【城市軌道交通車門技術(shù)的探究9200字（論文）】

前言隨著我國城市鐵路的快速發(fā)展，城軌已成為人們?nèi)粘Ｉ钪凶钪匾慕煌üぞ摺３擒壞婚T是一種可控的幕墻，將隧道驅(qū)動(dòng)段與平行于城軌月臺(tái)側(cè)面的月臺(tái)隔開。城軌運(yùn)營交通密度高、停車時(shí)間短、乘客多、站區(qū)面積小，以確保乘客因人身事故的安全。城軌交通門是城軌環(huán)境控制系統(tǒng)的重要組成部分，具有大量滑動(dòng)裝置，平均啟閉時(shí)間為2分鐘?？刂葡到y(tǒng)必須非常安全可靠。城軌交通門系統(tǒng)是現(xiàn)代城市軌道交通工程的一項(xiàng)先進(jìn)功能。是集建筑、機(jī)械、電子、控制等學(xué)科為一體的高科技城市軌道交通。在城市軌道交通中安裝城軌交通門系統(tǒng)可能會(huì)造成危險(xiǎn)，并導(dǎo)致乘客跌落或跳出軌道。為了降低能源消耗，降低運(yùn)營成本，保障候車乘客的安全，提高城軌服務(wù)水平和環(huán)境質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)在城軌線路上安裝城軌交通門系統(tǒng)非常有必要。這樣就減少了站臺(tái)區(qū)和軌道區(qū)之間的冷熱空氣交換，降低了環(huán)控系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，降低了運(yùn)行成本。考慮到目前城軌交通門行業(yè)的情況，國外公司對屏蔽技術(shù)的發(fā)展，讓我們在與國內(nèi)公司的競爭中占據(jù)了領(lǐng)先地位。目前世界上很少有外國公司擁有這項(xiàng)技術(shù)。當(dāng)引進(jìn)全套國外城軌交通門控制系統(tǒng)時(shí)，價(jià)格昂貴，難以實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。門控裝置組應(yīng)能根據(jù)速度曲線對電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，準(zhǔn)確檢測門體、門鎖等設(shè)備的位置信息。想在中國開始研發(fā)的深圳熊貓公司已經(jīng)掌握了核心技術(shù)，達(dá)到了工程應(yīng)用水平。城軌交通門系統(tǒng)的國產(chǎn)化率仍然很低。目前，國內(nèi)大約有10家企業(yè)正在加緊研發(fā)，以推動(dòng)城軌交通門系統(tǒng)的國產(chǎn)化。1城軌交通門控制系統(tǒng)概述1.1城軌交通門系統(tǒng)的構(gòu)成城軌交通門系統(tǒng)由機(jī)電部件組成。機(jī)械部分包括門體結(jié)構(gòu)和門機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電氣部分包括電源和控制系統(tǒng)。門的結(jié)構(gòu)為每個(gè)推拉門分為若干個(gè)單元，每個(gè)單元的推拉面板上均設(shè)有門號(hào)標(biāo)識(shí)，兩側(cè)城軌交通門的門單元默認(rèn)顯示在導(dǎo)軌入口的末尾。門機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)、減速器和傳動(dòng)裝置。城軌交通門系統(tǒng)的電氣負(fù)載是第一級負(fù)載。該站低壓配電系統(tǒng)可通過自動(dòng)電源開關(guān)盒提供23相380V電源，無需漏電保護(hù)裝置。城軌交通門系統(tǒng)的電源UPS由一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)組成，可以實(shí)現(xiàn)在線和離線操作，通常是在線工作。1.2城軌交通門控制系統(tǒng)的需求在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，首先要明確系統(tǒng)必須具備的具體特性，只有在充分了解了系統(tǒng)的功能需求后，才能通過適當(dāng)?shù)能浻布O(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)這些特性，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。城軌交通門控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)框圖如圖1.1所示。城軌交通門控制系統(tǒng)必須具備三種控制方式：系統(tǒng)級控制、平臺(tái)級控制和手動(dòng)操作。在設(shè)計(jì)中，所有控制信號(hào)和關(guān)鍵位置信號(hào)（如安全信號(hào)）均采用有線電纜連接，監(jiān)控系統(tǒng)采用符合國際工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的串行通信網(wǎng)絡(luò)連接。