移车台控制系统认知

任务3　移车台控制系统认知

【活动场景】

在浅坑式移车台检修现场教学或利用多媒体展现。

【任务要求】

掌握移车台控制系统组成及基本控制原理。

【知识准备】

1.移车台控制系统的组成

移车台控制系统由操作台、交流变频控制控制柜、低压直流控制柜、视频监视器、触摸屏主显示界面组成。

（1）操作台按钮指示灯布局图

操作台上各按钮指示灯如图6.10所示。

（2）交流变频控制柜

交流变频控制柜主要由各种短路器、接触器、继电器、热继电器、走行变频器组成，控制走行、渡桥升降、卷绳收放绳动作组成。

（3）低压直流控制柜

低压直流控制柜主要由PLC控制模块、24V直流电源、24V交流电源，中间继电器组成，主要通过对各种输入信号通过PLC逻辑运算后，经PLC输出模块输出控制信号实现中间继电器控制，中间继电器控制交流变频柜接触器、继电器，实现移车台各种动作。

图6.10　操作台按钮指示灯布局图

1—变频故障指示灯；2—变频故障复位按钮；3—极限位指示灯；4—备用；5—紧急停止；6—备用；7—系统报警；8—清音；9—变频器开/关；10—点进按钮；11—前进按钮；12—左对轨按钮；13—显示器开/关；14—左渡桥上升；15—右渡桥上升；16—卷扬收绳；17—控制电源指示灯；18—点动运行指示灯；19—停止按钮；20—自动对轨指示灯；21—快速/慢速选择旋钮；22—左渡桥停止；23—右渡桥停止；24—卷扬停止；25—控制电源开/关；26—点退；27—后退；28—右对轨；29—解锁/锁定；30—左渡桥下降；31—右渡桥下降；32—卷扬放绳

图6.11　交流变频控制柜

图6.12　移车台控制电源控制柜

图6.13　移车台视频监视

（4）视频监视器

移车台视频监视器主要由显示屏、图像调整控制面板（显示器下方）、视频通道显示控制面板（显示器上方）组成。主要功能实现摄像监视视频显示控制调整功能。

（5）触摸屏主显示界面

①I/O状态显示界面

I/O状态界面用来对PLC输入输出点状态进行监视，便于设备维护和调试，共两个界面。当PLC对应点接通时，对应的状态指示变红。

②触摸屏界面进入

a．要想进入参数设置界面和操作系统界面，必须先点击输入口令，输入正确的密码后才能进入，以防止无关人员随意进入这两个界面；因在这两个界面中可对移车台的运行参数进行修改，而这些参数设置的正确与否直接关系到移车台是否能以最佳状态运行，故设置密码保护。

操作步骤：点击输入口令→输入口令：8888，然后按图6.16所示步骤进行操作。

图6.14　触摸屏显示界面

图6.15　PLC状态监视界面

图6.16　PLC参数设置界面

b．参数设置

参数设置界面是对移车台的运行参数进行设置。按图6.16步骤进行，输入正确的口令后即进入参数设置界面。

•大车走行速度设定

1～5挡速度：用于设定大车在手动运行状态时行走的每挡速度，1～5挡速度值依次提高，5挡速度最大值不得大于48m/min。

自动1段速度：用于设定大车在自动运行状态时的运行速度，最大值不得大于48。

自动2段速度：用于设定大车在自动运行状态时的对轨速度；该值在移车台调试时已经设好，用户不要改动，如数值改动可造成自动对轨的不准确。

图6.17　参数设置界面

图6.18　脉冲计数设置界面

•脉冲计数设置

脉冲计数设置用于对每一个轨道的绝对位置进行设定。

设定方法：

首先将移车台移到复位位置（1号车复位位置在1号轨道的后面；2号车在13号轨道的后面）。

将道号清零，复位钥匙钮打开，此时如果界面中各道号设置键上部的数值变为“0”，说明复位成功。

然后利用手动功能，将移车台依次移到每个停车位置，按下界面中对应轨道的设置按钮，如设置成功，此时对应轨道的设置值应和“当前计数值”的值相同。

•卷扬速度设定

卷扬速度设定是对卷扬的每一挡的速度进行具体设定。

图6.19　卷扬速度设置界面

1～6挡频率依次提高，6挡频率最大可设为50Hz，此时牵车速度为50m/min。

•道号识别延时：用于设定对道号识别装置的误判断纠正；该值在移车台调试时已经设好，用户不要随意改动。

•速度偏移值设定及大车自动运行设置下面的3个时间设定用户不需调整。

c．变频器操作简要说明

变频器的参数设置方法如图6.20所示（详细的使用方法请参照变频器使用说明书）；在移车台调试时变频器参数已设置好，用户在使用时无需再进行调整。变频器需要设置的有关参数如表6.1所示。

图6.20　变频器参数设置界面

表6.1　变频器参数设置表

2.移车台电气控制原理

浅坑式移车台的电气控制系统以可编程控制器PLC为控制核心，具有程序控制、故障检测、安全和故障报警等功能。电气控制系统配置的变频器具备过载、过电流、过电压、过热、欠电压、短路、缺相等保护功能以及故障诊断和显示功能。系统出现问题会自动停止变频器工作，同时发出报警铃声，并在显示器上显示出相应的故障诊断编码，只要查对编码便可知故障性质，即可针对故障性质进行故障排除。

