PLC在地铁架车机控制中的应用分析

【摘要】架车机是铁路、轻轨、地铁等最主要的检修设备，主要用于将车辆抬高，方便维修人员对车底进行维修保养。一组架车机通常包括4台，因为普通车辆的重量一般都是20吨左右，而架车机需要将20吨左右的车辆抬高几米。而在架车机工作的过程中，如果不能保持四台架车机的运行苏荷和操作高度完全一致，就会造成车体倾覆、损坏车辆的事故，甚至还会造成人员伤亡。本文主要探讨了PLC在地铁架车机同步控制中的应用方式和应用价值。

【关键词】PLC；地铁；架车机；同步控制

目前我国投入使用的架车机主要有2种类型，一种是移动式架车机，一种是固定式架车机，两种类型的架车机结构原理相似，主要包括系统、控制系统、丝杆螺母驱动装置、支撑构架等，其中最重要的电气控制系统主要实现架车机的同步升降、同步计算等，使架车机升降的高度一致，实现架车机的同步控制。

1.PLC控制系统

PLC（Programmable Logic Controller）是一种可编程的逻辑控制器，主要用于计算、定时、控制顺序、逻辑运算等，并通过模拟式或数字输入/输出来控制机械的工作过程和生产过程，主要由电源、中央处理器、存储器、输入/输出接口电路、功能模块、通信模块等构成，具有如下特点：（1）抗干扰能力较强，且可靠性较高。传统的逻辑控制器构成要素包括大量的时间继电器、中间继电器等，经常会因为接触不良而发生故障。PLC用软件代替了时间继电器、中间继电器，只留下了少量的和输入/输出有关的硬件，极大的减少了由于接触不良而发生故障的概率。并且PLC具有极强的抗干扰能力，据相关资料显示，PLC可以保持数万个小时不发生故障，被用户认为是最可靠的控制设备之一，也可用于干扰强烈的工业场地。（2）具备完善的硬件装置。PLC在向着模块化、系列化、标准化的方向发展，并且配备了齐全的硬件装置。PLC的负载力较强，可以驱动普通的交流接触器和电磁阀。（3）使用方便，性价比高。PLC的编程语言多是逻辑图、梯形图等，不需要操作者掌握相关的计算机知识，而且，可以在不拆硬件的基础上改变控制方案，修改程序。PLC与具有相同功能的继电器系统相比，性价比非常高。

2.架车机同步控制原理

以广州铁道车辆厂生产的、型号为YDJD20T的移动式架车机为例，一辆架车机最多可以架起3节车厢，每节车厢设置四个驾车点，但是由于架车机制造工艺的不同、减速箱传动发生误差、驾车负载过重、电机特性等原因，会导致架车机在工作过程中，升降的高度超过了安全范围，发生车辆侧翻事故。YDJD20T型号的架车机同步控制过程：将PLC在丝杆螺母驱动装置的顶部安装好，根据光电编码器的反馈脉冲，计算架车机的丝杆旋转圈数，然后计算出每组架车机的实际高度，在升降误差超过8毫米的时候，PLC就会暂停高度更高的架车机，等到高度符合允许值的时候，再启动。如果因为点动操作过于频繁或者继电器的触电被粘滞等原因，导致架车机同步误差超过允许值20毫米的时候，PLC将自动关闭所有架车机，同时通过声光系统、主控界面等警告、提示操作者。

3.PLC程序设计

3.1计算单组台位位移高度

将端口脉冲数转化成浮点32位的数据，再通过主机升/降的指令来判断累计脉冲和端口脉冲是否可以相加减，如果主机降的话，实时脉冲数就是端口脉冲和累计脉冲相减的结果；如果主机升的话，实时脉冲数就是端口脉冲和累计脉冲相加的结果。根据实时脉冲数，利用PLC加减乘除指令，计算出架车机的位移高度，然后保存在数据存储器中。

3.2架车机同步调整

计算架车机位移最高值的方法见图1

最高位移梯形图的计算方法见图2

4. PLC使用的注意事项

4.1工作环境

PLC的工作环境要求温度在055摄氏度之间，安装位置的周围不能有发热量过大的元件，需有足够的通风散热空间，有通风的百叶窗，即可通风，也可以避免阳光直射，如果工作环境的温度超过了55摄氏度，可以安装电风扇帮助PLC降温通风。PLC工作环境的相对湿度要小于85%，保持绝缘性能正常。PLC周围不能有强烈的震动源，震动设备的震动频率尽量保持在1055Hz之间，如果不能避免频率高的震动设备，可以采取减震胶等减震措施。PLC工作环境的空气中尽量避免有硫化氢、氯化氢等易燃、腐蚀的气体，如果空气中不可避免的含有腐蚀性气体或者粉尘的话，可以在PLC周围安装空气净化装置。

4.2电源

PLC供电电源是220V、50Hz的交流电，PLC本身对电源线的干扰有一定的抵制能力。如果电源干扰非常严重的话，可以安装隔离变压器，减少设备的干扰。PLC安装位置要尽量远离干扰源，如大型动力设备、电焊机等，同时不能和高压电器在同一个开关柜中安装。PLC功能模块、扩展单元、基本单元的连接线缆要单独铺设，尽量避开外界信号的干扰。

近年来，PLC控制系统在地铁架车机的控制中得到广泛的应用，但是在使用过程中也不可避免的发生一些问题，还需要不断完善PLC在地铁架车机控制系统中的使用方式，尽量保证PLC有效运行，辅助架车机对地铁等进行维修保养。

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