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內(nèi)燃機車電氣控制系統(tǒng)采用PLC控制的分析

2019-01-17 02:09:04馮璐珂
機械管理開發(fā) 2018年12期
關(guān)鍵詞:機械故障

馮璐珂

(山西潞安礦業(yè)(集團)有限責任公司鐵路運營公司, 山西 長治 046000)

引言

就當前的現(xiàn)狀而言,我國內(nèi)燃機車電氣控制系統(tǒng)依然存在很多需要優(yōu)化的地方,特別是機械運行方面。對此,基于先進的技術(shù)方式,將PLC控制應用在內(nèi)燃機車電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計之中,從而對整個控制系統(tǒng)的部件進行升級、整合,形成集成化的控制體系,進而全面提高內(nèi)燃機車電氣控制系統(tǒng)的工作效率、質(zhì)量。

1 PLC控制方式的相關(guān)介紹

1)PLC控制技術(shù)的優(yōu)點。具有較強的穩(wěn)定性、抗干擾性、適應性以及靈活性,同時PLC的編程相對簡單,可操作性、擴展性優(yōu)異,在使用的過程中PLC設(shè)計、安裝、調(diào)試的工作便捷,維護、檢修等工作量少。

2)PLC控制硬件的構(gòu)成。中央處理器(CPU)、儲存器、輸入/出接口、擴展接口、電源、通訊接口、智能單元、智能I/O接口。

3)PLC控制的性能指標。存儲容量、輸入/出點數(shù)、掃描速度、智能單元的數(shù)量、擴展能力等。

4)PLC控制的編程語言。梯形圖編程、狀態(tài)流程圖編程、指令表編程[1]。

2 采用PLC控制設(shè)計內(nèi)燃機車系統(tǒng)機械設(shè)備的方式

2.1 I/O通道分配

PLC分為內(nèi)部通道、外部通道。其中外部通道包含輸入/出通道,簡稱I/O通道,主要負責與PLC外部的機械設(shè)備、接線進行溝通;內(nèi)部通道實際就是內(nèi)部繼電器,其自身的功能能夠取代有觸點控制方式,全面提高了PLC控制的穩(wěn)定性。具體而言,通道號是由三位十進制的數(shù)字構(gòu)成的,如果在其后邊再加入兩位十進制的數(shù)字,就能夠得出通道的具體地址。例如:000-009為輸入通道,也就是輸入繼電器;010-019為輸出通道,也就是輸出繼電器區(qū)。對此,I/O通道號的設(shè)定見表1。

表1 I/O通道號的設(shè)定

2.2 梯形圖程序分析

2.2.1 梯形圖指令設(shè)置

在對內(nèi)燃機車電氣控制系統(tǒng)機械進行PLC控制的過程中,需要保證PLC控制的轉(zhuǎn)換開關(guān)、扳鍵開關(guān)、按鈕等與內(nèi)燃機車電氣控制系統(tǒng)的電路一致,使機械設(shè)備的線圈受機孔扳鍵開關(guān)、總控扳鍵開關(guān)的雙重控制,然后將內(nèi)燃機車電氣系統(tǒng)的負端與PLC輸出點相連,從而形成梯形圖。本文將結(jié)合梯形圖指令表(見表2)對梯形圖程序進行深入分析。

表2 梯形圖指令表

2.2.2 梯形圖分析

以表2為基礎(chǔ),結(jié)合下頁圖1、圖2、圖3對內(nèi)燃機車電氣控制系統(tǒng)采用PLC控制時設(shè)計的梯形圖程序分析如下:

1)內(nèi)燃機車打滑油。將1K閉合,而后PLC的輸出模塊就會形成回路;將3K閉合,此時輸入通道0000也會隨之閉合。因為RBC沒有電動作,所以第2行通道1000打開時,線圈通電則滑油泵發(fā)生動作,從而開始打油工作。

圖1 柴油機啟動梯形圖

圖2 柴油機啟動流程控制圖

圖3 內(nèi)燃機啟動電路圖

2)柴油機甩車。如果盤車機械ZLS沒有任何動作,且主手柄為“0”,便可以將啟機閉合,并使0001導通,此時第三行的定時器TIM100會在50 s以后完成接通。隨后,第四行的1001通道接通,同時使啟動接觸器連接電源,使得柴油機開始甩車,而當打開啟機以后,柴油機則停止甩車[2]。

3)燃油供給。將4K閉合以后,柴油機停機保護、中間繼電器20006均沒有產(chǎn)生任何動作,而當接通第七行的01003輸出點時,RBC線圈能夠連接電源,實現(xiàn)供油的目的。

