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摘要：光电开关的种类很多，常用于铁路列车的开关为对射式开关，通过被测物体对光线的遮挡来实现开关信号的输出。光电开关相对于接触式开关有可靠性高、精度高、非接触式测量等优点。本文分析了光电开关在地铁列车清洗机中的原理及其应用，希望可以对提高列车的清理质量起到一定的作用。
关键词：地铁列车自动清洗机；光电开关技术；地铁列车
引言
地铁列车自动清洗机主要包括前端、后端和侧面的清洗。而光电式开关在地铁列车清洗时的可以大大提高列车清洗的质量及效率。深圳地铁列车自动清洗机可以自动检测到车辆的进入，从而开始清洗。本文对光电开关在地铁列车自动清洗机中的作用做出了详细的分析。
一、地铁列车清洗机的组成
地铁列车自动清洗机主要由四部分组成，第一部分是刷洗机械系统，第二部分是动力系统，第三部分是水循环系统。第四部分是控制系统。
1.1刷洗机械系统
刷洗机械系统的主要工作部分又分为四部分，第一部分是机械端刷洗系统，第二部分是列车侧面刷洗系统，第三部分是列车洗刷的前期处理系统，第四部分是中冲洗系统。这四部分系统共同清理地铁列车的车辆端面、列车侧面列车的前期处理和列车清洗的最后处理部分。这是列车清洗机主要功能完成的部分。
1.2动力系统
动力系统也是地铁列车自动清洗机的重要部分，动力系统为整个地铁列车自动清洗机的运行提供动力支持，使得列车清洗的过程可以自动化进行，不需要人工提供额外的动力。动力系统的主要构成部分有供水系统和气控制系统。供水系统主要的构成设施有水泵、管路、和气动阀门。气控制动力系统的两个主要支路分别是侧刷摆臂动力控制和供水系统的运行动力控制。
1.3水循环系统
在自动清洗机的运行过程中，水循环系统也是地铁列车自动清洗机必不可少的重要组成部分，因为水循环系统可以大大节约列车清洗过程中的用水量。地铁列车自动清洗机在运行过程中使用的水量较大，使用水循环系统可以回收利用污水，使得列车的清洗过程更加环保。将污水进行过滤处理之后就可以再次用于清洗，大大降低了清洗成本。
1.4控制系统
控制系统是清洗机与控制人员实现交互的平台。通过控制系统的图形化界面，控制人员可以更加简单地控制清洗机的清洗工作。控制管理系统的设备主要有三部分，分别是控制屏、操作台和端刷洗控制箱。控制的方式既可以是自动清洗方式也可以是人工控制方式。人工控制的方式主要是应用在出现紧急情况的时候，日常的清洗工作主要是由自动清洗方式实现。
二、光电开关原理及应用
光电开关是新一代的开关器件，相对于传统的开关器件，具有可延时、可同步、可靠性高、抗干扰性强的优点。光电开关使用的是脉冲调制的电子开关，可以使用多种光源，可以通过不接触、无损伤的方式控制各种物质的动作，例如固体、液体、黑体、烟雾和透明体。
光电开关工作的主要原理与接触式开关不同，接触式开关是通过接触来控制开关的闭合与打开，但是光电开关可以通过非接触的方式来控制开关的闭合。到光电开关中有一种感光原件，可以感知光线的变化，并且可以把光线的变化转化为电流的变化，并且通过放大这种电流的变化并且以此加以控制，就可以获得相应的开信号和关信号。光脉冲的发射由发光管进行。光敏二极管负责接受测试物体作用产生的光脉冲，并且将光脉冲转化为电脉冲，在电路中将脉冲信号加以放大和控制，并且将信号进行去噪等处理，就可以实现对开关的控制。光电开关的原理图如图1所示。
三、光电开关的优点
光电开关最大优点就是可以通过不接触的方式输出开关控制信号，这种不接触的方式在检测的过程中可以减少设备的损坏，在一些特殊的应用中使得检测的过程可以无损进行。接触式开关不能检测到的非金属材料光电开关可以很好地检测到。
