基于 ＰＬＣ 地铁屏蔽门控制系统设计∗
李 彬
( 广东理工学院ꎬ广东 肇庆 ５２６１００)
摘 要:针对地铁屏蔽门的动作要求ꎬ开发了地铁屏蔽门的控制系统ꎮ 建立了基于 ＰＬＣ 的控制系统组成框图ꎬ确定 了 ＰＬＣ 的输入 / 输出点数并选择了 ＰＬＣ 的型号ꎬ设计了 ＰＬＣ 的外部接线图和控制程序ꎮ 控制系统可以实现手动和 自动控制两种模式ꎬ手动控制时可以用按钮实现单步运行ꎬ自动控制时利用传感器实现信号的采集和反馈ꎬ该控制 系统具有良好的可行性和可靠性ꎮ 关键词:ＰＬＣ 屏蔽门 地铁 中图分类号:ＴＰ２９ 文献标识码:Ａ 文章编号:１００２－６８８６(２０１９)０１－００２３－０３
Ｉ / Ｏ 点的估算也应该考虑有适当的 剩 余 量ꎬ 选 用
ＦＸ３Ｕ－１６ＭＲ 可编程控制器ꎮ Ｉ / Ｏ 分配表见表 １ꎮ
表 １
Ｉ / Ｏ 分配表
类 型 输入
ＰＬＣ 元件 Ｘ０ Ｘ１ Ｘ２ Ｘ３ Ｘ４ Ｘ５ Ｘ６ Ｘ７
作 用 手动自动切换 自动启停开关
关门限位 开门限位 红外感应开关 列车停靠限位 手动开门 手动关门
对屏蔽门的控制[２－ ５] ꎮ 系统的硬件的设计主要考虑
地铁屏蔽门的可靠性和安全性ꎮ
地铁屏蔽门系统包括 ＰＬＣ 程序和工作部件组
成ꎮ 运用正常－自动控制和紧急－手动控制方式ꎬ这
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种控制方式是国内绝大多数屏蔽门的控制模式ꎮ 控 制系统设计的屏蔽门采用三菱 ＦＸ３Ｕ 可编程控制器 为控制器来操控电机正反转以控制屏蔽门的开关ꎬ 实现屏蔽门的自动化控制ꎮ 通过传感器监测的地铁 屏蔽门前是不是有异物ꎬ随后将接收到的信号输出 为开关量信号导入可编程控制器ꎬ可编程控制器依 照接收开关量信号来启动直流无刷控制器的开关和 速度的转换ꎬ最后由皮带传动装置控制屏蔽门的开 关ꎮ 门体结构的组成包括:滑动门 ( ＡＳＤ) 、应急门 ( ＥＥＤ) 、固定门( ＦＩＸ) 、端门( ＭＳＤ) 、承重结构、门槛 和顶箱等[２－ ５] ꎮ 门体设备的整体设计风格强调和谐 统一ꎬ通过每个小单元紧密衔接来产生一个舒适、开 阔、明亮和具有现代化感观的整体结构ꎬ同时满足相 应的设计负荷ꎮ
２ 工艺方案设计
三菱 ＦＸ３Ｕ 系列是三菱 ＦＸ 系列中最新一代小
型可编程控制器ꎮ 因此它是三菱 ＰＬＣ 系列中性能
最高ꎬＩ / Ｏ 点数最多ꎬ运算速度最快ꎬ定位控制和通
信网络控制功能最强的产品ꎬ并且兼容前几代的全
部功能ꎮ
依据对地铁屏蔽门控制系统设计进行估算的方
法得知本设计的 Ｉ / Ｏ 点数为输入 ８ 点ꎬ输出 ６ 点ꎮ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｕｂｗａｙ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｓｃｒｅｅｎ ｄｏｏｒｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＰＬＣ
ＬＩ Ｂｉｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｓｕｂｗａｙ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｓｃｒｅｅｎ ｄｏｏｒｓꎬａ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｓｕｂｗａｙ ｓｃｒｅｅｎ ｄｏｏｒｓ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ. Ｔｈｅ ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＰＬＣ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄꎬｔｈｅ ｉｎｐｕｔ / ｏｕｔｐｕｔ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ＰＬＣ ａｒｅ ｄｅ￣ ｔｅｒｍｉｎｅｄꎬｔｈｅ ｔｙｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ＰＬＣ ｉｓ ｓｅｌｅｃｔｅｄꎬａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｗｉｒｉｎｇ ｄｉａｇｒａｍ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ＰＬＣ ａｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ. Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｗｏ ｍｏｄｅｓ ｏｆ ｍａｎｕａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ. Ｉｎ ｍａｎｕａｌ ｃｏｎｔｒｏｌꎬｂｕｔｔｏｎｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅａｌ￣ ｉｚｅ ｏｎｅ－ｓｔｅｐ ｏｐｅｒａｔｉｏｎꎬａｎｄ ｓｅｎｓｏｒｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｏｌｌｅｃｔ ａｎｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｓｉｇｎａｌｓ ｉｎ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ. Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ. Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＰＬＣꎬｐｌａｔｆｏｒｍ ｓｃｒｅｅｎ ｄｏｏｒꎬｓｕｂｗａｙ
Ｙ０ Ｙ１ Ｙ２ 输出 Ｙ３ Ｙ４ Ｙ５
运行指示 电机运行 电机方向 关门指示 开门指示
报警器
根据 Ｉ / Ｏ 分配表ꎬ设计 ＰＬＣ 接线图如图 ２ꎮ
图 ２ ＰＬＣ 接线图
３ 程序设计
本系统是通过” ＧＸ Ｗｏｒｋ２” ＰＬＣ 编程软件创建 本系统工程ꎬ并进行梯形图顺控程序的编写[６] ꎮ 部 分开门程序的梯形图如图 ３ꎮ
１ 地铁屏蔽门系统总体方案设计
当传感器检测到人或物阻碍屏蔽门正常关闭信 号时将信号传给 ＰＬＣꎬＰＬＣ 接收采集的信号控制电 机运行ꎬ通过传动装置控制屏蔽门系统的运行ꎮ 屏 蔽门系统的详细组成如图 １ꎮ以频器作为在地铁屏蔽门的开
关门速度控制上的 调节器ꎬ 运 用 变 频
图 １ 屏蔽门系统
器的三段数控制来控制屏蔽门的速度ꎮ 电机选用高
０ 引言
地铁屏蔽门系统现已成为城市交通轨道不可或 缺的一部分ꎬ同时也是直接保护乘客安全的重要系 统之一ꎮ 该系统及设备状态直接关系到乘客乘车安 全ꎮ 据地铁行业相关资料表明ꎬ地铁屏蔽门能降低 ３０％ 的空调电力损耗ꎬ减少 ５０％ 的环控机房的建筑 面积ꎬ减少 ３５％ 以上的空调设备冷负荷[１] ꎮ 因此地 铁屏蔽门系统已成为城市轨道交通运营中不可或缺 的一部分ꎮ
性能直流无刷电机ꎬ采取门机控制器控制的工作模
式ꎬ采用电子换向装置取代传统直流电机的机械式
电刷换向器ꎬ在运行过程中无换向火花和电磁干扰ꎬ
省去更换电刷的麻烦ꎬ也易实现变频调速ꎬ能耗低ꎮ
采用皮带传动装置传动ꎮ 在传感器方面采用屏蔽门
专用的红外感应器和工业控制上大量运用的接近传
感器ꎬ运用传感器的开关量信号输入给 ＰＬＣ 来实现