PLC自動化控制在航空電池充電機中的應(yīng)用

王英臣　周常龍

摘 要：PLC是一種專門為工業(yè)自動化領(lǐng)域應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。在航空電池充電機系統(tǒng)應(yīng)用中，PLC作為系統(tǒng)控制的核心，使系統(tǒng)具有更高的可靠性、穩(wěn)定性，提高了整個系統(tǒng)的運行效率；操作顯示屏的應(yīng)用實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的可視化人機界面，整個系統(tǒng)參數(shù)及運行狀態(tài)更加直觀，便于操作人員監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)，從而提升了電池的性能質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：PLC；航空飛機電池充電機；操作顯示屏

航空飛機用電池，必須保證其安時容量足，才能使用。因此，飛機用電池必須經(jīng)過充電、放電，再充電后才可裝機使用。對充電機的要求比較高，過去都是從美國和英國進口的，價格美國很貴，英國更貴，而且聯(lián)系也不方便。國產(chǎn)的充電機以前都是通過人工分合閘計時進行充電，然而加入了PLC及操作顯示屏后，使得控制回路集成化，顯示數(shù)字化，技術(shù)先進，無需人工值守，工作安全可靠?，F(xiàn)在的航空電池充電機基本不需要維護，萬一有故障時，便會自動停止運行；同時它還備有電池溫度傳感器接口，作為電池超溫保護。

1 系統(tǒng)恒流充電制

恒流充放電（C1為放電率，即1小時放電的電流數(shù)，電池容量C）

1.1 完全放電的電池

對完全放電的電池充電采用下列方式之一：（1）單率：用0.1C1充到30V為止，但時間不得超過14hr.00min。（指當(dāng)電壓雖未到30V，但時間已達到14小時時應(yīng)終止）。（2）雙率1：用0.5C1充到31V時，但時間不得超過02hr.30min，（指電壓雖未到31V，但時間已達到02hr.30min時），轉(zhuǎn)為0.1C1，再充04hr.00min。（3）雙率2：用1.0C1充到31.4V時（但時間不得超過1hr.15min），轉(zhuǎn)為0.1C1，再充電04hr.00min。

1.2 部分放電的電池充電采用下列方式之一

（1）放置兩周以上，兩個月以下的電池。用0.1C1充到30V為止，但時間不得超過1hr.15min。（指當(dāng)電壓雖未到30V，但時間已達到1hr.15min時應(yīng)終止）。（2）放置兩個月以上的電池（或者電池的充電狀態(tài)未知）。先用0.85C1放電到20V，但時間不得超過01hr.15min。然后用1.1節(jié)中所述的方法之一進行充電。

1.3 快速部分充電

（1）0.5C1充電到31V，但時間不得超過02hr.15min。（2）1.0C1充到31.4V，但時間不得超過01hr.15min。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及PLC硬件配置

本航空電池充電機是為哈航衛(wèi)科技有限公司研制的電池充放電系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)圖如圖1。系統(tǒng)PLC硬件組成：西門子CPU222CN，數(shù)字量輸出模塊EM222CN，模擬量輸入輸出模塊EM235及西門子操作顯示屏TD400C。

3 系統(tǒng)軟件介紹

西門子S7-200PLC編程軟件是STEP7MicroWINSP6，本軟件集成有操作顯示屏的畫面編輯器，畫面?zhèn)€數(shù)及組態(tài)的數(shù)據(jù)地址受S7-200系列PLC的內(nèi)存限制，可查閱西門子S7-200產(chǎn)品目錄、TD400C介紹及用戶手冊相關(guān)文檔。

通訊的建立：CPU222CN具有一個PPI通訊接口，將PLC程序及組態(tài)好的畫面直接從PC機下載到PLC中，然后斷開PC端的通訊電纜直接連接到操作顯示屏，操作顯示屏必須設(shè)置不同于PLC的地址二者即可建立連接。

4 操作顯示屏介紹

4.1 操作顯示屏自定義的功能鍵

F1啟動運行

F2停止運行

F5單率模式數(shù)據(jù)設(shè)置窗口

F6雙率模式數(shù)據(jù)設(shè)置窗口

F7放電模式數(shù)據(jù)設(shè)置窗口

F8運行參數(shù)顯示窗口

F11PLC復(fù)位（按一下SHIFT再按一下F3）

4.2 系統(tǒng)畫面窗口

畫面分為單率模式數(shù)據(jù)設(shè)置窗口、雙率模式數(shù)據(jù)設(shè)置窗口、放電模式數(shù)據(jù)設(shè)置窗口及運行參數(shù)顯示窗口；電源接通上電后，內(nèi)部風(fēng)扇運行，操作屏將顯示“運行參數(shù)顯示窗口”。

4.3 操作顯示屏相關(guān)操作說明

充電機系統(tǒng)分為充電模式和放電模式；充電模式下分為單率模式和雙率模式。按操作屏上的F5鍵進入“單率模式參數(shù)設(shè)置”窗口，設(shè)置電池所需的電流、電壓及充電時間。按操作屏上的F6鍵進入“雙率模式參數(shù)設(shè)置”窗口，設(shè)置電池所需的主充電流、主充電壓、主充時間及尾充電流、尾充時間。按操作屏上的F7鍵進入“放電模式參數(shù)設(shè)置”窗口，設(shè)置電池所需的放電電流、放電電壓及放電時間。

數(shù)據(jù)設(shè)置完成，按F8鍵返回到“運行參數(shù)顯示畫面”后，觀察一下SV的電流值、電壓值、時間值和選擇的操作模式設(shè)置的數(shù)據(jù)是否一致，如果相同直接按F1鍵運行；如果不同，需要修改相應(yīng)的參數(shù)，再次按F8鍵返回到“運行參數(shù)顯示畫面”后按ENTER鍵確認，再按F1鍵，接觸器吸合開始運行。觀察前面板的相應(yīng)指示燈是否顯示相應(yīng)的工作模式。如果一切顯示正常就可繼續(xù)自動運行，如果顯示有錯誤應(yīng)按F2停止設(shè)備的運行，按照設(shè)置參數(shù)流程重新設(shè)置后再運行。正常停機：充電或放電完成后，系統(tǒng)自動停止運行并有聲光報警提示工作人員。

5 結(jié)束語

隨著整流及自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，對航空電池充電機設(shè)備的控制要求也越來越高，功能也越來越完善，真正實現(xiàn)了無人值守的自動化控制平臺，未來的自動化水平會發(fā)展越來越快，望廣大同行多多指正，共同為航空電池充電機事業(yè)而共同努力。

參考文獻

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作者簡介：王英臣（1979-），男，工程師，2008年畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)機電一體化專業(yè)，在職，現(xiàn)從事PLC電氣自動化控制工作。