PLC在地铁架车机控制中的应用.pdf

自动化 DOI 1 0 ． 3 9 6 9／ j ． i s s n ． 1 0 0 9 - 9 4 9 2 ． 2 0 1 3 ． 0 8 ． 0 2 0 P L C在地铁架车机控制中的应用 范卫兵 广州市地 下铁道 总公 司， 广 东广州 5 1 0 0 0 0 摘要介绍架车机在城市轨道交通行业的应用，以Y D J D 2 0 T 架车机为例，介绍欧姆龙P L C 控制系统在架车机同步控制上的应 用， 为维修人员提供参考。 关键词欧姆龙P L C ；架车机；同步控制 中图分类号 T P 2 9 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 99 4 9 2f 2 0 1 3 1 0 8 0 0 7 8一O 3 Ap p l i c a t i o n o f P LC o n S y n c h r 0 n i z a t i 0 n Co n t r o l o f S u b wa y Li fti n g S y s t e m F AN We i b i n g G u a n g z h o u Me t r o C o r p o r a t i o n ，G u a n g z h o u 5 1 0 0 0 0 ，C h i n a Ab s t r a c t I n t r o d u c e d t he a p pl i c a t i o n 0 f l i fti n g s y s t e m i n Ur b a n Ra i l Tr a n s i t I n d u s t r y． a n a l y z e d t h e a p p l i c a t i o n o f Omr o n P LC c o n t r o l s y s t e m o n t h e YDJ D2 0 T l i fti n g s y s t e m，p r o v i d e d a r e f e r e n c e f o r l i fti n g s y s t e m ma i n t e n a n c e ． Ke y wo r d s Omr o n PL C； l i fti n g s y s t e m ； s y n c h r o n i z a t i o n c o n t r o l 1 概述 架 车机 是轨道 车辆 检修所 需 的重要设 备 之 一 ，主要用于轨道车中、大修以及临修时将车辆 抬升，便于检修人员进行转向架和车底某些部件 的维护检查 、 拆卸。目前，在各行业中所使用的 架车机大致有 2种 ，分别是 固定式架车机和移动 式架车机。两种架车机结构原理类似，每台单机 主要有架升支撑构架 、丝杆螺母驱动装置 、电气 控制系统 、润滑系统等 ，其 中电气控制 系统负责 架车机同步升降的功能同时计算、比较每台单机 高度，从而调整单机升、降，实现架车机同步控 制 。 目前架车机电气控制系统一般采用西门子可 编程控制器 P L C 、欧姆龙P L C 或三菱P L C 控制系 统 ，三种控制方式原理基本相同。电气控制系统 根据单个立柱上的光电脉冲数 自动计算各个丝杆 的升降高度，P L C 对单组架车机高度进行对比并 自动控制快／ 慢电机启动或停止，实现三组l 2 台单 组架车机同步控制，将同步误差控制在一定范围 内，满足轨道车辆在维修时的工况要求。 收稿 E t 期 2 0 1 3 0 72 9 2国产架车机Y D J D 2 0 T欧姆龙 P L C控制系 统 广州铁道车辆厂生产的 Y D J D 2 0 T型 国产移动 式架车机共有 4 台欧姆龙 C P系列 的微型可编程控 制器 ，它们之间采用串行链接通信协议来实现数 据交换 ，如 图 1 所示 ，架车机 的 P L C控制系统 由 4个 型号 为 C P 1 H X A 4 0 D R A欧姆 龙 P L C组成 ， 工作于串行链接模式。