基于PLC的電控發動機實訓臺架故障控制原理的開發探討

羅強

（美的廚房電器制造有限公司，廣東佛山528000）

基于PLC的電控發動機實訓臺架故障控制原理的開發探討

羅強

（美的廚房電器制造有限公司，廣東佛山528000）

為了能夠有效解決普通開關故障控制過程中所存在的線路復雜、開關過多、編程較為復雜、控制成本過高以及產品升級設計較為困難等問題，應設計可編程控制器PLC實現故障控制，利用1個按鈕開關就能有效實現接地、短路以及短路等故障的控制，最大程度地減少了故障開關的數量，有效防止了因人為原因所造成的故障概率上升，這樣就能更好地借助實訓臺架來完成電控發電機故障控制教學。為了能真正實現這一目的，基于PLC的電控發電機實訓臺架故障控制原理的開發進行了探討。

PLC；電控發電機；實訓臺架；故障控制

隨著工業技術的發展，電控發動機的應用越來越普及，傳統的發動機故障診斷方式很難再滿足現今電控發電機的需求，如何有效提升維修人員的維修能力就成了關鍵問題。

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1 較為常用的故障控制原理

1.1 普通開關控制

普通開關式控制主要是在傳感器與電控單元這兩者之間串聯旋鈕式開關進行控制。在正常工作的過程中，開關經常處在關閉的狀態，以此來實現信號的輸入。旋轉開關主要的作用就是解決信號短路、起動較為困難、對電源的短路和接地搭鐵等故障，還可以在線路中增加電位計或可變電阻，這樣就能有效改變模擬信號的大小，有效實現發動機動力不足等故障的解決。這一控制方式十分的簡單，制作成本也較低，可是也存在一定的缺陷，設計功能相對有限，加之模擬故障的不斷增加，會需要較多的開關數量，這樣就會出現較為復雜的線路，最終提升控制系統產生故障的概率。

通過查閱資料，并篩選整理數據選取云南地區2000年～2010年5級以上的17次地震為樣本數據，原始數據[4～8]如表1所示。

1.2 單片機控制

目前海歸新生代企業家與父輩們因思維模式很不相同，總容易出現許多爭執，意見很難相統一。除了因為人生閱歷不同之外，還因為教育環境大大改變。現代教育喜歡強化人們的技能，讓孩子的某些特質得到了強化，做事容易顯得標新立異。但隨著經歷的事情多了以后，孩子就會想到父母為人處世方法的必要性，身上就越來越會表現出父母所具有的特質，也就是說孩子是父母的鏡子。所以，任何時候父母總是孩子最好的老師，一方面是遺傳給孩子的相同基因，另一方面是言傳身教，給孩子以幫助。

1960年，我國氮肥消費量僅為47.6萬噸，其中國產氮肥19.6萬噸，平均每畝耕地施肥量僅為0.4公斤。改革開放以來，隨著我國工業化、城市化的高速發展，人均耕地面積逐年減少，“人多地少”是我國的基本國情，保證糧食安全始終是國家的頭等大事。

2.1 分配I/O地址

2 故障控制系統設計

在對I/O地址進行分配的過程中，I/O輸入地址分配情況如表1所示，輸出地址分配表如表2所示。

單片機控制這一方式主要是將傳感器到ECU的線路中串接單片機故障設置單元，故障設置單元上所存在的端子和ECU引腳是一一對應的，通過調取單片機中所存在的存儲的程序就能有效實現故障模擬。在這一過程中，其控制程序大多是采用C語言或匯編語言來進行程序編制，同時，還需要配合外圍的電路來實現所需的功能。在單片機上，本身就串有故障開關，還可以通過萬用表、檢測儀以及示波器等儀器來對數據信號進行動態檢測。在這一過程中，其能夠有效避免因線路較為復雜而造成故障概率增大等問題，這是這一方式的優勢。但這一方式也存在缺點，比如受單片機硬件質量的影響較為嚴重，而實訓臺開發人員也需要具備較為豐富的控制知識。除此之外，單片機線路本身就是按照特定功能來進行設計的，所以，在增加功能的過程中一定要對線路進行重新設計，還需要對相應的程序進行修改，過程比較煩瑣。

針對上述2種方式都存在一定的問題，所以，本研究也提出了一種新的實訓臺架故障控制方式，即采用可編程PLC技術來進行控制。以某一傳感器為例，使用三菱FХ2N-48MR機型以及GХ系列MELSOFT軟件來對其進行編程，控制原理以及故障設計具體如下。

表1 I/O輸入地址分配情況

表2 I/O輸出地址分配表

2.2 程序調試

在對程序進行調試的過程中，第一次需要SB1按鈕。在按下這一按鈕的過程中，就能通過控制程序來對繼電器Y1線圈動作進行輸出，中間繼電器KV1線圈則會通電，具體如圖1所示。此時，KV1常閉點就會隨之斷開，信號就會出現中斷，從而有效實現斷路這一目的；在第二次對SB1按鈕按下的過程中，輸出繼電器Y2線圈也會被輸出，此時，中間繼電器KV2線圈也就會通電，KV2常開點則會隨之而閉合，從而實現短路；在第三次對SB1按鈕按下的過程中，繼電器Y3線圈動作則會被輸出，中間繼電器KV3線圈則會隨之而通電，KV3這一常開點就會出現閉合現象，從而就能有效實現接地。在這一系統中，無論在任何時間段對SB復位按鈕按下，所有線圈都會恢復到初始狀態。

圖1 線路圖

在基于PLC的電控發動機實訓臺架故障控制原理開發之后，我們就可以基于上述控制原理對曲軸位置傳感器、發動機空氣流量計、凸輪軸位置傳感器、水溫傳感器等電控元件來進行故障控制設計。通過故障臺設置臺上的各項數字按鈕，實現故障設計這一目的。而在這一次研究過程中，基于PLC的電控發動機實訓臺架故障控制原理的開發能夠有效實現故障控制這一目的，同時，還能通過1個按鈕開關來實現接地、短路、斷路等故障的設置，最大程度地減少了故障開關出現的數量，防止了因為人為原因所造成的故障概率增加等問題。此外，基于PLC的電控發動機實訓臺架故障控制原理的開發，如果需要增加故障功能，則只需要對PLC內部程序進行修改，而PLC外部接線基本不動，這也能更加方便今后系統的升級。本研究中所存在的系統實訓臺架性能可靠、穩定，還具備二次升級的能力，這樣就能夠很好地滿足功能設計的需求，這樣在實訓臺架上進行故障檢測會有較為良好的效果，能最大程度地提升檢修人員的維修能力。

3 結束語

綜上所述，基于PLC的電控發動機實訓臺架故障控制原理的開發有著較高的價值，其能夠有效避免傳統電控發動機實訓臺架故障控制原理中所存在的問題，最大程度地實現對故障的有效控制，使在實訓臺上進行故障檢測學習的人員自身的故障維修能力在實踐過程中得到了提升，從而有效確保了電控發動機實訓臺架故障控制的價值。在研究中，主要基于PLC的電控發動機實訓臺架故障控制原理的開發進行了探討，并制訂了相應的開發系統，以期能發揮出其價值，真正實現故障檢測的作用和效果。

［1］劉兆義，李智.基于PLC的電控發動機實訓臺架故障控制原理的開發［J］.高教學刊，2016，23（04）.

〔編輯：張思楠〕

TK407

：A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.15.079

2095-6835（2017）15-0079-02

羅強（1987—）男，湖南瀏陽人，電控工程師，研究方向為自動控制方向。