城市轨道交通PLC开发与应用-10.3课件讲解

第10章PLC综合应用案例安徽交通职业技术学院请在插入菜单—页眉和页脚中修改此文本2第10章PLC综合应用案例1.PLC路灯照明智能控制系统2.地铁屏蔽门控制系统目录3.电梯PLC控制系统4.城轨列车客室车门门控单元PLC控制系统5.交通信号灯PLC控制系统PLC路灯照明智能控制系统01

路灯照明的形式各种各样―道路照明、隧道照明、停车场照明和城市照明―是主要的电力消费系统。实际上室外照明估计占当今全球耗电量的19%左右。对于市政和具有大型设施的商业机构，路灯照明占据了相当一部分的运营费用。路灯照明也是公共安全的关键，确保路灯可靠地点亮并且工作在适合路人及车辆交通的最佳照明度，对于公共安全和经营者均至关重要。由此可见，能耗低、工作可靠性及维护费用等方面的任何改善都会为路灯管理部门带来丰厚回报。当然，能耗的降低也会产生明显的环境效益。

1.PLC路灯照明智能控制系统

1.PLC路灯照明智能控制系统路灯照明智能控制方案01020304目前路灯控制方法可以分为自控型又分定时器控制（“钟控”）和光控器控制（“光控”）两种方法：光控法则是按光照度的差异来控制开、关灯的，则易受粉尘、雨雪污染使灵敏度降低，且功能单一，开关动作不统一，控制不灵活，随时需要人为干预等缺点。自控型照明控制器的优点是，设备投资少、安装和维修简单灵活。时控法以时间为唯一的开、关灯控制依据，但随季节变化，就需要人工干预来调整开、关时间，所以存在对环境光照度的变化适应能力差的缺点。二者单独使用都不能实现控制开关灯的合理化、科学化。只有二者结合设计，才能使路灯的控制更加科学更加合理。本节内容是利用PLC实现路灯自动监控系统能按时间以及光照度的差异来控制开、关灯的；系统在开启后执行子程序，首先开启时钟电路，I0.0为时钟电路控制总开关，控制时钟电路开始工作，之后需要调整系统时钟电路的时间，时间必须与当前具体时间一致，路灯控制系统的时间通过数码管显示，显示电路也由PLC控制输出，实行动态显示，接下来执行时间状态输出程序，根据当前的时间决定路灯工作在那个时间段。在这个设计中，当天黑后进入第一个工作状态，此时所有路灯都开启，或者到达19点后，至24点为第一工作状态，24点后进入第二工作状态，此时路灯开启2/3，到6点后进入第三工作状态，路灯开启1/3，之后亮度检测，天亮后进入第四工作状态，灯全关闭，如果亮度检测无输入，到达8点也将进入第四工作状态。根据以上要求，PLC路灯控制系统的组成有plc及其外围、亮度检测装置、路灯控制装置等。控制流程如图10.1所示。

1.PLC路灯照明智能控制系统路灯照明智能控制方案图10.1PLC路灯照明智能控制系统流程图1.PLC路灯照明智能控制系统路灯照明智能控制系统变量表编程元件地址作用输入I0.1启动开关I0.2亮度检测暗后输出信号输出Q0.1输出控制开关第一个灯Q0.2输出控制开关第二个灯Q0.3输出控制开关第三个灯位存储器M7.119点到24点之间信号M7.20点到6点之间信号M7.36点到8点之间信号M7.48点至19点之间信号M8.1第一工作状态M8.2第二工作状态M8.3第三工作状态M8.4第四工作状态1.PLC路灯照明智能控制系统PLC接线图1.PLC路灯照明智能控制系统路灯照明智能控制系统PLC参考梯形图1.PLC路灯照明智能控制系统路灯照明智能控制系统PLC参考梯形图1.PLC路灯照明智能控制系统路灯照明智能控制系统PLC参考梯形图地铁屏蔽门控制系统022.地铁屏蔽门控制系统

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，同时也是直接保护乘客安全的重要系统之一。该系统及设备状态直接关系到乘客乘车安全。据地铁行业相关资料表明，地铁屏蔽门能降低30%的空调电力损耗，减少50%的环控机房的建筑面积，减少35%以上的空调设备冷负荷。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。地铁屏蔽门控制系统2.地铁屏蔽门控制系统