圖1.1城軌控制系統(tǒng)（1）控制系統(tǒng)是在正常運(yùn)行模式下通過信號(hào)系統(tǒng)直接控制城軌交通門的方法。在控制系統(tǒng)模式下，當(dāng)城軌到站并在允許范圍內(nèi)停車時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)向城軌交通門系統(tǒng)發(fā)送開門/關(guān)門命令，信號(hào)系統(tǒng)向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送控制命令。城軌交通門的單元控制器。通過門控裝置對推拉門進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)城軌交通門的系統(tǒng)級控制操作。（2）站臺(tái)水平控制是城軌司機(jī)或車站工作人員通過站臺(tái)本地控制面板打開或關(guān)閉城軌交通門的控制方法。當(dāng)系統(tǒng)級控制無法正常實(shí)現(xiàn)時(shí)（如信號(hào)系統(tǒng)故障、設(shè)備控制器無法控制門控設(shè)備等），城軌交通門司機(jī)或站務(wù)人員可開啟和關(guān)閉就地控制面板的控制開關(guān).實(shí)現(xiàn)城軌交通門站級控制。（3）人工操作是指站臺(tái)上的人或乘客在城軌交通門上進(jìn)行的操作。如果控制系統(tǒng)斷電或單城軌交通門操作屏出現(xiàn)故障，站臺(tái)工作人員將使用站臺(tái)門或軌道一側(cè)的乘客鑰匙門把手打開城軌交通門。此時(shí)，城軌交通門ASD/EED手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)顯示部分控制器開啟。2城軌交通門控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1PLC型號(hào)選擇PLC控制城軌交通門裝置系統(tǒng)，種類繁多，包括西門子、三菱等系列產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)上，西門子的LOGO!230RC通用可編程序控制器主要用于控制城軌交通門。該機(jī)型的控制城軌交通門系統(tǒng)比傳統(tǒng)方案使用的部件少，電路接線簡單，可隨時(shí)更換電路，無需改變外部接線，時(shí)間和功能可設(shè)置，設(shè)備小，安裝方便簡單。更小的配電控制箱，小負(fù)載時(shí)可直接連接LOGO!輸出，大負(fù)載時(shí)可通過電源接觸器擴(kuò)展輸出容量。LOGO!共有三種類型：基本型、擴(kuò)展型和總線型?；拘陀?個(gè)輸入和4個(gè)輸出，寬度為72mm，對應(yīng)4個(gè)模塊的尺寸。LOGO!的操作面板如圖2.1所示。圖2.1LOGO!操作面板(1)電源連接器。用于連接電源。電壓為DC24V、AC150V或AC230V。(2)輸入端子。直接連接開關(guān)、按鈕、傳感器等。輸出端可使用容量為8A/10A的開關(guān)控制負(fù)載。(3)顯示面板。進(jìn)入控制程序后，所有步驟集成的基本功能和特殊功能都以功能框圖的形式顯示出來，可以顯示執(zhí)行過程中I/O端口的開關(guān)狀態(tài)、日期和時(shí)間。(4)操作員鍵盤。使用鍵盤上的6個(gè)操作鍵輸入所需的控制程序。綜合功能按操作鍵分組，接線功能按“OK”鍵排序。(5)存儲(chǔ)卡或電腦線接口?？刂瞥绦蚝驮O(shè)置永久存儲(chǔ)在集成的電可擦除只讀存儲(chǔ)器(EEP-ROM)中，并且在電源故障時(shí)不會(huì)丟失。LOGO!存儲(chǔ)卡將存儲(chǔ)的程序復(fù)制到以下應(yīng)用程序。如果需要，您還可以使用電纜把LOGO!連接到計(jì)算機(jī)。使用LOGO!軟編程軟件創(chuàng)建、模擬、存檔和打印控制程序。LOGO!230RC通用邏輯控制模塊控制城軌交通門系統(tǒng)。該控制模塊功能齊全，使用方便靈活，性能穩(wěn)定，物美價(jià)廉，還具有功能改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)，主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表1。2.2電動(dòng)機(jī)的選擇2.2.1電動(dòng)機(jī)的概述城軌交通門的安全性和可靠性主要取決于控制系統(tǒng)的安全性和可靠性，因此開發(fā)高質(zhì)量、高可靠性的城軌交通門控制系統(tǒng)非常重要。