城市軌道交通PLC開發(fā)與應(yīng)用-10.3課件講解

第10章PLC綜合應(yīng)用案例安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院請(qǐng)?jiān)诓迦氩藛巍?yè)眉和頁(yè)腳中修改此文本2第10章PLC綜合應(yīng)用案例1.PLC路燈照明智能控制系統(tǒng)2.地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)目錄3.電梯PLC控制系統(tǒng)4.城軌列車客室車門門控單元PLC控制系統(tǒng)5.交通信號(hào)燈PLC控制系統(tǒng)PLC路燈照明智能控制系統(tǒng)01

路燈照明的形式各種各樣―道路照明、隧道照明、停車場(chǎng)照明和城市照明―是主要的電力消費(fèi)系統(tǒng)。實(shí)際上室外照明估計(jì)占當(dāng)今全球耗電量的19%左右。對(duì)于市政和具有大型設(shè)施的商業(yè)機(jī)構(gòu)，路燈照明占據(jù)了相當(dāng)一部分的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。路燈照明也是公共安全的關(guān)鍵，確保路燈可靠地點(diǎn)亮并且工作在適合路人及車輛交通的最佳照明度，對(duì)于公共安全和經(jīng)營(yíng)者均至關(guān)重要。由此可見，能耗低、工作可靠性及維護(hù)費(fèi)用等方面的任何改善都會(huì)為路燈管理部門帶來(lái)豐厚回報(bào)。當(dāng)然，能耗的降低也會(huì)產(chǎn)生明顯的環(huán)境效益。

1.PLC路燈照明智能控制系統(tǒng)

1.PLC路燈照明智能控制系統(tǒng)路燈照明智能控制方案01020304目前路燈控制方法可以分為自控型又分定時(shí)器控制（“鐘控”）和光控器控制（“光控”）兩種方法：光控法則是按光照度的差異來(lái)控制開、關(guān)燈的，則易受粉塵、雨雪污染使靈敏度降低，且功能單一，開關(guān)動(dòng)作不統(tǒng)一，控制不靈活，隨時(shí)需要人為干預(yù)等缺點(diǎn)。自控型照明控制器的優(yōu)點(diǎn)是，設(shè)備投資少、安裝和維修簡(jiǎn)單靈活。時(shí)控法以時(shí)間為唯一的開、關(guān)燈控制依據(jù)，但隨季節(jié)變化，就需要人工干預(yù)來(lái)調(diào)整開、關(guān)時(shí)間，所以存在對(duì)環(huán)境光照度的變化適應(yīng)能力差的缺點(diǎn)。二者單獨(dú)使用都不能實(shí)現(xiàn)控制開關(guān)燈的合理化、科學(xué)化。只有二者結(jié)合設(shè)計(jì)，才能使路燈的控制更加科學(xué)更加合理。本節(jié)內(nèi)容是利用PLC實(shí)現(xiàn)路燈自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)能按時(shí)間以及光照度的差異來(lái)控制開、關(guān)燈的；系統(tǒng)在開啟后執(zhí)行子程序，首先開啟時(shí)鐘電路，I0.0為時(shí)鐘電路控制總開關(guān)，控制時(shí)鐘電路開始工作，之后需要調(diào)整系統(tǒng)時(shí)鐘電路的時(shí)間，時(shí)間必須與當(dāng)前具體時(shí)間一致，路燈控制系統(tǒng)的時(shí)間通過數(shù)碼管顯示，顯示電路也由PLC控制輸出，實(shí)行動(dòng)態(tài)顯示，接下來(lái)執(zhí)行時(shí)間狀態(tài)輸出程序，根據(jù)當(dāng)前的時(shí)間決定路燈工作在那個(gè)時(shí)間段。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，當(dāng)天黑后進(jìn)入第一個(gè)工作狀態(tài)，此時(shí)所有路燈都開啟，或者到達(dá)19點(diǎn)后，至24點(diǎn)為第一工作狀態(tài)，24點(diǎn)后進(jìn)入第二工作狀態(tài)，此時(shí)路燈開啟2/3，到6點(diǎn)后進(jìn)入第三工作狀態(tài)，路燈開啟1/3，之后亮度檢測(cè)，天亮后進(jìn)入第四工作狀態(tài)，燈全關(guān)閉，如果亮度檢測(cè)無(wú)輸入，到達(dá)8點(diǎn)也將進(jìn)入第四工作狀態(tài)。根據(jù)以上要求，PLC路燈控制系統(tǒng)的組成有plc及其外圍、亮度檢測(cè)裝置、路燈控制裝置等?？刂屏鞒倘鐖D10.1所示。