（1）移车台PLC控制模块

二号线浅坑式移车台PLC采用西门子S200-CPU226CN产品，共包括3个模块：

①CPU226处理器模块共有24个输入点（10.0～12.7），16个输出点（Q0.0～Q1.7）；

②EM223扩展模块，共有8个输入点（13.0～13.7），8个输出点（Q2.0～Q2.7）；

③EM221扩展模块，共有8个输出点（14.0～14.7）。

图6.21

（2）移车台程序控制简介

1）移车台程序I/O表见表6.2。

表6.2　移车台程序I/O表

2）移车台控制程序简介

移车台控制程序主要包括用户程序块、符号表、状态表、数据块、系统块、交叉引用、通信、PC/PG通信接口，其中用户程序包括主程序块和中继程序块，主程序块主要对中继程序块中M中继点对输出点Q进行控制逻辑运算，输出点Q控制相应中间继电器，中间继电器控制相应接触器和继电器，实现走行、渡桥升降、卷绳收放绳控制电路接通和断开；中继程序块主要对外围输入点数字信号进行相应逻辑控制运算，实现要求的控制方式。

（3）走行变频控制

控制系统通过PLC控制输出传送给变频器的启动多段频率信号来控制变频器的频率输出，从而自动完成对驱动电机的平稳调速控制；某地铁公司二号线移车台走行控制变频器为富士FRN22G11S-4SX系列变频器，其控制接线图如图6.22所示。

图6.22　富士FRN22G11S-4SX系列变频器控制接线图

图6.22各部分含义如下：

FWD（前进）：对应中间继电器KA3，PLCQ0.0。

REV（后退）：对应中间继电器KA4，PLC0.1。

X1（快速）：对应中间继电器KA5常开触点，PLCQ0.2；变频器设置频率50Hz；

X2（慢速）：对应中间继电器KA5常闭触点，PLCQ0.2，变频器设置频率30Hz；

X3（对轨/点动）：对应中间继电器KA6常开触点PLCQ0.3，变频器设置频率15Hz；

X8（外部报警）：对应2台走形电机热继电器常闭触点95、96，如果任一台走行电机过载、过流对应X8输入变频器外部报警信号，变频器停止输出。

X9（变频复位）：对应操作面板SB0复位按钮，在变频器故障排除后按复位按钮可清楚变频器故障，继续变频器运行。

注意：频繁使用点动功能对走行减速机电磁制动装置损害较大，因此应尽量减少手动对轨操作。

【任务实施】

移车台对轨控制原理

1.自动对轨控制原理

自动对轨时移车台行走速度沿阶梯形曲线变化（v－t），迁车台启动后，平滑加速到运行速度，以设定的运行速度行走；当接近目标轨道时，电磁接近开关接收到运行场地地面上的减速信号反射板返回的信号，迁车台开始减速运行，速度降低到对轨速度；当电磁接近开关接收到地面上的对轨信号反射板返回的信号后，PLC给出停止信号，变频器输出频率平滑下降到0，PLC根据空重车开关的空重车状态，给出延时制动信号，运行电机制动。通过参数调节和电磁接近开关位置的调节，控制精度可达±2mm。

图6.23　移车台行走速度曲线

1）浅坑式移车台在启动后首先以用户设定的加速时间匀加速运行，直到达到用户设定的速度，即变频器的运行频率（快速为50Hz，慢速为30Hz，通过快慢速转换开关实现速度切换），浅坑式移车台开始匀速运行，当运行至与所要对轨的轨道距离2m左右时，按下相应的左、右侧对轨按钮，使浅坑式移车台减速开始对轨速度运行（15Hz）；到达对轨位置时，传感器得到信号使得其内部的常开触点闭合，控制系统使浅坑式移车台自动停靠在指定的轨道旁。

2）对轨是通过PLC逻辑控制部分和光电开关来达到对轨目的的。当传感器得到遮挡信号后使得其内部的常开触点闭合，信号传送给逻辑控制部分PLC，PLC开始执行其逻辑控制，KA3（前进）/KA4（后退）断电，KA6（对轨）中继断电，变频器停止输出，同时电机电磁制动器失电制动，这样可以使浅坑式移车台自动停靠在用户想要停靠的轨道上。

3）对轨传感器采用德国图尔克的NI15系列磁感应式传感器，安装简便经济，一体化的外壳无需光路瞄准，响应时间为500μs，重复精度为100μs。

2.手动对轨功能

当因自动对轨时由于操作或设备对轨偏差造成对轨出现误差，操作者可通过手动操作来进行手动对轨，按下点进按钮，PLC输出点Q0.0输出信号接通前进中继KA3，Q0.3输出接通点动/对轨中继KA6，此时通过点动前进实现点动人工对轨，此时对轨位置依靠操作者观察人工手势控制移车台启动和停止，对轨传感器不起作用；按下点退按钮PLC输出点Q0.1输出信号接通后退KA4，Q0.3输出信号接通点动、对轨中继KA6，同点动前进操作一样，此时对轨传感器不起作用，操作者凭借人工手势确认位置来控制移车台启动或停止。

【安全小贴士】

频繁使用点动功能对走行减速机电磁制动装置损害较大，因此应尽量减少手动对轨操作。

【效果评价】

评价表