由于直流電機(jī)的調(diào)速范圍寬、調(diào)速特性平穩(wěn)、過載能力強(qiáng)、熱轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，所以直流電機(jī)用于執(zhí)行器。直流無刷電機(jī)保留了無刷直流電機(jī)優(yōu)良的控制特性，電樞繞組采用與交流電機(jī)相同的多相形式，通過驅(qū)動(dòng)器接入直流電源。位置傳感器檢測旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的位置并更換有刷直流電機(jī)的電刷，與電子換向電路一起實(shí)現(xiàn)電子換向。表2.1LOGO！PLC的主要技術(shù)數(shù)據(jù)性能型號(hào)(230RC)電源電壓U/V交流115/230功耗P/W2.5～3輸入電氣隔離無電壓U/V信號(hào)0交流0～40信號(hào)1交流79～265電流I/mA信號(hào)1交流230V時(shí)0·24延時(shí)t/ms1→0500→150輸出類型繼電器電氣隔離有成組1連續(xù)電流I/A最大8白熾燈功率P/W1000(交流230/240V)，500(交流115/120V)熒光管帶電器/W10×58控制裝置/W交流230/240V熒光管有補(bǔ)償/W1×58(交流230/240V)熒光管無補(bǔ)償/W10×58(交流230/240V)繼電器保護(hù)/A最大16，特性B16操作頻率f/Hz頻機(jī)械10電阻負(fù)載2感性負(fù)載0.5然后，依次向換向器的各相供電，并與轉(zhuǎn)子磁極的主磁場相互作用以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。采用直流無刷電機(jī)實(shí)現(xiàn)城軌交通門機(jī)的直接拖動(dòng)，不僅簡化了城軌交通門機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，降低了制造成本，而且安裝調(diào)試方便，故障率低。在城軌交通門的關(guān)閉過程中，震動(dòng)（零速停止）、低噪音、可靠的關(guān)閉到位保證了城軌交通門運(yùn)行和啟動(dòng)的可靠性。2.2.2無刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理直流無刷電機(jī)由電機(jī)本體、轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子開關(guān)電路三部分組成?；究驁D如圖2.2所示。圖中直流電源通過開關(guān)電路給電機(jī)的定子繞組供電，位置傳感器隨時(shí)檢測轉(zhuǎn)子的位置，控制開關(guān)管的導(dǎo)通和斷開如下。為了自動(dòng)控制哪個(gè)繞組通電，哪個(gè)繞組通電，當(dāng)旋轉(zhuǎn)位置信號(hào)關(guān)閉時(shí)實(shí)現(xiàn)電子換向。直流電源直流電源開關(guān)電路位置傳感器電動(dòng)機(jī)圖2.2無刷直流電動(dòng)機(jī)的原理框圖工作原理：在典型的直流電機(jī)中，電樞位于轉(zhuǎn)子中，定子產(chǎn)生靜止磁場。為了使直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，流過換向器和電樞繞組中電刷的電流方向必須不斷改變，使兩個(gè)磁場的方向始終相互垂直。驅(qū)動(dòng)電機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的恒定轉(zhuǎn)矩。為了去除電刷，無刷直流電機(jī)采用了在定子中插入電樞，轉(zhuǎn)子由永磁體制成的結(jié)構(gòu)，與普通直流電機(jī)完全相反，但僅此改變是不夠的。定子的電樞只有通過直流電流后才能產(chǎn)生恒定的磁場，電機(jī)仍然不能轉(zhuǎn)動(dòng)。為了使電機(jī)旋轉(zhuǎn)，定子電樞的各相繞組必須連續(xù)換向，因此定子磁場可以隨著轉(zhuǎn)子的位置不斷變化，因此定子磁場和轉(zhuǎn)子永磁場始終保持左右空間角。并產(chǎn)生推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的扭矩。2.2.3直流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)直流電機(jī)的正反向接線如圖7所示。圖中，SB1為停止按鈕，SB2為正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕，SB3為反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕。圖7中的控制回路由兩個(gè)啟停電路組成。