1.PLC路燈照明智能控制系統(tǒng)路燈照明智能控制方案圖10.1PLC路燈照明智能控制系統(tǒng)流程圖1.PLC路燈照明智能控制系統(tǒng)路燈照明智能控制系統(tǒng)變量表編程元件地址作用輸入I0.1啟動(dòng)開關(guān)I0.2亮度檢測(cè)暗后輸出信號(hào)輸出Q0.1輸出控制開關(guān)第一個(gè)燈Q0.2輸出控制開關(guān)第二個(gè)燈Q0.3輸出控制開關(guān)第三個(gè)燈位存儲(chǔ)器M7.119點(diǎn)到24點(diǎn)之間信號(hào)M7.20點(diǎn)到6點(diǎn)之間信號(hào)M7.36點(diǎn)到8點(diǎn)之間信號(hào)M7.48點(diǎn)至19點(diǎn)之間信號(hào)M8.1第一工作狀態(tài)M8.2第二工作狀態(tài)M8.3第三工作狀態(tài)M8.4第四工作狀態(tài)1.PLC路燈照明智能控制系統(tǒng)PLC接線圖1.PLC路燈照明智能控制系統(tǒng)路燈照明智能控制系統(tǒng)PLC參考梯形圖1.PLC路燈照明智能控制系統(tǒng)路燈照明智能控制系統(tǒng)PLC參考梯形圖1.PLC路燈照明智能控制系統(tǒng)路燈照明智能控制系統(tǒng)PLC參考梯形圖地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)022.地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)

地鐵屏蔽門系統(tǒng)現(xiàn)已成為城市交通軌道不可或缺的一部分，同時(shí)也是直接保護(hù)乘客安全的重要系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)及設(shè)備狀態(tài)直接關(guān)系到乘客乘車安全。據(jù)地鐵行業(yè)相關(guān)資料表明，地鐵屏蔽門能降低30%的空調(diào)電力損耗，減少50%的環(huán)控機(jī)房的建筑面積，減少35%以上的空調(diào)設(shè)備冷負(fù)荷。因此地鐵屏蔽門系統(tǒng)已成為城市軌道交通運(yùn)營(yíng)中不可或缺的一部分。地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)2.地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)

圖10.4

控制方案01020304當(dāng)傳感器檢測(cè)到人或物阻礙屏蔽門正常關(guān)閉信號(hào)時(shí)將信號(hào)傳給PLC，PLC接收采集的信號(hào)控制電機(jī)的運(yùn)行，通過傳動(dòng)裝置控制屏蔽門系統(tǒng)的運(yùn)行。屏蔽門系統(tǒng)的控制方案如圖10.4所示。以變頻器作為在地鐵屏蔽門的開關(guān)門速度控制上的調(diào)節(jié)器，運(yùn)用變頻器的三段數(shù)控制來(lái)控制屏蔽門的速度。電機(jī)選用高性能直流無(wú)刷電機(jī)，采取門機(jī)控制器控制的工作模式，采用蝸桿或皮帶傳動(dòng)裝置傳動(dòng)。圖

