1、浅析高铁双块式轨枕生产线电气控制系统 摘要：对双块式轨枕生产设备电气控制系统的控制方式、系统功能、主要实现部件，进行了选择和分析，然后给出一个完整的基于 PLC的双块式轨枕生产设备设计方案。 关键词： PLC；变频器；电气控制 Abstract: This paper has analyzes new type double block production equipment in the electric control system control mode, system function, main realization parts, and then gives a comple
2、te based on PLC double pieces type sleeper production equipment des 中图分类号： TU976+.1文献标识码： B 文章编号： 2095-2104（ 2011） 12-0000-00 目前高速铁路建设是全球范围内基本建设领域中的一个重要部分，无碴轨道平顺性好、整体性强、几何状态持久、使用寿命长，无碴轨道已作为高速铁路的主要轨道结构形式得到全面推广应用。双块式轨枕生产线已在中国成功应用，并开始向中国客运专线建设工程提供高质量的轨枕。双块式轨枕生产线采用以钢模在连续闭合的环形生产线上循环运作的模式。生产线由五大系统组成：配料搅拌系
3、统、布料振动系统、养护系统、脱模系统、模 具输送系统。可实现自动控制和各工位独立控制的生产模式。 一工艺简介 双块式轨枕环线法生产线采用闭合环的设计和工作方式，仪模具的循环移动来完成轨枕的预制生产。按照施工顺序和各部位功能，轨枕预制生产线可以分为清理模具，钢筋架安装，混凝土烧筑及振捣，混凝土养护，脱模 6个部分，这 6个部分组成一个首尾相连的闭合环，各个工序之间衔接紧密。使模具的空载运行减少到最少，有效的提高了模具的利用率，节约了一套空模具的吊装，运输设备，降低了造价，同时环线法生产线占地面积相对较小，人员集中，便于统一管理，监督。 二方案介绍 本系统采用西门子 S7-300 可编程控制器（
4、PLC），德国 SEW 变频器，PROFIBUS总线控制， ABB的安全继电器，这种配置在国内外同行业处于绝对的领先地位。 控制系统总体设计融合了，传感器检测，变频驱动， PLC 控制 电气控制分类如下：中央控制系统 (PLC 输入输出及 CPU，人机界面等 ) 脱模翻转系统（含：行车小车，模具翻转脱模机构，链式输送，缓冲输送及牵引机构）；模具返回系统（含：回模输送轨道，运模小车，）；布料成型系统（含：布料机，振动平台， 输送轨道，顶推装置） 电控系统操作模式，调整模式，手动模式，自动模式。根据不同的工况需要，提供最优化的工作模式。 中央控制系统采用 S7-300 可编程控制器（ PLC），根
5、本保证了生产线的先进性，现场分布式控制采用 PROFIBUS 总线控制模式，连接 SEW 远程 I/O以及 SEW现场变频器，最大程度的保证了数据适时稳定的传输，同时保证了现场维修的极大方便化，低压附件全部采用西门子及施耐德产品，保证了设备的运行稳定性 ;驱动系统全部采用德国 SEW变频器 +电机减速机，保证了系统的耐用性。传感器全部采用德 国 P+F公司的光电传感器，保证了设备运行的精确可靠性。 三 ,中央控制系统硬件组态 3.1S7-300 可编程控制器（ PLC）硬件配置 3.2S7-300 可编程控制器（ PLC）硬件组态 3.3 人机界面 (HIM)上位组态画面 四 ,中央控制系统编
6、程写 4.1 西门子 S7-300 与 S7-200 通过 PROFIBUS DP 之间数据交换 S7-300 与 S7-200 通过 EM277 进行 PROFIBUS DP 通讯，需要在 STEP7 中进行 S7-300站组态，在 S7-200系统中不需要对通讯进行组态和编程，只需要将要进行通讯的数据整理存放在 V 存储区与 S7-300 的组态 EM277 从站时的硬件 I/O 地址相对应就可以了。 插入一个 S7-300 的站： 选中 STEP7 的硬件组态窗口中的菜单 Option Install new GSD，导入SIEM089D.GSD 文件，安装 EM277 从站配置文件，如
7、下图： 在 SIMATIC 文件夹中有 EM277 的 GSD 文件： 导入 GSD 文件后，在右侧的设备选择列表中找到 EM277 从站， PROFIBUS DPAdditional Field DevicesPLCSIMATICEM277,并且根据您的通讯字节数，选择一种通讯方式，本例中选择了 8 字节入 /8 字节出的方式 根据 EM277 上的拨位开关设定以上 EM277 从站的站地址，组态完系统的硬件配置后，将硬件信息下载到 S7-300 的 PLC 当中： S7-300 的硬件下载完成后，将 EM277 的拨位开关拨到与以上硬件组态的设定值一致，在 S7-200 中编写程序将进行交
8、换的数据存放在 VB0 VB15，对应 S7-300 的 PQB0-PQB7 和 PIB0-PIB7，程序如下图 西门子 S7-300 与 SEW 一体机之间数据交换 需要在 STEP7 中进行 S7-300 站组态，在其硬件组态里安装 SEW的 GSD 文件 , 在右侧的设备选择列表中找 SEW到从站， PROFIBUS DP驱动器 SEW,并且根据您选择的 SEW一体机的型号，选择一种通讯方式 . 数据读取程序如下图 读取运行 , 故障 ,等信号 . 结束语 双块式轨枕生产设备在我国已广泛生产和应用，但主要依赖于进口技术，国内自主研发水平还不高，究其原因，主要体现在电气控制部分。本文给出 的双块式轨枕生产设备控制思想和方法，经过武广高铁、郑西专线的实际运行和应用，证明其设计合理，控制精度高，性能可靠，能大大提高生产效率和质量 注：文章内所有公式及图表请以 PDF 形式查看。