图10.4

控制方案01020304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PLC，PLC接收采集的信号控制电机的运行，通过传动装置控制屏蔽门系统的运行。屏蔽门系统的控制方案如图10.4所示。以变频器作为在地铁屏蔽门的开关门速度控制上的调节器，运用变频器的三段数控制来控制屏蔽门的速度。电机选用高性能直流无刷电机，采取门机控制器控制的工作模式，采用蜗杆或皮带传动装置传动。图

10.4屏蔽门系统的组成传感器常采用屏蔽门专用的红外感应器和接近传感器，运用传感器的开关量信号输入给PLC来实现对屏蔽门的控制。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。运用正常（自动控制）和紧急（手动控制）方式。采用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，实现屏蔽门的自动化控制。通过传感器监测的地铁屏蔽门前是不是有异物，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，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，最后由传动装置控制屏蔽门的开关。2.地铁屏蔽门控制系统滑动门开门到位的设计，根据常规开门方式的工作要求，要满足列车停靠限位，开门限位关闭和关门限位打开并且红外感应开关打开，其工作顺序如下:列车进站→滑动门开门→关门限位断开→红外感应启动→开门限位开启→滑动门保持全开。

地铁屏蔽门控制系统控制方案2.地铁屏蔽门控制系统地铁屏蔽门PLC系统变量表图编程元件地址作用输入I0.1手动自动切换I0.2自动启停开关I0.3关门限位I0.4开门限位I0.5红外感应开关I0.6列车停靠限位I0.7手动开门I1.7手动关门输出Q0.1运行指示Q0.2开门Q0.3关门位存储器M1.0滑动门开门到位M1.1开门中继M1.2关门中继M1.3滑动门关门到位2.地铁屏蔽门控制系统地铁屏蔽门PLC接线图2.地铁屏蔽门控制系统控制系统PLC参考梯形图电梯PLC控制系统033.电梯PLC控制系统

将PLC运用于电梯的控制系统中，可以达到软件控制电梯的相关目的，这极大地提高了电梯运转的安全性以及稳定性。PLC具备大量的指令系统，可以有效控制大量繁琐的控制系统。如需要系统全面调整控制方案，这时只需对PLC的程序进行改变即可，这可以有效避免对硬件的更改，减少员工的工作量。PLC控制系统的有效运用，可以充分提高电梯的运行效率，其核心原因就是，PLC可以有效开展群控调配以及管理操作电梯PLC控制系统3.电梯PLC控制系统电梯PLC控制系统使用PLC控制系统，还可以自动检测电梯的运行，乃至可以对故障进行报警，这不但可以提高电梯运行的安全性，而且可以提醒有关员工第一时间检修电梯，以防止故障的不断扩大，产生更大的事故问题。3.电梯PLC控制系统

PLC采取开关量的方式对变频器进行控制的硬件连接，变频器包含大量的开关量端子，比如反转、正转以及多档转速控制端子等，将这些端子接上PLC开关输出，就可以对变频器实施反转、正转以及多档转速控制。

