基于PLC的地铁列车清洗机端洗仿形技术研究.pdf

刘富强 基 于 P L C的地铁 列车清洗机端洗仿形技 术研 究 轨道交通装备与技术 第 5期 2 0 1 5年 9月 图 4列 车 清 洗机 端 洗 P L C控 制 原 理 图 2 ． 4 P L C 与变频 器 的通讯 变 频 调速 已成 为 电机 调 速 的 主要 方 式 ， 目前 许 多 变频 器都 附带 了串行 通 讯 功 能 ， 这 样 由变 频 器 与 上位 控 制器 P L C 组 成 的串行 通讯 控制 系 统 比传 统 的端 子 接线 控制 方 式有 了更 强 的抗 干 扰 能 力 、 更 高 的传 输 速率 ， 并且 可 以很 方 便地 实现 1台上 位 机 控 制 器对 多 台变频 器参 数 的控制 。 1 器件 列 车 清洗 机 控 制选 用 欧 姆 龙 P L C， 型 号 为 C P 1 H X A 4 0 D T D。 P L C 上 选 配 型 号 为 C P 1 W C I F 1 1的 O ME O N R 4 8 5选 件 板 ， 与 型 号 为 F R N 2 ． 2 G I S一 4的 2台富 士 交 流 变 频 器 通 讯 ， 配 2 4 V直 流 电源 。 2 连接 根 据 R S一 4 8 5接 口定义 ， 将 P L C的发 送 和接 收端 口与 2台变频 器 的发送 和接 收端 连接 起 来 ， 并 且将 P L C和变 频器 的 F G端 子连 接 接地 。 3 通 信及 控 制 过 程 P L C 自带 Mo d b u sR T U 简 易 主站 功 能 ， 硬 件 配 置 型 号 为 C P 1 W C I F 1 1的 4 8 5通 讯模 块 ， 需 要 对 该 模 块 进 行 拨 码 设 定 。变 频 器 支 持 Mo d b u s～R T U协 议 ， 这 样 P L C 只 需 要 做 些 简单的设 置 ， 编写 简单 的程 序就 可 以通讯 了。在 P L C编 程 软 件 C XP r o g r a mm e r 串 口设 置 中设 置 好 通讯方式 Mo d b u s R T U 、 波特率 、 数据位等 ， 然后 按照要求制作通讯线。把变频器的波特率 、 站号、 数 据地 址等 有 关参 数 与 P L C串 口设 置 一 致 即可 实 现 P L C与变频 器 的通讯 功 能” 。 端洗 时 ， 当刷 组靠 近车 头并 与 车体接 触后 ， 吃 毛 量增 加 ， 控制 刷组 旋 转 的变 频 电机 电流 值 也 随 之增 大 ， P L C通过变频器对旋转电流值进行采样 ， 共发送 8个电流值 ， 然后将 8个 电流值按照高低字节逐个 比较 ， 找 出其 中的最大 值后 与设 置 电流值 进行 比较 ， 如果最大电流值小于设定值 ， 则端洗刷组还要 向车 头 靠近 ， 增加 洗 刷 力 量 。如 果 采 样 的 平均 值 大 于设 定值 ， 则 P L C给控制上下行走 的电机发 出信号 ， 端 2 4 洗刷 组 向上运 动 ， 这时 由于 车端 为 曲线 ， 则 旋转 电机 的 电流值 有所 降低 ， 随 后 P L C给 前后 走 行 电机 发 出 控制 信号 ， 刷 组 向靠 近 车端 方 向运动 ， 随着 刷组 靠近 车体 ， 吃 毛量 增大 ， 旋 转 电机 电流值 再 次增 大 ， 依 次 循环 ， 每次 循环 的持续 时间 设置 为 1 0 0 m s 。