10.4屏蔽門系統(tǒng)的組成傳感器常采用屏蔽門專用的紅外感應(yīng)器和接近傳感器，運(yùn)用傳感器的開關(guān)量信號(hào)輸入給PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)屏蔽門的控制。系統(tǒng)的硬件的設(shè)計(jì)主要考慮地鐵屏蔽門的可靠性和安全性。運(yùn)用正常（自動(dòng)控制）和緊急（手動(dòng)控制）方式。采用可編程控制器為控制器來(lái)操控電機(jī)正反轉(zhuǎn)以控制屏蔽門的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)屏蔽門的自動(dòng)化控制。通過傳感器監(jiān)測(cè)的地鐵屏蔽門前是不是有異物，隨后將接收到的信號(hào)輸出為開關(guān)量信號(hào)導(dǎo)入可編程控制器，可編程控制器依照接收開關(guān)量信號(hào)來(lái)啟動(dòng)直流無(wú)刷控制器的開關(guān)和速度的轉(zhuǎn)換，最后由傳動(dòng)裝置控制屏蔽門的開關(guān)。2.地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)滑動(dòng)門開門到位的設(shè)計(jì)，根據(jù)常規(guī)開門方式的工作要求，要滿足列車停靠限位，開門限位關(guān)閉和關(guān)門限位打開并且紅外感應(yīng)開關(guān)打開，其工作順序如下:列車進(jìn)站→滑動(dòng)門開門→關(guān)門限位斷開→紅外感應(yīng)啟動(dòng)→開門限位開啟→滑動(dòng)門保持全開。

地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)控制方案2.地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)地鐵屏蔽門PLC系統(tǒng)變量表圖編程元件地址作用輸入I0.1手動(dòng)自動(dòng)切換I0.2自動(dòng)啟停開關(guān)I0.3關(guān)門限位I0.4開門限位I0.5紅外感應(yīng)開關(guān)I0.6列車?？肯尬籌0.7手動(dòng)開門I1.7手動(dòng)關(guān)門輸出Q0.1運(yùn)行指示Q0.2開門Q0.3關(guān)門位存儲(chǔ)器M1.0滑動(dòng)門開門到位M1.1開門中繼M1.2關(guān)門中繼M1.3滑動(dòng)門關(guān)門到位2.地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)地鐵屏蔽門PLC接線圖2.地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)PLC參考梯形圖電梯PLC控制系統(tǒng)033.電梯PLC控制系統(tǒng)

將PLC運(yùn)用于電梯的控制系統(tǒng)中，可以達(dá)到軟件控制電梯的相關(guān)目的，這極大地提高了電梯運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性以及穩(wěn)定性。PLC具備大量的指令系統(tǒng)，可以有效控制大量繁瑣的控制系統(tǒng)。如需要系統(tǒng)全面調(diào)整控制方案，這時(shí)只需對(duì)PLC的程序進(jìn)行改變即可，這可以有效避免對(duì)硬件的更改，減少員工的工作量。PLC控制系統(tǒng)的有效運(yùn)用，可以充分提高電梯的運(yùn)行效率，其核心原因就是，PLC可以有效開展群控調(diào)配以及管理操作電梯PLC控制系統(tǒng)3.電梯PLC控制系統(tǒng)電梯PLC控制系統(tǒng)使用PLC控制系統(tǒng)，還可以自動(dòng)檢測(cè)電梯的運(yùn)行，乃至可以對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警，這不但可以提高電梯運(yùn)行的安全性，而且可以提醒有關(guān)員工第一時(shí)間檢修電梯，以防止故障的不斷擴(kuò)大，產(chǎn)生更大的事故問題。3.電梯PLC控制系統(tǒng)

PLC采取開關(guān)量的方式對(duì)變頻器進(jìn)行控制的硬件連接，變頻器包含大量的開關(guān)量端子，比如反轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn)以及多檔轉(zhuǎn)速控制端子等，將這些端子接上PLC開關(guān)輸出，就可以對(duì)變頻器實(shí)施反轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn)以及多檔轉(zhuǎn)速控制。