将PLC模拟量输出模块的输出端子与变频器的模拟量输入端子连接，进而实现变频器输出电源频率的转变，从而对电动机的具体转速进行改变。PLC内部程序运转过程中生成的数字量数据经过与电缆相连，不断送至模拟量的输出模块（DA模块），由其转变为0～10V或者0～5V范围内的电压（模拟量），然后送至变频器端子，对变频器的输出频率进行有效控制，从而实现电动机转速的控制。PLC以及变频器的硬件连接线路如图10.7所示。电梯PLC系统控制方案3.电梯PLC控制系统电梯PLC系统变量表编程元件地址作用输入I0.1通电开关I0.2断电开关I0.3正转开关I0.4反转开关I0.5故障检测输出Q0.0通断电控制Q0.1正转Q0.2反转Q0.3电源指示Q0.4正转指示Q0.5反转指示Q0.6变频器故障指示3.电梯PLC控制系统电梯PLC系统接线图3.电梯PLC控制系统电梯PLC系统参考梯形图程序城轨列车客室车门门控单元PLC控制系统044.城轨列车客室车门门控单元PLC控制系统城轨列车客室车门是乘客上下的唯一通道，客室车门正常情况下，在满足开（关）门条件时，由列车司机通过操纵台开（关）门按钮进行打开和关闭。城轨列车上有很多组车门，每组车门均安装有对应的门控单元（MDCU），每个门控单元会接收来自操纵台及列车的一些控制指令和许可指令，根据接收到的指令进行逻辑运算，从而控制车门的打开和关闭。4.城轨列车客室车门门控单元PLC控制系统受控车门信息：列车下行（上行）运行时，运行方向车体右侧（左侧）的第一个车门（A2）；车门配套设备包括：1个车门隔离开关、1个蜂鸣器、1个黄色车门状态指示灯、1个红色车门状态指示灯。车门门控单元PLC控制方案124.城轨列车客室车门门控单元PLC控制系统车门控制及监视功能，要求如下：010203040506门控单元未供电时，处于不工作状态，所有逻辑不起作用；列车未停车或未接收到门允许信号时，禁止打开车门；无禁止开门条件，同时接收到开门指令时，驱动车门打开（直到车门完全开好，才停止驱动）；开门过程中，黄色指示灯闪烁（亮灭间隔0.5秒）；车门处于打开过程中（车门未完全开好），关门指令无效；车门完全打开后，黄色指示灯常亮；0708091011车门处于开启状态，接收到关门指令时，驱动车门关闭（直到车门完全关好，才停止驱动）关门过程中，黄色指示灯闪烁（亮灭间隔0.5秒），蜂鸣器循环响起（间隔0.5秒）车门关闭过程中（车门未完全关好），正常开门指令无效，但接收到重开门指令可直接控制车门再次打开（重开门指令仅在车门处于关闭过程中有效）车门完全关好后，黄色指示灯熄灭，蜂鸣器声响停止车门隔离后，红色指示灯常亮，所有开关门指令无效车门完全打开后，黄色指示灯常亮；4.城轨列车客室车门门控单元PLC控制系统车门门控单元PLC系统变量表编程元件地址作用说明输出Q12.7黄色指示灯控制信号为1时，控制黄色指示灯点亮Q13.0红色指示灯控制信号为1时，控制黄色指示灯点亮Q12.6蜂鸣器控制信号为1时，控制蜂鸣器发出警示声位存储器M2.0电源门控单元供电时，信号为1M2.1零速列车速度为0时，信号为1M2.2门允许允许打开该车门时，信号为1M2.3重开门下达重开门指令时，信号为1M2.4开门下达开门指令时，信号为1M2.5关门下达关门指令时，信号为1M3.2隔离车门隔离时，信号为1M2.6门开好该车门完全打开时，信号为1M2.7门关好该车门完全关闭时，信号为1M3.0开门驱动信号为1时，控制电机正转，开车门M3.1关门驱动信号为1时，控制电机反转，关车门4.城轨列车客室车门门控单元PLC控制系统PLC接线图4.城轨列车客室车门门控单元PLC控制系统

车门门控单元PLC系统参考梯形图程序交通信号灯PLC控制系统055.交通信号灯PLC控制系统十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的是交通信号灯的自动指挥系统。伴随着计算机技术和自动控制技术的，以及交通流理论的不断完善，交通信号灯的控制手段越来越先进。交通信号灯控制系统从燃气信号灯的开始，到现在智能交通控制系统，已经经历一百多年的发展历程。目前交通灯的设计方案有很多，有基于CPLD/FPGA(可编程逻辑器件)设计实现交通信号灯控制器的方法;有应用单片机实现对交通信号灯控制的方法;有应用PLC实现对交通灯控制系统的方法。由于PLC具有对使用环境适应性强同时其定时器资源十分丰富，可对信号灯进行精确方便地控制。与此同时PLC通讯联网功能可将同一条道路上的交通信号灯进行统调度管理，能够缩短车辆通行等候时间，实现交通信号灯的科学化管理。5.交通信号灯PLC控制系统

交通信号灯控制系统控制方案01020304第1信号相位：南北绿灯亮维持20s，在南北绿灯亮的同时东西红灯也亮并维持20s，20s后进入第2信号相位。

第3信号相位：南北黄灯亮2s后熄灭，同时东西红灯也继续亮2s，2s后进入第4信号相位。

第2信号相位：南北绿灯闪亮3s（亮0.5s。熄0.5s），绿灯闪亮3s后熄灭，同时东西红灯也继续亮3s，3s后进入第3信号相位。第4信号相位：南北红灯闪亮20s，同时东西绿灯也同时亮20s，20s后进入第5信号相位。

第5信号相位：东西绿灯闪亮3s（亮0.5s。熄0.5s），绿灯闪亮3s后熄灭，同时南北红灯也继续亮3s，3s后进入第6信