基于PLC控制的移动接触轨设计研究.pdf
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1、基于 PLC 控制的移动接触轨设计研究 强 力,邓旭彪,赵金凤等 技术交流 89 DOI:10.19587/ki.1007-936x.2023.03.020 基于 PLC 控制的移动接触轨设计研究 强 力,邓旭彪,赵金凤,杜宝峰,关小磊 摘 要:结合实际需求设计了基于 PLC 控制的移动接触轨系统,阐述了移动接触轨控制系统工作原理、组成,并进行现场试验。该装置满足现场设计需求,可以随时实现移动接触轨前后移动的功能,为轨道车辆提供电能。为移动接触轨系统在轨道交通供电系统中应用提供了一定的实践研究和参考。关键词:移动接触轨;PLC;试验 Abstract:A mobile third rail s
2、ystem based on PLC control is designed with connection to the actual requirements,and the working principle and composition of the mobile third rail control system are illustrated,and on-site tests are accomplished.The device is able to meet the on-site design requirements and achieve the function o
3、f moving the third rail forward and backward at any time,providing electrical energy for rail vehicles.It is able to provide practical research and reference for the application of mobile third rail systems in power supply systems of the urban rail transit lines.Key words:movable third rail;PLC;test
4、 中图分类号:U231.8 文献标识码:B 文章编号:1007-936X(2023)03-0089-04 0 引言 钢铝复合接触轨在城市轨道交通中应用广泛,作为车辆运行所需的重要设备之一,通过其向轨道车辆提供电能。接触轨固定在轨道的两侧,处于不可移动的状态1-3。但是有些线路在特定情况时需要某一段接触轨可以实现前后移动的功能,即将接触轨移动至工作位以满足车辆的供电。当使用完毕后,恢复至隔离位,该段接触轨不影响标准轨线路的正常使用。本文将根据项目需求,设计整套平移式移动接触轨装置和控制系统,实现移动接触轨前后平移的功能,为车辆行驶随时提供电能。1 移动接触轨系统的工作原理和组成 1.1 移动接触
5、轨工作原理 根据项目需求,制定出可前后移动的接触轨方案,该方案的主要原理:在每一段移动接触轨上安装一套适用于可移动接触轨传动系统的梯形丝杠传动机构,用于驱动接触轨装置前后移动,即当按下移动指令按钮,驱动电机运行,通过联轴器直接驱动梯形丝杠副转动,从而带动整个移动接触轨移动;当传感器监测到移动接触轨移动至工作位,控制系统发出指令使得相应的驱动电机停止运行,至 作者简介:强 力,邓旭彪,杜宝峰.中铁高铁电气装备股份有限公司,工程师;赵金凤.中铁高铁电气装备股份有限公司,正高级工程师;关小磊.中铁高铁电气装备股份有限公司,助理工程师。此工作工况完成。为防止各移动装置的阻力不同导致最终位置出现差异,采
6、用了电机分别控制的策略。工作位和隔离位移动的控制流程如图 1 所示。控制系统传感器监测接触轨到达设定值开启工作位开关按钮电机正转,驱动装置转动接触轨到达工作位对应驱动电机停止工作完成(a)工作位工况 控制系统传感器监测接触轨到达设定值开启隔离位开关按钮电机反转,驱动装置转动接触轨到达隔离位对应驱动电机停止工作完成(b)隔离位工况 图 1 控制系统控制流程 1.2 移动接触轨组成 整套平移式移动接触轨装置由多个单独的移动接触轨装置组成,如图 2 所示。该装置优点:(1)整套装置结构简单,安装方便,可实现接触轨在限技术交流 电气化铁道 2023年第3期 90 界间的转换,移动轨为多底座同步移动,底
7、座个数不少于 2 个;(2)可以根据现场情况需求,随时实现接触轨前后平移的功能,为轨道车辆提供电能(机车需供电时,接触轨移动至工作位;不需供电时,接触轨移动至车辆限界外)。(a)整套平移式移动接触轨装置 (b)单独移动接触轨装置 图 2 移动接触轨装置结构 移动接触轨系统主要由机械组成部分(移动接触轨装置)、控制组成部分(控制系统)两部分组成。移动接触轨装置由驱动装置、从动装置、导向装置、绝缘支架及其支撑装置、限位装置、防护装置、钢铝复合轨系统组成,如图 3 所示。6a6b34852176c 1.驱动装置;2.从动装置;3.导向装置;4.绝缘支架;5.支撑装置;6a.机械限位装置;6b、6c.
8、电气限位装置;7.防护装置;8.钢铝复合轨系统。图 3 移动接触轨装置组成 1.3 驱动电机选用 移动接触轨的行程 L 为 730 mm,要求在 1 min内将移动接触轨移动至工作位。移动接触轨的轴向载荷 Fs为 1 000 N,前期设计的梯形丝杠副的导程p 为 5 mm,直径 D 为 24 mm,通过下式可以计算出所需的电机转速、转矩及功率 P。s/29 550nLpF pTSnTP (1)式中:n 为驱动转速;T 为驱动转矩;S 为扭矩安全系数;为梯形丝杆传动效率。取传动效率 =62.5%,扭矩安全系数 S=3,通过式(1)得到:n=146 r/min,T=3.82 N m,P=58.4
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