工作原理：按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2時(shí)，KM1的線圈得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB3時(shí)，KM2線圈通電，自持，電機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)按下停止按鈕SB1時(shí)，KM1或KM2的線圈被停用，電機(jī)停止運(yùn)行。圖2.3直流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)接線圖2.3紅外傳感器的選擇2.3.1紅外傳感器結(jié)構(gòu)組成在城軌交通門控制系統(tǒng)中，紅外感應(yīng)電路主要由紅外傳感器和感應(yīng)放大電路組成。紅外感應(yīng)電路的核心部件是紅外傳感器，它以非接觸方式檢測人體發(fā)出的紅外能量變化，并將變化轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)輸出。它消除了對紅外線和電磁輻射源以及各種有源接觸開關(guān)的需求?？紤]到經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，采用雙晶熱釋電紅外傳感器（P228）來檢測移動(dòng)的人體，內(nèi)部電路如圖2.4所示。DEDE-++-RGFETSRS圖2.4雙元件型熱釋電紅外傳感器內(nèi)部電路主要用于檢測人體發(fā)出的紅外輻射。在該傳感器內(nèi)部，兩個(gè)敏感元件異相串聯(lián)。由于敏感元件的輸出電壓很弱，阻抗很高，所以傳感器內(nèi)部有場效應(yīng)管和偏置厚膜電阻（RG、RS），形成信號(hào)放大和阻抗轉(zhuǎn)換電路。它本身的接收靈敏度較低，探測距離只有2m左右。為提高檢測靈敏度和頻率響應(yīng)速度，傳感器正面采用菲涅耳透鏡，有效檢測距離約為12m。菲涅爾透鏡是由特殊設(shè)計(jì)的塑料制成的一組透鏡，其中每個(gè)單元透鏡通常只有很小的視角，相鄰的兩個(gè)單元透鏡的視角不連續(xù)。當(dāng)人體在這個(gè)監(jiān)視范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)，它會(huì)依次進(jìn)入特定單元鏡頭的視野，離開這個(gè)視野，再看一遍，但再也看不到了。因此，人體的紅外線不斷改變熱釋電體的溫度，依次輸出相應(yīng)的信號(hào)。菲涅爾透鏡有防盜盲區(qū)，安裝在2m高度的菲涅爾透鏡，其盲區(qū)小于1m。沒有菲涅爾透鏡，熱釋電傳感器的感應(yīng)距離只有2m左右，加上菲涅爾透鏡，感應(yīng)距離可以達(dá)到12m左右。2.3.2雙元件型熱釋電紅外傳感器的特點(diǎn)當(dāng)入射能量依次撞擊兩個(gè)敏感元件時(shí)，輸出是單個(gè)元件的兩倍，由于兩個(gè)元件反向串聯(lián)，同時(shí)輸入的能量相互抵消，阻止了它們的發(fā)生。太陽或燈頭造成的紅外線故障。它還可以防止由于溫度變化導(dǎo)致的檢測錯(cuò)誤。當(dāng)人體靜止在城軌交通門外時(shí)，兩個(gè)元素的極化相等，相互抵消。但是當(dāng)人體運(yùn)動(dòng)并試圖進(jìn)出城軌交通門時(shí)，兩個(gè)元件的極化程度不同，凈輸出電壓不為0，從而達(dá)到檢測運(yùn)動(dòng)人體的目的。熱釋電紅外傳感器主要安裝在城軌交通門兩側(cè)，當(dāng)有人靠近城軌交通門時(shí)，人體發(fā)出的7m13紅外線通過菲涅爾透鏡，被熱釋電紅外傳感器接收并轉(zhuǎn)換成信號(hào)。它在檢測放大電路內(nèi)部被放大并輸出到PLC。PLC根據(jù)接收到的信號(hào)驅(qū)動(dòng)無刷直流電機(jī)以適當(dāng)?shù)乃俣乳_門。2.4行程開關(guān)和限位開關(guān)2.4.1行程開關(guān)(限位開關(guān))的工作原理行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，用于控制行程和限制機(jī)械設(shè)備的保護(hù)。實(shí)際生產(chǎn)中，行程開關(guān)安裝在預(yù)定位置，當(dāng)安裝在生產(chǎn)機(jī)運(yùn)動(dòng)部分的模塊接觸行程開關(guān)時(shí)，行程開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置來切換電路的電器，其工作原理與按鈕類似。行程開關(guān)廣泛用于各種機(jī)床和起重機(jī)械，以控制行程和進(jìn)行終端限位保護(hù)。在城軌交通門的控制電路中，行程開關(guān)用于控制自動(dòng)開閉門的限位和轎廂的上下限保護(hù)。滾輪式行程開關(guān)分為單滾輪自動(dòng)復(fù)位和雙滾輪（爪式）非自動(dòng)復(fù)位型，雙滾輪行程開關(guān)有兩個(gè)穩(wěn)定位置并具有“記憶”功能，在某些情況下可以簡化電路。