將PLC模擬量輸出模塊的輸出端子與變頻器的模擬量輸入端子連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)變頻器輸出電源頻率的轉(zhuǎn)變，從而對(duì)電動(dòng)機(jī)的具體轉(zhuǎn)速進(jìn)行改變。PLC內(nèi)部程序運(yùn)轉(zhuǎn)過程中生成的數(shù)字量數(shù)據(jù)經(jīng)過與電纜相連，不斷送至模擬量的輸出模塊（DA模塊），由其轉(zhuǎn)變?yōu)?～10V或者0～5V范圍內(nèi)的電壓（模擬量），然后送至變頻器端子，對(duì)變頻器的輸出頻率進(jìn)行有效控制，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。PLC以及變頻器的硬件連接線路如圖10.7所示。電梯PLC系統(tǒng)控制方案3.電梯PLC控制系統(tǒng)電梯PLC系統(tǒng)變量表編程元件地址作用輸入I0.1通電開關(guān)I0.2斷電開關(guān)I0.3正轉(zhuǎn)開關(guān)I0.4反轉(zhuǎn)開關(guān)I0.5故障檢測(cè)輸出Q0.0通斷電控制Q0.1正轉(zhuǎn)Q0.2反轉(zhuǎn)Q0.3電源指示Q0.4正轉(zhuǎn)指示Q0.5反轉(zhuǎn)指示Q0.6變頻器故障指示3.電梯PLC控制系統(tǒng)電梯PLC系統(tǒng)接線圖3.電梯PLC控制系統(tǒng)電梯PLC系統(tǒng)參考梯形圖程序城軌列車客室車門門控單元PLC控制系統(tǒng)044.城軌列車客室車門門控單元PLC控制系統(tǒng)城軌列車客室車門是乘客上下的唯一通道，客室車門正常情況下，在滿足開（關(guān)）門條件時(shí)，由列車司機(jī)通過操縱臺(tái)開（關(guān)）門按鈕進(jìn)行打開和關(guān)閉。城軌列車上有很多組車門，每組車門均安裝有對(duì)應(yīng)的門控單元（MDCU），每個(gè)門控單元會(huì)接收來(lái)自操縱臺(tái)及列車的一些控制指令和許可指令，根據(jù)接收到的指令進(jìn)行邏輯運(yùn)算，從而控制車門的打開和關(guān)閉。4.城軌列車客室車門門控單元PLC控制系統(tǒng)受控車門信息：列車下行（上行）運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行方向車體右側(cè)（左側(cè)）的第一個(gè)車門（A2）；車門配套設(shè)備包括：1個(gè)車門隔離開關(guān)、1個(gè)蜂鳴器、1個(gè)黃色車門狀態(tài)指示燈、1個(gè)紅色車門狀態(tài)指示燈。車門門控單元PLC控制方案124.城軌列車客室車門門控單元PLC控制系統(tǒng)車門控制及監(jiān)視功能，要求如下：010203040506門控單元未供電時(shí)，處于不工作狀態(tài)，所有邏輯不起作用；列車未停車或未接收到門允許信號(hào)時(shí)，禁止打開車門；無(wú)禁止開門條件，同時(shí)接收到開門指令時(shí)，驅(qū)動(dòng)車門打開（直到車門完全開好，才停止驅(qū)動(dòng)）；開門過程中，黃色指示燈閃爍（亮滅間隔0.5秒）；車門處于打開過程中（車門未完全開好），關(guān)門指令無(wú)效；車門完全打開后，黃色指示燈常亮；0708091011車門處于開啟狀態(tài)，接收到關(guān)門指令時(shí)，驅(qū)動(dòng)車門關(guān)閉（直到車門完全關(guān)好，才停止驅(qū)動(dòng)）關(guān)門過程中，黃色指示燈閃爍（亮滅間隔0.5秒），蜂鳴器循環(huán)響起（間隔0.5秒）車門關(guān)閉過程中（車門未完全關(guān)好），正常開門指令無(wú)效，但接收到重開門指令可直接控制車門再次打開（重開門指令僅在車門處于關(guān)閉過程中有效）車門完全關(guān)好后，黃色指示燈熄滅，蜂鳴器聲響停止車門隔離后，紅色指示燈常亮，所有開關(guān)門指令無(wú)效車門完全打開后，黃色指示燈常亮；4.城軌列車客室車門門控單元PLC控制系統(tǒng)車門門控單元PLC系統(tǒng)變量表編程元件地址作用說(shuō)明輸出Q12.7黃色指示燈控制信號(hào)為1時(shí)，控制黃色指示燈點(diǎn)亮Q13.0紅色指示燈控制信號(hào)為1時(shí)，控制黃色指示燈點(diǎn)亮Q12.6蜂鳴器控制信號(hào)為1時(shí)，控制蜂鳴器發(fā)出警示聲位存儲(chǔ)器M2.0電源門控單元供電時(shí)，信號(hào)為1M2.1零速列車速度為0時(shí)，信號(hào)為1M2.2門允許允許打開該車門時(shí)，信號(hào)為1M2.3重開門下達(dá)重開門指令時(shí)，信號(hào)為1M2.4開門下達(dá)開門指令時(shí)，信號(hào)為1M2.5關(guān)門下達(dá)關(guān)門指令時(shí)，信號(hào)為1M3.2隔離車門隔離時(shí)，信號(hào)為1M2.6門開好該車門完全打開時(shí)，信號(hào)為1M2.7門關(guān)好該車門完全關(guān)閉時(shí)，信號(hào)為1M3.0開門驅(qū)動(dòng)信號(hào)為1時(shí)，控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，開車門M3.1關(guān)門驅(qū)動(dòng)信號(hào)為1時(shí)，控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，關(guān)車門4.城軌列車客室車門門控單元PLC控制系統(tǒng)PLC接線圖4.城軌列車客室車門門控單元PLC控制系統(tǒng)