光电开关相对于接触式开关，响应的精度更高，并且使用寿命更长，相对于接触式开关来说体积更小，在一定程度上可以节约设备的生产成本。光电开关的可靠性更高，光电开关具有自诊断的功能，通过自诊断功能光电开关可以检测工作状态，一旦出现了不可靠的状态就会自动报警，因此光电开关具有更高的可靠性。光电开关具有较强的抗干扰性，因此即使设备安装了多个光电开关也不会互相进行干扰，多个开关可以同时正常工作，并且安装起来非常方便。
四、光电开关在地铁列车清洗机上的应用
4.1 地铁列车清洗机光电信号系统的构成
地铁清洗机光电信号系统的主要构成部分有测速装置、光电传感器。测速装置主要用于列车进库和列车出库的速度测量。光电传感器有多个种类，例如控制清洗过程开始和结束的光电传感器，以及控制后端洗和前端洗停车位的传感器等。需要安装的光电位置主要有六组：进库测速光电柱、启动进库测速光电柱、启动后端洗光电柱、结束和测速光电柱、出库测速光电柱。
4.2 光电开关的选型
光电开关的选型要根据具体的应用场景进行选型。根据应用于地铁列车清洗的特点可以选择OMRON的光电开关，型号上可以选择E3Z-T61开关。这个型号的开关的检测形式是对射型检测方式，使用的是放大器内置结构设计，检测的距离可以达到15米，光轴和机械轴的偏差控制不超过2.5度。使用的环境温度范围在零下40摄氏度到55摄氏度之间。防护等级可以达到IP67。
4.3 光电开关的应用
4.3.1自动控制开启
用于控制自动洗车开始的光电开关安装在列车入库的地方，安装的信号柱个数为2个，用于控制前后端洗的光电开关分别设置在库内的前端和后端。用于控制自动清洗列车结束的开关安装在出库的地方。发射器和接收器分别安装在轨道的两侧，因为使用的对射式光电传感器，没有列车经过的时候，发射器发出的光线将会直接被接收器吸收，当有列车经过的时候发射器与接收器之间的光线将会被阻断，将会触发光电开关。PlC控制系统将会收到光电开关输出的开关信号，操作人员在设备准备好了之后发出行车信号，此时入库信号灯就会变绿，司机此时就可以进入洗车库。首先开始进行前端洗车，前端洗结束之后地铁列车自动清洗机将会进入后端洗阶段，列车尾部洗完整个洗车过程就结束了。每完成一个洗车步骤，相应的信号灯就会变绿，在进行端洗的时候，侧洗的工作将会暂停。
4.3.2测速系统
光电开关可以用于列车的测速。在固定的距离上安装两对光电开关就可以进行侧路。地铁列车自动清洗机通过的时候，两对光电开关的发射信号将会前后分别被遮挡，根据遮挡的时间以及两对光电开关之间的距离就可以计算出列车入库的具体速度。
因此，测速系统的主要功能主要是由安装在库房外的光电开关来实现的。根据遮挡前后的时间差可以计算出列车运行的相应速度，计算出的速度将会显示在控制台上。这样的测速系统安装简便，成本低，并且测量的速度的精确值较高。通过对速度的测量，工作人员可以通过指挥控制超速的情况，因为速度过快将会影响洗车的效果，因此要对速度进行一定程度的控制。为了洗车的效果最好，列车最好保持匀速前进。
五、结语
本文对光电开关在地铁列车自动清洗机中的作用进行了简要分析。光电开关是微电子技术的应用，可以提高地铁列车清洗的效率，相对于传统的接触式开关，具有体积小、可靠性高、精度高、无损伤等优点。可以使得列车在清洗的过程中能够由更高的清洗质量。
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论文作者:陈世昌
论文发表刊物:《基层建设》2016年第33期
论文发表时间:2017/3/7
标签：列车论文; 光电开关论文; 地铁论文; 系统论文; 清洗机论文; 将会论文; 光电论文; 《基层建设》2016年第33期论文;