表2.2城軌交通門控制系統(tǒng)I/O地址分配表序號(hào)名稱電氣符號(hào)PLC地址類型1門外紅外檢測器B1I0.1輸入2門內(nèi)紅外檢測器B2I0.1輸入3關(guān)門限位開關(guān)SQ1I0.3輸入4開門限位開關(guān)SQ2I0.2輸入5系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕S1I0.0輸入6系統(tǒng)關(guān)閉按鈕S2—輸入7電源L1—輸入8電源N—輸出9開門主接觸器KM1Q0.0輸出10關(guān)門主接觸器KM2Q0.1輸出2.4.2城軌交通門的行程檢測電路城軌交通門的門動(dòng)檢測電路檢測到門動(dòng)開關(guān)的閉合，發(fā)出另一個(gè)信號(hào)，電機(jī)改變轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制門的速度，提高運(yùn)行效率。門動(dòng)檢測電路中設(shè)置了兩個(gè)行程開關(guān)，保護(hù)門不受損壞，保證門的運(yùn)行效率。它們分別代表開門限位和關(guān)門限位。當(dāng)門運(yùn)行到限位位置時(shí)，限位開關(guān)動(dòng)作，PLC根據(jù)接收到的信號(hào)改變電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。2.5電源設(shè)計(jì)城軌交通門控制系統(tǒng)的控制對象是無刷直流電機(jī)，無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)重達(dá)100kg到120kg的門扇平穩(wěn)運(yùn)行，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要仔細(xì)考慮電源的性能指標(biāo)。穩(wěn)定的電壓和低紋波是關(guān)鍵考慮因素。在成本方面，通常采用變壓器作為電源，但同時(shí)也給電源的穩(wěn)壓性能帶來一定的困難。為此，有必要根據(jù)無刷直流電機(jī)的功率要求設(shè)計(jì)調(diào)整電源，選擇合理的電路參數(shù)，同時(shí)合理設(shè)計(jì)交流濾波器以減少電磁干擾。由于城軌交通門控制系統(tǒng)經(jīng)常全天運(yùn)行，因此必須特別注意系統(tǒng)的安全，并在電源中安裝過流和過熱保護(hù)電路，以防發(fā)生意外?？刂葡到y(tǒng)穩(wěn)壓電源框圖如圖5.1所示。變壓器變壓器整流電路過濾、過熱保護(hù)電路二次濾波過壓保護(hù)交流EMI濾波電路圖2.5城軌交通門控制系統(tǒng)穩(wěn)壓電源框圖為了提高城軌交通門控制系統(tǒng)的安全性能，必須在電源電路中設(shè)置過流保護(hù)電路。系統(tǒng)電源電路的過流保護(hù)電路如圖2.6所示。R1和R2為單向晶閘管GTO提供觸發(fā)脈沖，使晶閘管導(dǎo)通，R3為大功率小阻電阻，R4為大阻電阻，T1為3A普通保險(xiǎn)絲，T2為快速自愈溫度保險(xiǎn)絲。T2安裝在GTO上，用于監(jiān)測GTO的溫度，如果溫度低于72C，T2將關(guān)閉，如果溫度高于72C，T2將斷開。圖2.6過流、過熱保護(hù)電路在正常運(yùn)行期間，大部分電流流入GTO，T1和T2都在導(dǎo)通。當(dāng)負(fù)載短路或其他原因主電路電流過大時(shí)，GTO電流急劇上升，當(dāng)電流超過3A時(shí)，T1斷開，當(dāng)電流值小于3A時(shí)，T1斷開。如圖3a所示，GTO電流的快速上升會(huì)導(dǎo)致GTO溫度迅速升高，當(dāng)溫度超過72時(shí)，T2自行關(guān)閉，當(dāng)溫度低于72時(shí)，T2恢復(fù)導(dǎo)通狀態(tài)。這樣就實(shí)現(xiàn)了電源電路的過流過熱保護(hù)。為提高整個(gè)供電電路的安全性，應(yīng)在穩(wěn)壓電路前加一個(gè)壓敏電阻和瞬態(tài)電壓抑制器（TVS），以抑制雷擊引起的尖峰和浪涌。當(dāng)然，要進(jìn)一步提高整個(gè)控制系統(tǒng)的安全性和靈敏度，還必須在軟件中設(shè)置過流檢測。3城軌交通門控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)3.1城軌交通門系統(tǒng)的輸入/輸出（I/O）城軌交通門控制系統(tǒng)有7個(gè)輸入信號(hào)和3個(gè)輸出信號(hào)。具體輸入信號(hào)：外門探測器B1、內(nèi)門紅外探測器B2、關(guān)門限位開關(guān)SQ1、開門限位開關(guān)SQ2、電源L1、N、系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕S1、系統(tǒng)關(guān)機(jī)按鈕S2，輸出信號(hào)：打開主接觸器KM1、閉合主接觸器KM2。