摘 要

作为日常维修的一种方式，地铁列车的清洗受到越来越多的关注。由此，地铁洗车机的作用也变得越来越重要。本文基于武汉市轨道交通三号线地铁列车清洗设备布置图，结合地铁洗车机的工作方式及工艺要求，旨在设计出适合于地铁洗车机的控制系统。

在本次毕业设计中，选择西门子S7-200 CPU226型PLC构成整个控制系统的核心。在确定控制器后，根据地铁洗车机清洗流程及相关工位设计确定出控制系统的对象，从而计算并分配PLC的I/O的类型及数量，利用AutoCAD完成其相关电气原理图，并在S7-200 PLC的编程软件上完成控制系统的程序设计。最后，选择昆仑动态的电脑通用版MCGS软件与PLC通讯实现控制系统的操作及监控。

本论文阐述了国内外地铁洗车机的研究现状，对端洗仿形技术的相关原理以及变频器的通讯问题进行了详细的说明，结合研究成果最终得出了控制系统的构成方案，从而完成了毕业设计的要求。

关键词：地铁洗车机；PLC控制；变频器；端洗仿形技术

Abstract

As a way of ordinary maintenance, the cleaning of subway trains has attracted more and more attention. As a result, the role of subway car washer is becoming more and more important. This paper is based on the layout of the subway train cleaning equipment in Wuhan Metro Line 3, combined with the working mode and process requirements of the subway washing machine, and aims to design the control system suitable for the subway washing machine.

In this graduation project, selecting SIEMENS S7-200, CPU226 PLC constitutes the core of the entire control system. After determining the controller, according to the cleaning process of subway washing machine and the relevant station design to determine the object of the control system and calculate and distribute the PLC I / O type and quantity. Use ACE software to complete its related electrical schematic diagram, then using S7-200 PLC programming software to complete the design of the control system program. Finally, we select Kunlun dynamic computer general edition MCGS software to communicate with PLC to realize the operation and monitoring of the control system.

This paper describes the research status at home and abroad subway car washing machine, the related principle of copying technology and communication terminal wash inverter is described in detail, combined with the research results obtained from a scheme of the control system, thus completing the graduation requirements.

Key Words：metro cars washing machine；PLC control；Frequency converter；End-wash profiling technology

目录

第1章 绪论

1.1 课题背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1国外地铁洗车机的研究现状 1

1.2.2国内地铁洗车机的研究现状 3

1.2.3 污垢存在形式 3

1.3设计的主要研究内容及任务 4

第2章 地铁洗车机总体方案研究

2.1 主要工艺概况 5

2.2 主要技术参数研究 5

2.3 清洗工艺流程及工位设计 6

第3章 地铁洗车机控制系统设计

3.1 现场控制设计思想 7

3.2 电控系统设计原理 8

3.3 控制系统方案设计 9

3.3.1 洗车机控制系统组成 9

3.3.2 洗车机控制系统实现方案 9

3.4控制系统的输入和输出设计 11

3.4.1 行车信号指示系统 11

3.4.2 光电传感器检测系统 12

3.5 PLC控制设计 12

3.5.1 PLC简介 12

3.5.2 S7-200系列PLC简介 13

3.5.3 地铁洗车机控制系统I/0地址分配 14

3.6几个关键技术分析 16

3.6.1 端洗仿形清洗技术原理 16

3.6.2 PLC与变频器的通讯 17

3.7洗车机控制系统程序设计 18

3.7.1 S7-200系列PLC编程软件 18

3.7.2 洗车机控制系统梯形图 19

第4章 上位机监控软件设计

4.1 MCGS的选择 30

4.2 地铁洗车机控制系统的MCGS组态 31

4.2.1 通信的建立 31

4.2.2 过程变量的建立 32

4.2.3 图形界面的设计 34

4.2.4 相关脚本程序编写 35

第5章 总结与展望

5.1研究总结 40

5.2 展望 40

参考文献

致 谢

第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

随着科技的飞速发展，人们的生活正在不断地被改变。其中，作为城市轨道交通重要发展的一步，地铁的出现让人们的出行越来越方便，所以，地铁在人们的生活中也变得越来越重要，甚至慢慢地变成了不可缺少的出行工具。但是，同样的，作为地铁列车日常维修的一种方式，地铁的清洗也变成了一个重要的而且必须能够快速完成且解决的问题。从发展阶段来看，地铁列车的清洗方式可以分为两种，包括：人工清洗和自动清洗。而从现阶段来看，我们国家的很多地区对于地铁列车的清洗比较多的偏向于人工清洗的方式。众所周知，完全依靠人力进行的清洗方式往往存在诸如所需要的时间长，清洗的效果差以及需要人力多的缺点。在50和60年代，中国经济和科技发展缓慢的时候，站在科技发展前端的前联邦德国已经基于他们国内的客车的发展，结合实际的操作运用，制定出了一系列的相关的清洗规定。在规定中，对客车车身、车头及车尾等部分粘附的污垢的成分，对这些部分污垢的清洗难度，对可以采用的清除这些污垢的方法等都进行了一定程度上的研究并产出了相应的成果^[1]。进入21世纪，我国科技发展迅速，随着地铁在各个城市中的出现，对于地铁的清洗技术和设备的研究也被越来越多的人关注。虽然在这一研究过程中已经取得了不错的成果而且在实际中已成功应用，但是，我们也要看到和国外成熟的清洗技术相比所存在的差距。

综上可知，我们应该取长补短，学习国外发展成熟的地铁列车清洗技术，对这些技术进行吸收并结合国内地铁列车实际的清洗要求进行创新，从而设计出适合我们国家的地铁列车并具有更高的清洗能力，更高的稳定性能，更加安全而可靠的清洗设备，让地铁管理更加容易，也让搭乘地铁列车的乘客更加满意。

1.2 国内外研究现状

1.2.1国外地铁洗车机的研究现状

相对于我们国家来说，国外的地铁列车出现得更早，从而地铁列车清洗机的发展也更加成熟。例如：源于德国并且已经在我国开设万洗得洗车设备（上海）有限公司的Washtec公司、源于美国并且在清洁行业具有悠久历史的Interclean公司、针对新干线列车研发相应清洗机的日本公司等。为了更加清楚地了解国外地铁列车洗车机的研究现状，在Interclean公司和Washtec公司中分别选取一种具有代表性的清洗机，对其所具有的特点进行更加深入的说明。