1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1目的及意义

1863年，英国开通干线长度约6.5千米，名为“伦敦大都会铁路”的世界上首条地下铁路系统。1971年，中国在首都北京开通了属于中国人的第一条地铁“北京地铁”。当今社会，城市建设的现代化发展进程加快，随之而来的城市相关的轨道交通建设速度也越来越快。在各大经济发展较快的城市，地铁列车越来越多地被投入运营到城市交通建设中，并且，随着人们对安全快乐出行的关注度的不断上什，清洁光亮的车体外表也越来越多的受到乘客的关注，所以，传统的人工刷洗已经完全不能满足地铁高速运行的需要，这就对地铁列车清洗工艺及清洗设备提出了更高的要求。

据悉，列车的外部污垢主要来源于列车在行驶过程和检修保养过程中，主要有如下途径和来源：

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容:

可编程逻辑控制器（PLC）是一种数字式运算操作的电子系统，从继电器控制逻辑发展而来，目前已广泛应用于石油、化工、电力、冶金及交通运输等各行业^[4]。PLC与电动机和机械机构相结合，可以完成程序控制的规定动作和控制，在恶劣环境或人体无法接触的场合下能替代人工自动实现多种功能。伊朗德黑兰地铁洗车机是哈尔滨铁路科研所的国际中标项目^[5]。其中的控制系统就是由两个西门子S7-200 PLC 通过SINEC L2 网络^[6]实现的。它能够控制洗车机在洗车区段自动刷洗地铁列车的车身外部和前后端，极大地提高了列车的清洗效率,降低了工人的劳动强度。该机已通过伊朗商检，经验证其控制系统完全符合招标合同书中的功能要求。本文将参考该控制系统的设计方案、工作流程及安全可靠性措施，设计出更加符合现在洗车机控制要求的控制系统。

2.2本次研究的目标：

在了解地铁洗车机的工作方式以及工艺要求后，确定其控制系统的构成方案。另外，通过对清洗需求分析得出列车清洗机的设计要求，结合国内列车清洗机的特点，对清洗流程、清洗工位、清洗方式进行研究，完善列车清洗机的总体控制系统设计方案。

2.3本次设计拟采用的设计方案及措施：

其它国家如法国和德国的地铁列车洗车机控制系统均采用单个S5系列或S7-300系列PLC构成，往往需要大量的电缆连接，占用体积大，且系统成本较高。为克服上述缺点，参考在德黑兰地铁洗车机控制系统研究中的方案，在此次设计中采用两个西门子S7-200 PLC通过SINEC L 网的连接器连网构成控制系统。本设计方案具有以下特点：①两个S7-200 PLC的成本约为S5系列和S7-300系列PLC单机价格的1/5，不仅大大降低了系统成本，且系统性能能够满足要求。②由于本控制系统中存在移动部分(龙门架)，且移动部分占有很多的输入、输出点，因此采用分布式结构，将PLC主机置于控制室，移动部分的输入和输出由安置在龙门架上的从机处理，主机和从机通过网络进行通讯，免去了大量复杂的电缆连接，减小了系统体积(约为其它同类产品的1/5)，而且提高了系统的可靠性。③从机部分设备置于移动设备上，解决了现场就地调试问题，同时对防水和防尘问题也做了相应处理^[7]。系统总体布局图如下图1所示：

图1 系统总体布局图

2.4完成的主要任务及要求：

1. 了解地铁洗车机的工作方式及工艺要求，确定其控制系统的构成方案；

2. 根据本设计的控制系统的对象，计算并分配控制器的输入和输出类型和数量；

3. 根据控制系统构成方案选择控制器，完成控制器输入输出的电气原理图；

4. 完成控制系统的程序设计；

5. 完成设计论文，字数不少于12000字；

3. 研究计划与安排

1.（8学期第1周）：明确设计任务，确定洗车机控制的功能要求，查阅资料。

2.（8 学期第2周）：阅读技术资料，确定控制系统的技术方案。

3.（8学期第3周）：完成开题报告。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]徐贺，吴春鹏，徐趁宵.地铁洗车设备控制系统中电磁兼容问题[j].哈尔滨铁道科技.2000（04）.

[2] 王中.浅谈列车自动清洗机信号及端洗仿形系统[j].技术与市场.2012(07).