I/O地址分配表如表3.2所示。3.2城軌交通門電氣控制系統(tǒng)接線圖西門子LOGO!PLC控制城軌交通門系統(tǒng)，可以使系統(tǒng)的線路大大簡化，只需將動(dòng)作檢測器、限位開關(guān)和主接觸器連接到LOGO!上即可。LOGO!的城軌交通門電氣控制系統(tǒng)接線圖如圖3.1所示。NN開門關(guān)門L1NI1I2I3I4I5I6西門子ESCOKLOGO！230RCQ1Q2Q3Q4KM1KM2B2B1SQ1SQ2L1S1S2圖3.1LOGO!城軌交通門電氣控制系統(tǒng)接線圖在本系統(tǒng)中，控制器是一個(gè)LOGO!采用230RC型，有8個(gè)輸入點(diǎn)和2個(gè)輸出點(diǎn)，L1、N端直接接220V交流電源，輸入信號(hào)I1端接紅外運(yùn)動(dòng)探測器B1（NO；輸入信號(hào)I2端子接門的接紅外運(yùn)動(dòng)探測器B2（常開觸點(diǎn)），輸入信號(hào)I3端子接關(guān)門限位開關(guān)SQ1（常閉接點(diǎn)），輸入信號(hào)I4端子接開門限位開關(guān)SQ2（常閉接點(diǎn)），輸入信號(hào)I5接系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕S1，輸入信號(hào)I6接系統(tǒng)停止按鈕S2，輸出信號(hào)Q1接開門主接觸器KM1，輸出信號(hào)Q2接門閉合主接觸器KM2。開始開始系統(tǒng)啟動(dòng)門外或門內(nèi)紅外傳感器檢測到是否有人？執(zhí)行開門，開門到位門外或門內(nèi)紅外傳感器檢測到是否有人？關(guān)門到位系統(tǒng)停止結(jié)束延時(shí)5秒門外或門內(nèi)紅外傳感器檢測到是否有人？執(zhí)行關(guān)門否是是否是否圖3.2控制系統(tǒng)流程圖3.3城軌交通門系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.3.1控制系統(tǒng)流程圖控制系統(tǒng)流程圖如圖3.2所示。3.3.2梯形圖程序在梯形圖程序中：M2.0為門外或門內(nèi)傳感器檢測動(dòng)作M0.0為執(zhí)行開門動(dòng)作M0.1為執(zhí)行關(guān)門動(dòng)作M1.0為開門到位M1.1為延時(shí)時(shí)間到信號(hào)M1.2為執(zhí)行開門動(dòng)作M1.3為執(zhí)行關(guān)門到位動(dòng)作M1.4為關(guān)門到位I0.0為啟動(dòng)按鈕信號(hào)I0.1為門外或門內(nèi)傳感器檢測信號(hào)I0.2為開門到位信號(hào)I0.3為關(guān)門到位信號(hào)Q0.0為開門Q0.1為關(guān)門。3.3.3過程分析（1）當(dāng)啟動(dòng)按鈕S1啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)信號(hào)I0.0正常啟閉，門外或內(nèi)傳感器檢測到開關(guān)B1或B2，當(dāng)外或內(nèi)傳感器檢測到有人時(shí)，檢測信號(hào)I0。1常開觸點(diǎn)閉合時(shí)電機(jī)Q0.0線圈得電，此時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)城軌交通門扇觸發(fā)開門過程。門內(nèi)無人能察覺。（2）當(dāng)門扇全開時(shí)，開門限位開關(guān)SQ2動(dòng)作，開門位置信號(hào)I0.2開關(guān)正常，Q0.0線圈斷電，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）門扇全開時(shí)，有5秒的延時(shí)，此時(shí)如果門外檢測開關(guān)B1或門內(nèi)檢測開關(guān)B2有信號(hào)，T1再次延時(shí)。（4）5秒延時(shí)完成后，T1線圈得電，關(guān)門限位開關(guān)SQ1動(dòng)作，關(guān)門信號(hào)I0.3閉合，Q0.1線圈得電，自鎖，電機(jī)反轉(zhuǎn)，執(zhí)行關(guān)門過程。（5）在關(guān)門過程中，當(dāng)外部感應(yīng)開關(guān)B1或內(nèi)部感應(yīng)開關(guān)B2檢測到信號(hào)時(shí)，當(dāng)I0.1信號(hào)閉合時(shí)，Q0.0線圈通電。關(guān)門過程中門是關(guān)閉的，此時(shí)，開門和關(guān)門過程停止，開門過程相反。