过山车大修

“飓风”过山车是从加州的圣克鲁斯木板路购买的，它最初于1992年安装在那里。从那里，它被拆卸，放在12辆半挂车上，然后运到新墨西哥州桑兰公园的西部游乐场游乐园。在游乐园里，过山车花了大约一个月的时间来打磨、粉刷和重新组装，并于2015年春末重新投入使用。

钢铁轨道，暴风和旋风式过山车是相当刺激的乘坐。这辆车大约55英尺高，最初的规格表明，这辆车在赛道上的时速可以达到50-60英里，转弯时的时速可以超过4克。该列车由两列12人的列车组成，每列有3节车厢。轨道长度近1500英尺，行驶时间约为50秒。

2015年在新址重新启用后，该游乐设施非常不可靠，难以维护。它不断发生故障，控制系统很难排除故障和维修，许多零件已经过时。自动化集成该公司是一家当地的系统集成商，承包了这项改造项目，以取代过山车失效的控制系统。有许多继电器和许多相关的布线，以及一个非常旧的西门子S5-100U可编程逻辑控制器(PLC)需要更换。

自动化集成提供各种自动化设计、维护、修理和编程服务。它在炼油厂，水务公司，食品加工，暖通空调建筑控制，制造和通信系统方面拥有广泛的客户群。它为许多公司提供控制集成和编程服务。如果一个项目使用控制器、继电器或类似的设备具有任何程度的自动化，自动化集成可能会为它提供服务和支持。

继电器故障导致间歇故障

整个控制系统都失灵了。这是一个烂摊子，而且乘车不会可靠运行。有时，用来把过山车拉到第一个山顶的链传动装置会失灵。有时汽车的安全联锁会失效，使汽车无法移动。用于确定赛道周围速度和汽车位置的传感器也失灵了。例如，传感器将无法指示汽车在正确的位置开始行驶，从而抑制控制系统启动行驶。失败的次数很多，而且发生的频率也越来越高。

最初的控制系统是基于继电器控制的——考虑到它是在1992年设计、建造和安装的，这并不奇怪。有一个小的西门子S5-100U PLC用于制动功能，但这个PLC不能完全运行，因为它被以前的所有者绕过了一些地方。

设计的主要问题之一是太多的继电器相互连接以进行操作。有许多复杂的硬连线电路。链中的一个继电器会失效，有时是间歇性的，然后就会发生故障。但是很难找到故障的原因。这是一个令人沮丧的控制系统，间歇性的故障是许多问题中最严重的。

操作顺序

乘车顺序需要两组车厢(火车)交替运行。当处于自动模式时，系统在行驶的最后一个区域运行一个启动按钮和一个前进按钮。启动(装载)区可以有一列满载的列车，卸载区可以有一列空的列车，在启动的上游。

按下启动按钮，三节车厢的火车就开动了。链传动把火车拖到山顶，在那里它自由地滑行，直到到达最后一个区域。最后一个区域是卸货区。一旦满载的列车驶出起始区，空车厢就可以向前推进，为新乘客上车做好准备。

制动系统以前是一个全气动系统，在行驶的适当点操作摩擦刹车片机制。新设计在几个地方仍然使用气动制动器，但有几个地方被磁力制动器取代，磁力制动器不需要外部控制，只需在行驶的关键地点进行调整，使列车减速。起跑点和终点仍然有气动制动器，以及电机本身的电磁制动器。

升级控制系统

一个AutomationDirect点击PLC被选择来取代旧的PLC和许多继电器。PLC用于双机架配置并控制所有骑行操作。它还控制空气压缩机系统和制动系统，并监测列车在行驶中的位置。PLC监控列车车厢的位置，并决定是否允许它们继续行驶到下一站(阻塞区)。

所有的压缩空气系统监控都被新的压力开关取代，并且在新的PLC中添加了编程，以监控和验证所有气动和电磁制动器在需要的时间和地点运行。新的控制系统监测气压问题，并在需要时监测刹车失灵。如果制动系统未被激活，控制系统将发出警报并关闭驾驶。

所有的电子停止和相关的安全继电器也由PLC监控，并且可以在任何时候关闭它们被激活。安全继电器用于动力系统，以及在起点释放汽车的过程中。安全继电器操作电源接触器，为整个旅程中使用的五个电机供电。这些接触器还为用于控制链条驱动电机的变频驱动器通电，在行驶开始时将列车拉上坡。卸料站还包括监控搭接杆释放系统的安全继电器。

PLC能够通过互联网远程访问，但园区目前没有使用此功能。

需要速度控制

其中一个主要的控制要求是限制汽车在行驶过程中的速度。最初的驾驶规格规定，汽车可以达到每小时60英里。人们担心现有的接近传感器是否能够检测到以这种速度行驶的汽车，将其记录在PLC中并计算列车速度——所有这些都在很短的时间内完成。

该游乐设施设置在六个不同的区域(车站)，车辆进出每个区域时都使用接近传感器进行监控。原来的接近传感器太旧了，会出故障，所以更换了。在新的控制系统中，电容式传感器最初被指定用于检测轨道上的车辆，但它们不能始终如一地工作。新的感应接近传感器被添加到系统中，以监控汽车在整个行驶过程中的运动。新的感应式接近传感器现在可以可靠地检测汽车。

原来的控制系统有时会允许车辆相互碰撞，如果操作员不小心。使用新的控制系统，即使手动操作，程序联锁也可以防止碰撞。如果操作员试图将列车推入已经有列车的区域，就会受到警告。

控制系统详细信息

本设计采用了两个全机架的PLC组件。每个机架包含一个控制器和一个电源。主机架有8个16点，24 VAC/VDC分立输入模块。第二个机架有八个六点，5-27 VDC离散输出模块。使用AutomationDirect ZIPLink预接线连接电缆和模块来简化许多I/O点的布线。选择Click PLC是因为控制器和相关硬件的成本较低，并且能够可靠地处理所有控制功能。

还使用了AutomationDirect 24 VDC电源和端子排。这个项目不需要图形面板，因为硬连线按钮和灯足以提供所需的操作界面。

让我们骑

新控制系统的安装一开始很困难。原来的控制面板上似乎有几英里长的电线被拆除了。一旦继电器逻辑接线被拆除，plc控制的I/O被终止到现场设备。

编程的复杂性之一是对控制系统的设计要求，该控制系统在任何情况下都能安全可靠地运行，即使是在操作错误的情况下。在开发新控制系统的功能和操作程序期间，通过与操作员和业主合作，克服了这些困难。

它是如何测试的?一开始，许多基本的测试都是在没有乘客的情况下进行的——只有车厢里的沙袋。在最初的测试之后，自愿的志愿者被使用。我们已经做了很多测试，但是这个自动化项目的启动比其他项目更有趣，因为我们要坐过山车!

除了提高可靠性外，如果发生部件故障，也将节省成本。原来的控制系统中使用的大部分部件都不再是新的，不得不从eBay或其他非常规来源购买。

例如，新的PLC I/O模块的价格为每个45美元，继电器的价格为每个4美元。在旧的控制系统中，更换继电器的费用从50美元到150美元不等。新的接近传感器不需要旧系统所需的接口硬件，在eBay上购买时，每个接口硬件的价格约为450美元。

最终的结果是一个安全、稳定和易于操作的过山车。自2017年5月以来，新的控制系统已投入运行和工作。随着控制系统的灵活性和可扩展性，附加功能，如远程监控和高级诊断，将在未来几个月添加到设计中。

公园的顾客现在喜欢乘坐有几十年历史的老式过山车，但有现代控制系统的安全保障。