YCT-50型浅坑式移车台电气控制系统设计

蔡穗敏

（中国中车山东机车车辆有限公司，山东济南250022）

YCT-50型浅坑式移车台电气控制系统设计

蔡穗敏

（中国中车山东机车车辆有限公司，山东济南250022）

对YCT-50型浅坑式移车台电气控制系统设计作了介绍，对其硬件选择设计、软件设计及改造后设备可实现功能进行了阐述和分析。

移车台；电气控制系统；PLC；变频器；触摸屏

浅坑式移车台主要用于机车车辆制造、检修、维修等工序调车转轨作业。YCT-50型浅坑式移车台全长25m，适用于车重不大于50t的货车车辆的横移换轨作业，并具有卷扬牵引装置，可将车辆牵入或牵出移车台。

YCT-50型浅坑式移车台由车体、走行机构、渡桥机构、安全止挡装置、牵车机构、电气控制系统等组成。操作台布置了控制移车台走行的控制器和牵车用控制器。控制器具有正向、反向各三档的调整速度，并且具有零位锁定功能。本文重点介绍YCT-50型浅坑式移车台电气控制系统设计。

1 控制系统简介

YCT-50型浅坑式移车台基于PLC控制，采用变频器对移车台的运行和牵车功能进行控制，通过变频器来实现牵车和走行的调速控制，使移车台起动、停止平稳。通过触摸屏可以对移车台的运行参数进行设置、对运行情况进行监控。

2 硬件设计

电气控制系统包括欧姆龙CP1E-N60S1DR-A型PLC一个、富士FRN30G1S-4C变频器一台、日立触摸屏一个、三合一减速机（电动机、制动器、减速箱为一体）两台、三相电动机一台。

CP1E-N60S1DR-A型PLC是新一代小型PLC，经济、简单、高效，支持可编程终端（PT）连接、位置控制以及变频器连接。PLC通过RS232通讯电缆直接与触摸屏通讯。触摸屏与PLC通讯后，界面可显示设备运行情况，通过操作界面直接对设备进行控制。变频器选用富士FRN30G1S-4C型，是控制系统中重要的元件。变频器通过PLC控制两台大车行走电机和一台卷扬电机运行，实现变频调速，使移车台运行、停止平稳，保证设备能精确对轨。控制系统连接图如图1所示。

图1 控制系统连接图

3 软件设计

本控制系统主要通过触摸屏执行操作，PLC根据输入信号和运行指令，控制变频器驱动电机。同时PLC进行数字逻辑运算实现对电机的变频调速。系统的主要工作原理为：大车具有前进、后退三个档位，其运行条件是左右渡桥在上限位且卷扬机速度要为0；卷扬机牵车要分三个档位，其运行条件是左右渡桥有一侧在下限位且大车速度为0；声光报警器只有在大车和卷扬速度为零时才停止声光报警。

3.1 控制系统流程图

根据系统工作原理要求，设计控制系统流程图如图2所示。

图2 控制系统流程图

3.2 控制部分

根据控制流程图，分配PLC的I/O点，如图3所示。I/O点地址分配好后，编写主控程序。通过PLC数字逻辑运算，控制变频器对电机变频调速。实现操纵移车台走行控制器可以控制移车台的前进或后退运行，移车台控制器分前进和后退各三档的运行速度；牵车控制器可以控制将车体牵入或牵出移车台，控制器分牵入和牵入各三档的运行速度。PLC与变频器的接线图如图4所示。

图3 PLC I/O点

图4 PLC与变频器接线图

本系统变频器主要控制两台走行电机和一台卷扬电机。选择变频调速可以实现无级调速，调速平滑性好且调速的稳定性好。其中富士FRN30G1S-4C型变频器中FWD是正转运转、停止指令，REW是逆转运转、停止指令，X1、X2、X3、X4是多步频率选择。通过PLC的输出信号实现电机正反转功能、变频器多步频率选择端子X1、X2、X3、X4赋值。通过数字逻辑运算选择变频器中控制功能C代码的频率，实现大车前进后退、卷扬机拉绳送绳各三档平稳调速功能。PLC与变频器数字逻辑关系如图5所示。

富士FRN30G1S-4C变频器参数应根据电机额定功率大小参照使用手册进行设置。此设备的大车运行电机最大额定功率为30kW。

图5 PLC与变频器数字逻辑关系

3.3 触摸屏界面设计

日立PWS6620T-P型触摸屏在使用前进行配置设置，触摸屏背面的指拨开关5、6、7、9在OFF位，其余在ON位。按系统功能要求，通过软件进行界面设计，包括有主界面、移车台大车前进后退速度界面、卷扬机送绳、拉绳速度界面、渡桥上下限位状态界面、报警信息界面。其中主界面如图6所示。

触摸屏和PLC通过RS232通讯电缆通讯后，触摸屏能对控制系统的参数进行设置，并对整个系统的运行情况进行监控，实现人机界面智能化。

4 结束语

本移车台电气控制系统通过欧姆龙PLC变频控制电机运行，利用触摸屏实现对整个系统的自动化控制。该系统主要特点有：①触摸屏显示，具有良好的人机界面，操作方便；②大车和卷扬机通过变频器实现3档变频调速，调速平滑性好且调速的稳定性好③具有监控、故障诊断和报警等功能，大大提高设备的安全性能。

设备投入使用后，控制系统性能稳定，操作简单，平稳调速，对轨准确。本控制系统使移车台这种大型设备操作变得易操作、直观简单、可靠安全。

图6 触摸屏主界面

[1]岳庆来.变频器、可编程序控制器及触摸屏综合应用技术[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2]欧姆龙（中国）有限公司.SYSMAC CP系统CP1E CPU单元中文手册.北京：欧姆龙（中国）有限公司，2009.

[3]富士电机机器制御株式会社.高性能、多功能型变频器FRENIC-MEGA用户使用说明书.富士电机机器制御株式会社，2008.

Electrical control system design of YCT-50 shallow pit type moving vehicle

CAI Suimin
（CRRC Jinan Railway Vehicles Equipment Co.,Ltd.,Jinan 250022,Shandong China）

Aiming at the electric control system design ofYCT-50 shallow pit type moving vehicle,the brief introduction of control system and hardware selection＆amp;software design have been expounded and analyzed, as well as the function which improved machine can achieve.

Moving vehicle;PLC;Inverter;Touch screen

TP273

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2016.05.019

1672-0121（2016）05-0065-03

2016-06-14；

2016-07-23

蔡穗敏（1985-），男，工程师，从事数控数显工控系统研发设计。E-mail：278950239@qq.com