某型野戰車載液壓泵站油溫自動控制系統的設計

沈亮遠

(第二炮兵青州士官學校，山東 青州 262500)

0 引言

某型野戰車載液壓泵站工作環境比較惡劣，環境溫度相差很大，而又要求能夠全天候工作。液壓系統的工作介質是液壓油，而液壓油的性質受溫度的影響很大，油的粘度降低，泄漏增加，泵的容積效率和整個系統的效率會顯著降低。由于油的粘度降低，滑閥等移動部件的油膜變薄和被切破，摩擦阻力增大，導致磨損加劇。使橡膠密封件變形，加速老化失效，降低密封性能及使用壽命，造成泄漏。使油的空氣分離壓降低，油中溶解空氣逸出，產生氣穴，致使液壓系統工作性能降低。溫度過低黏度增大，嚴重影響傳動效率，因此設計泵站油溫自動控制系統，確保車載液壓泵站的使用性能。

1 油溫自動控制系統總體方案

油溫自動控制系統采用 PLC自動控制方案，主要有測溫模塊、PLC處理模塊、冷卻模塊、加溫模塊組成(見圖 1)。測溫模塊實時對液壓泵站重要位置液壓油溫度進行檢測，將監測信號傳送到 PLC處理模塊，進行判斷、處理并輸出控制信號，控制冷卻模塊或加溫模塊工作，完成泵站油溫的自動控制。

圖1 油溫自動控制系統總體方案框圖

2 測溫模塊

敏感元件采用熱電阻，溫度采集處理采用擴展熱電阻/熱電偶模塊。將熱電阻分別放置于進油口、出油口個一組，油箱中部兩組，檢測重要的部位油液溫度。選用 SLC500控制器擴展模塊有集溫度采集和數據處理于一身的專用智能溫度模塊熱電阻/電阻信號輸入模塊(1746-NR4)。在此模塊中溫度模擬量產生對應的 16位 A/D數字值，其對熱電阻變送的溫度信號的分辨率約為 1/8度，控制器在數值處理中可以直接使用模塊的轉換值，無需在硬件級電路上作其他處理。熱電阻溫度模塊的使用十分方便，只需要將熱電阻接到模塊的接線端子上，不需要任何外部變送器或外圍電路，溫度信號由熱電阻采集，變換為電信號后，直接送人溫度模塊中。

3 PLC處理模塊

PLC處理模塊由 SLC500控制器、溫度顯示單元組成。SLC500控制器的輸入通道中一個熱電阻模塊最多可以接 4個溫度熱電阻溫度傳感器。將測溫模塊的溫度檢測信號進行讀取、判斷、顯示并輸出控制信號。

3.1 控制程序

控制程序包括讀取子程序、溫度顯示子程序、判斷處理輸出程序。

首先進行初始化，掃描讀取測溫數據，并進行溫度顯示，然后判斷溫度是否超出范圍，如溫度低，根據溫度低的程度，控制電壓調整器的電壓，從而控制加溫功率。如溫度高，發出冷卻信號，控制交流接觸器動作驅動冷卻電機工作。

圖2 控制流程圖

3.2 溫度顯示單元

溫度顯示單元采用數碼管顯示，選用 ZLG7289A芯片，它與控制器采用 3線串行接口，只需要占用SLC500的 3個輸出點，可以驅動 8個 LED數碼顯示管，同過級聯可以擴展數碼顯示管的數量，實現多段實時溫度顯示。CS為片選輸入端，此腳為低電平時，可向芯片發送指令;CLK是時鐘輸入端，DATA是串行數據輸入端，串行數據在時鐘 CLK的上升沿有效。8個段驅動信號 SEG接每個顯示器的段，8個位驅動信號 DIG0—DIG7分別接顯示器的共陰極公共地。

4 冷卻、加溫模塊

冷卻模塊采用循環水冷方式，需要冷卻時，PLC發出交流接觸器控制信號，控制交流接觸器動作驅動冷卻電機工作，帶動冷卻水泵工作，經過蛇形冷卻裝置循環流動，吸收油液的熱量，達到降溫的目的。

加溫模塊采用電壓調整器控制方式，需要加溫時，PLC發出控制電壓調整器，從而控制加溫模塊加溫功率。輸出通道為模擬量輸出模塊(1746NIO4V)，其輸出信號是電壓信號，可以通過電壓調整器控制電源的開度(即一周期內的導通比率)，從而控制電源的輸出功率。溫控系統中熱電阻模擬量輸入模塊的電壓信號范圍一般是 0～4124，SCP指令把它整定為 0～16383的工程單位，將其值放入 PV(過程變量)的內存地址N7：38中，把控制輸出值放入 N7：39當中。最后用MOV指令把 N7：39中的過程變量傳遞到 1746NIO4V模擬量輸出模塊中。控制效果如下：(1)SP-PV≥50時，輸出值為最大值 32767，使電壓調節器開度最大，即給加熱器最大電壓供電，使被測對象溫度快速上升。(2)SP-PV＞-30和 SP-PV＜50時，輸出為 PID控制輸出，此范圍為 PID參數調節的范圍。(3)SP-PV＜-30時，輸出值為最小值 0，電壓調節器開度為零，即停止加熱。

圖3 冷卻、加溫模塊框圖

5 結束語

油溫自動控制系統采用 PLC自動控制方案。信號采集采用專用智能溫度模塊熱電阻/電阻信號輸入模塊，接線簡便，節省了外部變送器或外圍電路，加溫輸出通道為模擬量輸出模塊，采用程序控制加溫功率，加溫效率高。采用交流接觸器控制冷卻電機工作，冷卻模塊采用循環水冷方式，冷卻效果好。該系統自動化程度高，有效控制油溫，大大提高了泵站的野戰性能，具有很高的軍事效益。

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