車門門控單元PLC系統(tǒng)參考梯形圖程序交通信號(hào)燈PLC控制系統(tǒng)055.交通信號(hào)燈PLC控制系統(tǒng)十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來(lái)實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的，以及交通流理論的不斷完善，交通信號(hào)燈的控制手段越來(lái)越先進(jìn)。交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)從燃?xì)庑盘?hào)燈的開始，到現(xiàn)在智能交通控制系統(tǒng)，已經(jīng)經(jīng)歷一百多年的發(fā)展歷程。目前交通燈的設(shè)計(jì)方案有很多，有基于CPLD/FPGA(可編程邏輯器件)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈控制器的方法;有應(yīng)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)燈控制的方法;有應(yīng)用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)交通燈控制系統(tǒng)的方法。由于PLC具有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)同時(shí)其定時(shí)器資源十分豐富，可對(duì)信號(hào)燈進(jìn)行精確方便地控制。與此同時(shí)PLC通訊聯(lián)網(wǎng)功能可將同一條道路上的交通信號(hào)燈進(jìn)行統(tǒng)調(diào)度管理，能夠縮短車輛通行等候時(shí)間，實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈的科學(xué)化管理。5.交通信號(hào)燈PLC控制系統(tǒng)

交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)控制方案01020304第1信號(hào)相位：南北綠燈亮維持20s，在南北綠燈亮的同時(shí)東西紅燈也亮并維持20s，20s后進(jìn)入第2信號(hào)相位。

第3信號(hào)相位：南北黃燈亮2s后熄滅，同時(shí)東西紅燈也繼續(xù)亮2s，2s后進(jìn)入第4信號(hào)相位。

第2信號(hào)相位：南北綠燈閃亮3s（亮0.5s。熄0.5s），綠燈閃亮3s后熄滅，同時(shí)東西紅燈也繼續(xù)亮3s，3s后進(jìn)入第3信號(hào)相位。第4信號(hào)相位：南北紅燈閃亮20s，同時(shí)東西綠燈也同時(shí)亮20s，20s后進(jìn)入第5信號(hào)相位。

第5信號(hào)相位：東西綠燈閃亮3s（亮0.5s。熄0.5s），綠燈閃亮3s后熄滅，同時(shí)南北紅燈也繼續(xù)亮3s，3s后進(jìn)入第6信