實現(xiàn)控制，極大的提高列車的清洗效率。 </p><p>　　二、列車清洗主要流程及設(shè)計 </p><p><b>　　2.1、清洗流程 </b></p><p>　　列車清洗流程中，依次進行適量噴水預(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。干擦過程中，同時可穿插后端及側(cè)面人工補洗，保證清洗質(zhì)量。洗車原理如下圖所示。 </p><p>　　2.2、清洗機控制邏輯 </p><p>　　清洗機的操控系統(tǒng)由操作員在操作盤上進行操控，可編程控制器作為控制的核心，通過各種傳感器對操作現(xiàn)場位置、清洗情況進行監(jiān)控和檢測?？刂葡到y(tǒng)主要組成為供水系統(tǒng)、清洗控制、端洗平臺控制、信號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 </p><p>　　PLC作為整個控制系統(tǒng)的核心部件，主要原理是按照既定的算法進行輸入輸出的變換，即信息處理。PLC作為俄整個現(xiàn)場控制的核心部件，對整個系統(tǒng)的好壞具有重要作用，是該項目的主要研究內(nèi)容之一。PLC在實施控制的兩個基本點為輸入輸出的變化和物理實現(xiàn)，主要組成如下圖所示：中央處理器（CPU）、存儲器、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運行過程分為三個階段：首先為輸入信號采樣階段，其次為用戶指令執(zhí)行階段，最后是結(jié)果輸出階段。這三個階段構(gòu)成了PLC用戶程序的一個掃描周期。 </p><p>　　首先為輸入信號采樣階段，又叫刷新階段；PLC讀入外面信號的輸入狀態(tài)并輸入到映像存儲器中。在此階段內(nèi)，PLC對其它兩個階段的動作及信號是在屏蔽

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，通常根據(jù)梯形圖的順序，以先左而右、從上對下的原則，對每條指令進行讀取及解釋，通過邏輯運算，運算出輸入映像存儲器和輸出映像存儲器的每條指令的結(jié)果，并存入相應(yīng)的寄存器中。在此過程中，如果輸出狀態(tài)為Y，則表示此條命令通過，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

9、其它兩個階段的指令及信息處于屏蔽狀態(tài)，即輸入數(shù)據(jù)存儲器及輸出存儲器的動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器中，后背一一對應(yīng)輸出，也就是PLC的實際結(jié)果。同樣，在輸出刷新階段，PLC對于其它兩個階段進行屏蔽。 </p><p>　　以上三個階段構(gòu)成了PLC用戶程序的掃描周期，同

10、時在此周期內(nèi)設(shè)置規(guī)定時間監(jiān)視定時器，保證了PLC在運行過程中出現(xiàn)超時現(xiàn)象時，可及時停止運行，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 </p><p>　　列車清洗機是在工業(yè)環(huán)境下，集機、電、液、光、氣、水多項技術(shù)于一身的綜合系統(tǒng)，如果環(huán)境惡劣或有電磁干擾強烈等情況存在，系統(tǒng)的安全性和可靠性就會受到威脅。PLC通過輸入和輸出信號進行控制，錯誤的信號或者干

11、擾信號可能會使PLC接收到錯誤的信息，從而造成錯誤的動作或者指令，或者數(shù)據(jù)丟失，嚴重時會使系統(tǒng)失控。因此，在設(shè)計系統(tǒng)時，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)的正常運行。 </p><p>　　控制系統(tǒng)的可靠性一般從兩方面進行考慮，其一為系統(tǒng)的設(shè)計與使用的科學(xué)性及合理性，其二為系統(tǒng)軟件、硬件的保護措施以及抗干擾能力。本文重點針對第二個方面，從軟、硬件的系統(tǒng)保護以及抗干擾入手，提高系統(tǒng)

12、的可靠性。 </p><p>　　PLC的干擾形式分為兩大類，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)量問題，也就是硬件故障；外部干擾主要是外部設(shè)施或強電設(shè)備的侵入，情形比較復(fù)雜。 </p><p>　　針對硬件采取保護的措施主要有：輸入、輸出信號的電纜分開鋪設(shè)，必要時可選用帶有屏蔽層的電纜；數(shù)字信號與模擬信號分電纜進行傳輸，并盡量縮短信號線長度；PLC的電纜盡量遠離產(chǎn)生電磁干擾

13、的裝置，并且多塵、腐蝕氣體、震動、潮濕等場所也應(yīng)盡量遠離。針對軟件采取的措施主要有：系統(tǒng)開機自檢程序、輸入信號去抖動程序、首發(fā)故障判斷程序、編制系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測程序等，通過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>　　車輛自動清洗控制系統(tǒng)是一個結(jié)合現(xiàn)代自動化控制技術(shù)發(fā)展而

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

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