组 P L C 加扩展模块负 责 每组 4台架 车机 限位开关 、操作按钮 、编码器 的信 号输 入 以及指示 灯 、电机 接 触器 如 1 组 K M1 ～ K M 4 ，如 图2 所示 的信号输 出；主控 P L C负责主控台控制面板操作开关、按钮信号输 入以及主控台指示灯 、主接触器 K M 0 1 ／ K M 0 2 如图2 所示的信号输出。P L C间的信息交换由 R S 4 8 5串行通讯完成。组P L C 一方面对本组的I ／ O 信号进行处理形成故障信号或升降请求，另一方 面根据编码器脉冲计算高度值 、同步位移值 ，然 后传送给主控P L C ；主控 P L C 先对全部 3 组的故 障信号或升降请求进行综合比较，若允许启动则 范 卫 兵 P L C 在 地 铁架车 机 控制中 的 应用 工 旦 ’ ， 』 l 组P L C 扩展 2 组P LC 扩展 3 组P L C 扩展 图1 P L C控制系统的组成 接通主接触器 K M0 1 或 K M0 2 ；另外 ，在同步状 态下则计算同步误差 ，若同步超差则启动同步调 整。然后 ，主控 P L C向各个组P L C 发出启动指令 或同步调整指令 ，组 P L C收到指令后 立即执行 ， 接通或断开各自的接触器K M 1 ～K M1 2 。为了防止 因R S 4 8 5 通讯中断造成失控 ，主控P L C会实时监 控通讯是否正常，发现异常急停报警n 。 触 摸屏 连接 在 主控 P L C第 一个 串行通 讯 口 上 ，实现人一 机交互对话。显示架车高度 、同步误 差 、报警信息 、故障记录以及操作功能选择开 L 1 L 2 L 3 P E QF 0 关。触摸屏全面显示设备的工 作状态信息 ，使架车机操作简 单 、维护方便 。 3 架车机同步控制原理 架车机可架起单节或 3 节编 组的地铁列车，每节地铁列车有 4 个架车点，起升单节 、三节车 时将使用到4 台、1 2 台单机，但 由于架车机电机特性 、架车时负 载、减速箱传动误差 、制造工 艺 不一样 等原 因会 造成架 车机 在升降过程中出现架车机组相 对高度超过安全范围 Y D J D 2 0 T 架车机同步误差为 4 m m ，造成车辆侧翻事故。 Y D J D 2 0 T架车机 同步控制主要 由欧姆龙 P L C 控制安装于丝杆螺母驱动装置顶部的光电编码器的 反馈脉冲 ，计数每 台架车机的丝杆旋转圈数 ，再 通过数据处理计算 出每组架车机 的实际高度进行 比较，当快机与慢机的实际升降误差超过允许值 8 m m，P L C 将控制快机暂停，待回到允许值后再 启动，以使同步超差在允许范围之内。若因继电 器触点粘滞或点动操作过频等导致同步超差至允 许值2 0 m m时，控制系统将 自动关闭所有架车机 l I I 删 0 -1 O 一 2 L 3 2 I l L 2 3 l L 1 3 O F 1 、 l o P 2 、 、 l o F l 2 、 I 、 ， 1 1 1 1 1 1 省 略 ’ 1 ’ 3 一 l 1 蟹 K i l l 删2 台位 1 ．1 1 1 2 『 Wl W 2 ，、、 - ， W 1 j U 1 j Vl V 2 Vl 2 FR1 _ I ． F R U 2 2 。 { U 1 ，。 ⋯ 。{ 】 丁 丁 丁 丁 】 ] 卜 ’ 2 ， 台位 一 1 2 g , 4 。 图2架车机主电路 盈 的升降功能 ，并在主控台人机 界面 、声 光系统 中给予 提示 和 警告 ，此时需要操作人员确认 现场情况 ，架 车机 同步原理 如 图3 所示 I 。 4 P L C程序设计 分析 Y D J D 2 0 T型 国产 移 动式 架 车机的同步度控制程序大体可 分为2 部分单组台位根据光栅 编码计算出单个机组的位移高 度 ；主控 P L C 接收单组位移高 度进行 比较 同步调 整控制 电机 停／ 转 。 4 ． 1 单组台位位移高度计算 佃 首先利用欧姆龙P L C指令 F L T L 将端 口脉冲数转变为浮点 3 2 位数据，再根据操作台选择 主机升／ 主机降指令来判断端 口 脉冲是否与累计脉冲相加减 ，