با پیشرفت فناوری و افزایش تقاضا برای شست‌وشوی اتوماتیک قطارهای شهری و بین شهری، نیاز به کاهش هزینه‌های شست‌وشو و افزایش کارایی سیستم‌های شست‌وشوی خودکار به شدت احساس می‌شود. این مطلب به بررسی سیستم کنترل اتوماتیک دستگاه شست‌وشوی قطار با تمرکز بر استفاده از PLC (کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذیر) به عنوان هسته کنترلی می‌پردازد. در این راستا، مراحل طراحی سیستم کنترل، اصول کارکرد و اجزای تشکیل‌دهنده سیستم به تفصیل بیان می‌شود.
روش‌های سنتی شست‌وشوی قطار شامل شست‌وشوی دستی، نیمه‌اتوماتیک و اتوماتیک است. روش‌های دستی با وجود هزینه‌های پایین، به شدت زمان‌بر و نیازمند نیروی انسانی زیادی بوده در حالی که روش‌های اتوماتیک هزینه اولیه بالایی دارند، اما در طول زمان، به دلیل کاهش نیروی کار و افزایش کارایی، به صرفه‌تر هستند. از آنجایی که هزینه نیروی کار در حال افزایش است، استفاده از سیستم‌های شست‌وشوی اتوماتیک به شدت مورد توجه قرار گرفته است. این سیستم‌ها می‌توانند به طور مؤثری زمان و هزینه‌های شست‌وشو را کاهش داده و در عین حال کیفیت شست‌وشو را افزایش دهند.
طراحی کلی سیستم کنترل
اصل کارکرد سیستم
سیستم کنترل دستگاه شست‌وشوی اتوماتیک به گونه‌ای طراحی شده که با استفاده از برس‌های نرم و موتورها، عملیات شست‌وشو انجام می‌شود. کنترل حرکات برس‌ها با استفاده از رله‌های الکترومغناطیسی و PLC انجام می‌شود. با فشردن سوئیچ‌های حرکتی، PLC برنامه شست‌وشو را آغاز کرده و موتورها را برای چرخش برس‌ها فعال می‌کند. در این فرایند، آب از طریق نازل‌ها بر روی بدنه قطار اسپری می‌شود و پس از اتمام شست‌وشو، سیستم به مرحله خشک‌کردن می‌رود.
فرآیند کار
زمانی که قطار به محل مشخصی می‌رسد، سیستم شست‌وشو با فعال‌کردن موتور، شروع به کار می‌کند و برس‌های نرم به سمت بدنه قطار حرکت می‌کنند. پس از اتمام مرحله شست‌وشو، برس‌ها به موقعیت اولیه خود برمی‌گردند و قطار به سمت ناحیه خشک‌کن حرکت می‌کند.
این فرآیند شامل مراحل مختلفی از جمله شست‌وشوی اولیه، شست‌وشوی اصلی و خشک‌کردن است که به طور خودکار و با دقت بالا صورت می‌گیرد تا از آسیب به بدنه قطار جلوگیری شود.
اجزای سیستم کنترل
سیستم به چهار بخش اصلی تقسیم می‌شود:
- بخش تشخیص سیگنال: این بخش وظیفه دریافت و پردازش سیگنال‌های ورودی از سنسورها و سوئیچ‌ها را بر عهده دارد.
- مکانیزم شست‌وشوی برس: این مکانیزم شامل برس‌های نرم و موتورهای الکتریکی است که عملیات شست‌وشو را انجام می‌دهند.
- سیستم لوله‌کشی برای اسپری آب: این سیستم وظیفه تأمین آب و اسپری آن بر روی بدنه قطار را بر عهده دارد.
- مکانیزم خشک‌کردن: این بخش برای خشک‌کردن بدنه قطار پس از شست‌وشو است. برای انتخاب اجزای کلیدی، PLC (کنترل‌گر منطقی برنامه‌پذیر) به عنوان کنترل‌کننده اصلی انتخاب شد، زیرا در شرایط سخت محیطی، پایداری بیشتری نسبت به میکروکنترلرها دارد. PLC می‌تواند به راحتی با سنسورها و موتورها ارتباط برقرار کند و برنامه‌های پیچیده کنترل را اجرا کند.
ساختار عملکردی سیستم
این دستگاه شامل بخش‌های زیر است:
سیستم شست‌وشوی برس‌های کناری: عملکرد این بخش با کنترل موتورهای الکتریکی و استفاده از سوئیچ‌های حرکتی برای تعیین موقعیت نهایی برس‌ها انجام می‌شود. برای جلوگیری از آسیب به بدنه قطار، فشار در سیلندرها باید به دقت تنظیم شود. این بخش به گونه‌ای طراحی شده که بتواند به طور مؤثر آلودگی‌ها را از سطوح کناری قطار حذف کند.
ساختار شست‌وشوی برس‌های بالایی: عملکرد این بخش مشابه برس‌های کناری است و از همان اصول کنترلی استفاده می‌کند. برس‌های بالایی به طور خاص برای تمیز کردن سطوح بالایی قطار طراحی شده‌اند و می‌توانند به طور خودکار به سمت بالا و پایین حرکت کنند.
سیستم لوله‌کشی و اسپری آب: کنترل این بخش براساس برنامه‌های کنترل و طراحی وقفه‌ها برای مدیریت وضعیت نازل‌های الکترومغناطیسی صورت می‌گیرد. این نازل‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بتوانند آب را به صورت یکنواخت و با فشار مناسب بر روی بدنه قطار اسپری کنند.
مکانیزم خشک‌کردن
سیستم خشک‌کردن با استفاده از سوئیچ‌های حرکتی یا نوری، وضعیت قطار را تشخیص داده و زمان‌بندی عملیات خشک‌کردن را کنترل می‌کند. این مکانیزم به گونه‌ای است که بتواند به سرعت و به طور مؤثر رطوبت را از بدنه قطار حذف کرده و از ایجاد لکه‌های آب جلوگیری کند.
با توجه به نیازهای روزافزون به سیستم‌های شست‌وشوی اتوماتیک، این طراحی می‌تواند به عنوان یک الگو برای توسعه‌های آینده مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از سیستم‌های شست‌وشوی اتوماتیک نه تنها به بهبود کیفیت شست‌وشو کمک می‌کند، بلکه می‌تواند به کاهش هزینه‌های عملیاتی و افزایش بهره‌وری در صنعت حمل و نقل عمومی منجر شود. با توجه به اهمیت این موضوع، ادامه تحقیقات و توسعه در این زمینه ضروری به نظر می‌رسد.
منبع: cn.usp-pl.com
این مطلب در شماره 40 نشریه ویکی‌کلین و در صفحات 12،13 منتشر شده است. برای مشاهده آنلاین تمامی صفحات این شماره اینجا را کلیک کنید.
لینک کوتاه: https://wikiclean.ir/kum1