若外部感應(yīng)開關(guān)B1或內(nèi)部感應(yīng)開關(guān)B2均未檢測到信號(hào)，則關(guān)門信號(hào)I0.3正常啟閉，門關(guān)到位，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。3.4LOGO！編程方法與操作LOGO！編程就是把LOGO！內(nèi)部集成功能塊在邏輯上組合在一起。與具有梯形圖和語句列表編程的可編程邏輯控制器(PLC)相比，它更直觀、更易于使用。LOGO！編程使用了兩種方法。一種是LOGO！一種是在控制器的操作顯示面板上編程，一種是在電腦上使用軟件編程。LOGO！編程軟件不僅可以在計(jì)算機(jī)上編程，還可以調(diào)試和模擬在計(jì)算機(jī)上編寫的程序。該設(shè)計(jì)是在計(jì)算機(jī)上編程的。1.軟件運(yùn)行環(huán)境I0.0為I0.0為啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)信號(hào)為一個(gè)脈沖RSI0.0M2.00.0紅外傳感器檢測有人，則到M0.0開門M0.00SRRRM2.0I0.1M1.4M1.2M2.0M0.1M1.2M1.4紅外傳感器檢測到無人，則到M0.1關(guān)門，M1.1為延時(shí)時(shí)間到的信號(hào)紅外傳感器檢測到無人，則到M0.1關(guān)門，M1.1為延時(shí)時(shí)間到的信號(hào)SRRRRM2.0M1.1M1.4I0.1M0.1M2.0M1.1M0.0M1.4執(zhí)行開門，直到開門到位，I0.2位開門到位信號(hào)RSRM1.0M0.0M1.1M0.0I0.2M1.1I0.1關(guān)門時(shí)，紅外傳感器檢測是否有人，無人則轉(zhuǎn)到M1.3關(guān)門時(shí)，紅外傳感器檢測是否有人，無人則轉(zhuǎn)到M1.3開門到位后，延時(shí)5秒SDM1.0S5T#5s5s后，若紅外傳感器檢測到有人，轉(zhuǎn)到M1.1T1SRM1.0T1M1.1M1.0關(guān)門時(shí)，紅外傳感器檢測是否有人，有人則轉(zhuǎn)到M1.2SRM0.1I0.1M1.2M0.1SM0.1I0.1M1.3無人時(shí)，關(guān)門是否到位，I0.3為關(guān)門信號(hào)無人時(shí)，關(guān)門是否到位，I0.3為關(guān)門信號(hào)SRRM1.3I0.3M1.4M1.3M0.1Q0.0為開門M0.0Q0.0Q0.1為關(guān)門M0.1Q0.1（1）具有Windows7或Windows10計(jì)算機(jī)。（2）硬盤空間容量256GB以上。2.安裝安裝LOGO！軟件，只需簡單地遵照安裝程序給出的指令，它告訴您如何啟動(dòng)安裝程序。（1）選擇Setup.EXE并啟動(dòng)。在Windows7下通過“開始”運(yùn)行在命令行輸入A：\Setup。（2）按照安裝程序給出的指令操作。使用LOGO！軟件LOGO！軟件完全模仿了LOGO！的面板功能，因此對已了解LOGO！編程菜單的人來說是很容易的。（1）運(yùn)行LOGO！軟件。在Windows7中，通過開始→程序→SiemensLOGO！SoftV2.1NonWestem啟動(dòng)運(yùn)行。（2）LOGO！軟件編程說明。進(jìn)入LOGO！軟件后，顯示編程界面。①標(biāo)題欄：位于屏幕的第一行，有5個(gè)對象，應(yīng)用程序圖標(biāo)、LOGO！Soft用戶程序名、最小化按鈕、改變窗口大小按鈕和關(guān)閉按鈕。②菜單欄：位于屏幕的第二行，有5個(gè)菜單項(xiàng)：Fiel、Edit、LOGO！View、Help。③工具欄：位于屏幕上的第三行，一共有11個(gè)按鈕。4城軌交通門的可行性分析該系統(tǒng)具有安全、防夾、自動(dòng)或鎖定（訪問控制）狀態(tài)、過載保護(hù)和緊急停止等功能。可靠性：開關(guān)順暢、安靜、穩(wěn)定，可根據(jù)門扉的形狀和現(xiàn)場需要進(jìn)行調(diào)整，并調(diào)整最佳開合行為。它還執(zhí)行最佳控制，以防止在快速倒車過程中松動(dòng)，讓門在不滑動(dòng)或移動(dòng)的情況下順暢地打開和關(guān)閉。開門速度大幅提升。直流電機(jī)可用于更快地打開門。切換速度快，客戶無需等待，進(jìn)出無干擾，確保連續(xù)運(yùn)行。直流電機(jī)和特殊設(shè)計(jì)確保在繁忙的建筑物和辦公室中持續(xù)運(yùn)行。方便：優(yōu)越的模塊化設(shè)計(jì)使配置非常簡單。按照說明書固定好動(dòng)力梁的各個(gè)部件，然后將電源連接到另一個(gè)接口，通電進(jìn)行運(yùn)輸。安全：門將在遇到障礙物時(shí)自動(dòng)回退，以免被夾住或損壞您的設(shè)備。