整个 端 洗持 续 时间 为 4～ 5 m i n 。 2 ． 5刷 组纵 向位 置控 制 为 了纵 向控 制 整个 端 洗 过 程 ， 在端 洗 转 动架 的 不 同位 置上 安装 4个接 近 开关 ， 分配 表如 表 1 所 示 。 当刷 组 到达 每个 位 置 的 时候 ， 接 近开 关 感 受 到 刷组 的具体位置 ， 给 P L C 1 个反馈信号 ， P L C执行相应的 程 序 ， 完成 一定 的清 洗 动作 。接 近 开关 的安 装 高 度 应根据地铁列车的端面曲线及车体前端面构造来确 定 ， 在 调试 列车 清 洗 机 时 ， 在 地铁 列 车 的配 合 下 ， 根 据 实 际清 洗 的情况 ， 不断 调整 接近 开关 的安 装位 置 ， 保 证 清洗 效果 最佳 。 表 1纵 向位置控制分配表 3雨刷器 的保 护措 施 列 车 端 面 的雨 刷 器 主 要 由雨 刷 臂 和 雨 刷 片构 成 。雨 刷臂 的一 端 连接 在 端 面 的转 动轴 上 ， 另一 端 连接 在 雨刷 片上 。雨刷 片 由于 紧 贴 在端 面上 ， 比较 牢 固 ， 加 之材 质 坚硬 ， 不 易 变 形 ， 所 以能 够 承 受 一 定 的拉 力 。采 用端 洗 技 术 清洗 列 车 ， 除 了清 洗 车 身 外 还 有列 车 的两端 ， 在 清 洗 过 程 中 ， 由于 角 度 的 问题 ， 雨刷 臂 、 雨刷 片 和 连 接端 都 易 受 到 损 伤 。其 中刷 毛 损 坏雨 刷器 的方 式 有 2种 ， 一 种是 刷 毛 直 接 扫 打 雨 刷 器而 造成 雨刷 器 的 破坏 ， 另 一种 是 在 清 洗 过 程 中 部 分刷 毛进 入 了雨刷 器 的间 隙后卷 拉整个 雨 刷器 而 致 使其 受损 。 为 了防止对 雨刷 器 的损 害 ， 采 取 了如下措 施 1 调 整端洗 刷组 上 行 和 下行 时 的刷 组 旋 转 方 向 ， 端 刷 上行 时 ， 刷 组 的旋 转方 向为列 车前进 方 向逆 时针 方 向 ， 端刷 下行 时 ， 刷组 的旋转 方 向为列 车前 进 地铁 轻轨 轨道交通装备与技术 第5期 2 0 1 5年 9月 文章编 号 2 0 9 5 5 2 5 1 2 0 1 5 0 5 0 0 2 50 4 西安地铁 三号 线车辆 网络 系统分析 张津津 西安 市地下铁道有 限责任 公 司 陕西 西安7 1 0 0 1 8 摘 要 阐述 了西安 地铁 三 号 线车 辆的 列车控 制 和监 测 系统 的 工作原 理 ， 从 T C MS系 统 结构 、 MV B 4 - 线 通信 协议 、 系统 功 能和 故 障诊 断等 方 面对 列 车控 制 和 监控 系统进 行 了分 析 。 关键 词 地铁 车辆 ； T C MS系统 ； MV B 中图分 类 号 T P 3 9 3 文献 标 识码 B 1 T C MS系统概述 西 安地 铁 三号 线车 辆 为 6辆 编 组 ， 4动 2拖 ， 车 辆 的编 组 形 式 为 T e lMp lMIM2一Mp 2一 T o 2 。每辆动车有 1 个变压变频调速 V V V F系统 ， 每 收 稿 日期 2 01 41 20 9 作者简介 张津津 1 9 8 2一， 女 ， 硕士研究生 学历 ， 工程 师 ， 从事地 铁 车辆研究工作 。 方 向顺 时针 方 向 ， 这样 大 大 减少 了刷 毛卷 住 雨 刮 器 的可能 性 。 