4)柴油機的啟動。在燃油泵接觸器發(fā)生吸合以后,1003輸出點的常閉觸指就會斷開,行輸出點1001并沒有任何動作。如果按下啟機的按鈕,啟動接觸器就會延時并完成電吸合,從而輔助內(nèi)燃機車的柴油機啟動。在這一情況下,第8行1001輸出點連接電源,常閉觸指同樣會斷開,那將1000輸出點斷開,使得滑油泵接觸器斷電。

5)固定發(fā)電。當內(nèi)燃機車電氣系統(tǒng)的機械設(shè)備中的DC110V電壓輸出端發(fā)生故障,就會導致8K發(fā)生閉合等現(xiàn)象。同時,基于PLC控制系統(tǒng)的電器就會自行上鎖,此時內(nèi)燃機車就會利用當前的固定電支撐運行。另外,在梯形圖連接圖中,1006輔助發(fā)電控制常常斷開,使得FLC在失去電壓以后自行斷電。在排除電氣控制系統(tǒng)機械的故障以后,8K就會重新斷開,并將5K合上,完成第11行1006的解鎖工作,從而FLC繼續(xù)發(fā)電。

6)壓縮機工作。當內(nèi)燃機的輔機進行發(fā)電以后,10K就會閉合,在風壓力小于750 kPa的條件下,YK同樣會發(fā)生閉合現(xiàn)象,那么梯形圖電路的第14行的1005輸出點就會導通,而此時風泵接觸器會發(fā)生動作,并要求空壓機進行工作。另外一種情況就是直接打開相應的開關(guān),使PLC控制系統(tǒng)強行進行泵風,那么壓縮機就能夠脫離YK的控制。

7)內(nèi)燃機車啟動。首先,輔助發(fā)電,就是將5K關(guān)閉,此時第10行0003、1001常閉以及1006常閉都會依次實現(xiàn)導通。在這一基礎(chǔ)上,1004也會導通,此狀態(tài)下FLV線圈為通電裝填,就能夠完成QF發(fā)電[3]。其次,固定發(fā)電,如果發(fā)現(xiàn)電壓調(diào)整器存在故障,8K就會閉合,此時第11行的0004就會導通,隨后1006也會呈現(xiàn)導通狀態(tài),因此GFC通電。同時,第12行會自動閉鎖,并進入到自動發(fā)電的狀態(tài)。而第10的1006得電之后就會斷開,因此輔助發(fā)電則會停止。在工作人員將故障排除以后,系統(tǒng)就能夠恢復供電。最后,啟動空壓機。在QF進行發(fā)電以后,需要將10K閉合,如果總風缸壓力在750 kPa以下,那么YK也會呈現(xiàn)閉合狀態(tài),所以第14行就會呈現(xiàn)導通狀態(tài)。此時的線圈YC就會獲得電流,而空壓機便可以進行運轉(zhuǎn)。或者將2QA進行手動關(guān)閉,同樣能夠?qū)⒖諌簷C啟動,同時還不會受到風缸壓力的影響,實現(xiàn)內(nèi)燃機的啟動。

3 采用PLC控制設(shè)計內(nèi)燃機車系統(tǒng)機械設(shè)備的效果

1)在內(nèi)燃機車的電氣控制系統(tǒng)中應用PLC控制技術(shù),優(yōu)化了機車的基本功能,比如啟動柴油機、啟動機車等,同時PLC控制技術(shù)還改進了內(nèi)燃機車運行的實際狀態(tài),更好地保護了系統(tǒng)的機械、線路,并可以準確、及時對故障進行排查。

2)采用PLC技術(shù)對內(nèi)燃機車的電氣控制系統(tǒng)進行優(yōu)化以后,為乘務(wù)員處置途中機械故障提供了便利條件,甚至可以在運行狀態(tài)下對LUC進行轉(zhuǎn)換,從而繼續(xù)完成牽引工作。

3)采用PLC技術(shù)優(yōu)化內(nèi)燃機車的電器控制系統(tǒng),有效縮短了機械設(shè)備的調(diào)試周期、維護周期,極大延長了機車的使用壽命,提高了相關(guān)機械的利用率。

4 結(jié)語

將PLC控制應用在內(nèi)燃機車電氣控制系統(tǒng)之中,進一步優(yōu)化了機械的性能,有效降低了電氣故障的頻率,簡化了控制系統(tǒng)的線路,并有效減少了對機械的維護成本,提高了故障排查的質(zhì)量與效率,延長了內(nèi)燃機車機械的使用壽命,充分發(fā)揮了PLC控制的重要價值。

(編輯:王瑾)

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