關(guān)門時(shí)，如果碰到人或物體，它會(huì)快速反轉(zhuǎn)并自動(dòng)打開，并且關(guān)閉時(shí)的安全返回功能可以讓門在遇到人、物體或其他遮擋光線的物體時(shí)快速反轉(zhuǎn)并自動(dòng)打開。適用性：標(biāo)準(zhǔn)配置可外接多種適用于不同場合和環(huán)境的附加配件。經(jīng)濟(jì)性：可實(shí)現(xiàn)進(jìn)出風(fēng)門開閉適度調(diào)節(jié)功能，提高室內(nèi)空氣效率，節(jié)約能源。可安裝性：所有電氣接線均使用快速接頭，發(fā)動(dòng)機(jī)單元所需的所有接線均使用快速卡扣接頭。快速接線無需接線。最完整的安全配置是：門扇開啟方向安裝紅外安全傳感器，防止開門過程中人撞到門后，門扇關(guān)閉方向安裝紅外操作傳感器門與人相撞，避免人在關(guān)閉過程中沒有離開。5結(jié)論城軌交通門控制系統(tǒng)研究項(xiàng)目從實(shí)際工程應(yīng)用的角度研究適合實(shí)際城軌站設(shè)備安裝業(yè)務(wù)的城軌交通門系統(tǒng)。本文在對城軌交通門控制系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，對多種內(nèi)外飾材料的大信號(hào)及城軌交通門電機(jī)的運(yùn)行控制狀態(tài)進(jìn)行了調(diào)查研究。PLC和AD在采集時(shí)設(shè)置，轉(zhuǎn)換速度非常快，運(yùn)行穩(wěn)定，每周周期縮短。介紹了城軌交通門控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)框圖和控制元件的選擇。本節(jié)介紹城軌交通門控制系統(tǒng)的硬件。只要子模塊的地址和數(shù)據(jù)流滿足協(xié)議要求，每個(gè)硬件模塊的結(jié)構(gòu)、設(shè)備配置和設(shè)計(jì)都可以使用RS485通信協(xié)議來增強(qiáng)系統(tǒng)的外部擴(kuò)展能力。此外，介紹了變頻調(diào)速技術(shù)在城軌交通門系統(tǒng)控制過程中的應(yīng)用。通過控制城軌交通門的通行狀況，改善城軌交通門的運(yùn)行環(huán)境，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。在PLC控制的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)中，PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)用于通過預(yù)定程序控制采集到的信號(hào)。采用LOGO!控制自動(dòng)門，電路接線簡單靈活，性能穩(wěn)定，維護(hù)方便，設(shè)備體積小，可安裝在較小的配電控制箱內(nèi)，節(jié)省空間。在不改變外部接線的情況下，隨時(shí)更改電路和設(shè)置時(shí)間和功能是一種高效且出色的方式。比如在一些對時(shí)間要求較高的地方，比如商店，也可以使用LOGO!PLC來實(shí)現(xiàn)根據(jù)時(shí)間和方向來開門和關(guān)門的能力，這個(gè)功能對于這些地方非常實(shí)用，并且增加了功能非常簡單易行，使用方便，可以充分利用內(nèi)部的多樣性，具有可靠性高、成本低、開發(fā)周期短等特點(diǎn)，充分展現(xiàn)了PLC的高可靠性和抗干擾特性。此外，它提供了各種維護(hù)和故障診斷的可能性，大大降低了程序的復(fù)雜性，方便了程序的修改，具有很高的推廣和實(shí)用價(jià)值。甚至發(fā)達(dá)國家也開發(fā)了城軌交通門，大大改善了城市交通條件和城市環(huán)境。參考文獻(xiàn)[1]李彬.基于PLC城軌交通門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代機(jī)械,2019,209(01):26-28.[2]袁韜,李剛.基于PLC的城市軌道交通城軌交通門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].江蘇交通科技,2017,(003):28-29.[3]呂秉略,童東兵,陳巧玉.城軌交通門控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[J].上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2018(2):137-140.[4]王加賓,梁鑒如,戴翌清.基于STM32的城軌交通門狀態(tài)監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].傳感器與微系統(tǒng),2018,37(12):68-70.[5]厲萬力.城軌交通門自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析[J