2 采用进 口材料 的刷毛 ， 如 P E、 P A等多重合 成 材料 ， 强 度高 、 韧 性好 、 耐 磨损 ， 能 适应 各种 不 同洗 涤 液 。刷 毛必 须具 有足 够 的韧性 ， 如缠绕 上 异物 ， 刷 毛会 产 生 弹性 变形 ， 刷 组 电 机 的 电流 模 块 会 通 过 电 流 的 突然增 加 而提 示 刷 组 停 止 工 作 ； 刷 毛 良好 的韧 性 ， 会 给 系统足 够 的反应 时间来 控 制刷 组停 止 。 3 有效 监 视端 刷 的 转速 和 吃毛 量 ， 转 速 太 快 ， 容 易导 致刷 毛抽 打 雨 刮 器 ， 在抽 打过 程 中容 易 出现 刷毛卷住雨刮器； 吃毛量少时 ， 容易将刷毛卡入雨刮 器 的缝 隙等 易 于 将 雨 刮 器 带 起 的部 位 。增 加 吃 毛 量 ， 能 通过 刷毛 压住 雨 刮器 ， 防止 刷 毛带 起雨 刮器 的 可 能 。采取 合 理 的端刷 刷组 转速 和 吃毛 量大 小 的匹 配 ， 能 有效 防止 刷 毛卷住 雨 刮器 。 4 常见故障及解 决措 施 1 刷组 不 能推 出。检 查 主控 台 数字 气 压 表 压 力显 示 是否 大 于 0 ． 4 MP a ， 如 果 小 于 0 ． 4 MP a ， 检 查 空压机工作是否正常以及储气罐压力传感器是否正 常 ； 如 果大 于 0 ． 4 MP a ， 检查 储 气罐 出气 阀 门是否 打 开 ， 刷 组气 动三 联件 气压 是 否正 常 。 辆 拖 车 有 1个 辅 助 逆 变 C V S系 统 ， V V V F系 统 和 C V S系统与列车网络系统之 间通过冗余 的 MV B总 线实现通信。制 动选用 E P 2 0 0 2系统 ， 整车有 2个 C A N单 元 ， 每个 C A N单 元 由 2个 网关 阀 G V、 1个 R I O阀及 3个 智 能 阀 S V组成 ， 控制 阀之 间通 过 内部 的 C A N总线通讯 。2个 网关 阀配置为冗余 的工作 模式 。网关 阀具有 独立 的 MV B接 口， 列 车控 制和监 2 刷 组不 能转 动 。检查 相 应 刷 组 的空 气 开关 是否跳 闸 ， 接触 器是 否工 作正 常 ； 如果 空气 开关 没有 跳 闸 、 接触 器工 作正 常 ， 应 检查 相应 电机 是否 正常 。 3 自动端洗 模 式 不能 端 洗 。检 查端 刷 是 否处 于正常 初始 位置 ， 若位置正常， 检查前 、 后端洗光 电开关 、 端 刷组 各 接 近开 关 是 否 工作 正 常 ， 若 正 常 ， 检查 P L C控制程 序 是否 正常 。 5 总 结 采用 P L C与变频器结合 的高集成度 、 模块式结 构的控制单元 ， 响应速度快、 可靠性好 ， 对整个端洗 的各 种机 械动作 进 行 集 中控 制 ， 使 得 列 车 清 洗 机端 洗更加 快捷 、 高 效 ] 。 参考 文献 [ 1 ]刘 富强． 基于 P L C的地铁列 车外 皮清洗机研究 [ D] ． 西安 长安 大学 ， 2 0 1 4 ． [ 2 ]曹双胜． 城市轨 道交通 车辆检 修工艺 设备及 工程车 辆 [ M] ． 北 京 高 等教育 出版社 ， 2 0 0 4 ． [ 3 ]钟鸣． 仿形 技术在 车辆 端洗 中的运 用 [ J ] ． 中 国新技 术新 产 品 ， 2 0 1 0 0 4 1 7 ． [ 4 ]陈芳． 轻轨列车清洗机电控 系统 的研究 与设 计 [ D] ． 重庆 重 庆大学 ， 2 0 0 8 ． 口 编 辑 缪媚 2 5