內(nèi)燃機(jī)車PLC控制系統(tǒng)及優(yōu)化方式研究

芮井成 鄧彥成 白光偉 方文杰 羅振勇

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，內(nèi)燃機(jī)車交通運(yùn)輸服務(wù)需求不斷增加，其運(yùn)行速度和運(yùn)行負(fù)荷大大增加，因此，對(duì)內(nèi)燃機(jī)車控制系統(tǒng)的要求也越來越高。然而，常規(guī)內(nèi)燃機(jī)車控制系統(tǒng)的電路控制觸點(diǎn)多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作維護(hù)困難，易發(fā)故障。如果持續(xù)大電流，電路很可能會(huì)燒壞，進(jìn)而威脅到行車安全。基于PLC的內(nèi)燃機(jī)車邏輯控制系統(tǒng)電路更精簡(jiǎn)，系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定，運(yùn)維成本也更低。因此，有必要積極探討基于PLC的內(nèi)燃機(jī)車邏輯控制系統(tǒng)，有效提高內(nèi)燃機(jī)車控制效率。

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī)車;PLC控制系統(tǒng);優(yōu)化方式

引言：當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)車基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)車中應(yīng)用較為廣泛，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行具有重要的推動(dòng)作用，當(dāng)前在很多設(shè)備中均被使用，技術(shù)原理不復(fù)雜，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，當(dāng)前被廣泛推廣。但是經(jīng)過長(zhǎng)期使用之后，由于系統(tǒng)內(nèi)部以及外部綜合要素的影響，系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)這樣那樣的故障，給系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成了不良影響，要求進(jìn)行必要的故障診斷、預(yù)測(cè)與分析，及時(shí)解決系統(tǒng)運(yùn)行中的一些實(shí)際問題，在進(jìn)行正確故障診斷的基礎(chǔ)上采取正確的應(yīng)對(duì)處理對(duì)策，為系統(tǒng)正常運(yùn)行提供保障。

一、PLC技術(shù)簡(jiǎn)述

所謂PLC技術(shù)，簡(jiǎn)單來說就是可編程控制器，可以按照實(shí)際需要選擇控制模塊，相關(guān)的控制程序能夠保證在控制功能方面的需求切實(shí)滿足，在工業(yè)領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。PLC在質(zhì)量方面是具有優(yōu)勢(shì)的，而且可靠性較高。CPU選用的是達(dá)到工業(yè)級(jí)的信號(hào)處理器，相關(guān)的元件也都達(dá)到了工業(yè)級(jí)，從廠家直接購(gòu)買，電源元件的審核是十分嚴(yán)格的，確保選擇的元件不存在任何質(zhì)量問題。

二、柴油機(jī)控制

所謂柴油機(jī)控制，簡(jiǎn)單來說就是供電啟動(dòng)、停機(jī)。從柴油機(jī)啟動(dòng)來看，和汽車啟動(dòng)方式是大致相同的，在油水溫度不低少于20度的基礎(chǔ)上，將司機(jī)控制器手柄置于零位，換向手柄置于中間位，合輔助機(jī)油泵開關(guān)，打滑油1-2分鐘，合燃油泵開關(guān)，燃油壓力150-250kPa，手動(dòng)啟動(dòng)按鈕3S，延時(shí)45-60S后接觸器可以獲得電源，啟動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)柴油機(jī)，在5S內(nèi)柴油機(jī)點(diǎn)火啟動(dòng)。

三、電氣保護(hù)電路控制

內(nèi)燃機(jī)車配套多項(xiàng)保護(hù)裝置，如盤車保護(hù)裝置、溫度保護(hù)裝置、過流保護(hù)裝置、空轉(zhuǎn)保護(hù)裝置、油壓保護(hù)裝置等，以有效確保柴油機(jī)及其他電氣設(shè)備的穩(wěn)定工作，進(jìn)而有效保障機(jī)車安全運(yùn)行。在基于PIC的邏輯控制系統(tǒng)中保留原有保護(hù)裝置，將保護(hù)裝置電路對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)作為相互鎖定觸點(diǎn)融入PLC程序中。換向手柄在“制動(dòng)”位時(shí)，司機(jī)控制器SK1開關(guān)接通，輸出1103點(diǎn)接通，斷開制動(dòng)電空閥2HGg，制動(dòng)線圈通電。主手柄置于“1”位，勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電路接觸器LLC線圈和勵(lì)磁接觸器LC線圈按照規(guī)定的順序執(zhí)行動(dòng)作，1104、0204、00205、1103、1204接通，電阻制動(dòng)接觸器ZC線圈通電，實(shí)現(xiàn)電阻制動(dòng)。如果測(cè)速發(fā)電機(jī)CF發(fā)生故障，則接通故障勵(lì)磁開關(guān)9K，1104、0003、1101常閉，0201、1007導(dǎo)通，和1104并聯(lián)的常開觸點(diǎn)自動(dòng)鎖定。打開繼電器GLFC線圈電源，斷開測(cè)速發(fā)電機(jī)電路，排除故障源。同時(shí)，0201、1006接通，固定發(fā)電接觸GFC線圈接通，開始固定發(fā)電。然后將主手柄抬至“l(fā)”位置為柴油機(jī)充電，從而可以保護(hù)電觸點(diǎn)并保持機(jī)車運(yùn)行穩(wěn)定。此時(shí)1205接通，GLC線圈通電，啟動(dòng)故障勵(lì)磁。在固定發(fā)電狀態(tài)下，勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流由啟動(dòng)發(fā)電機(jī)QF提供。

四、抗干擾設(shè)計(jì)

對(duì)于機(jī)車?yán)^電器和電磁閥線圈斷電時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓，可以在繼電器、電磁閥和其他線圈兩端并聯(lián)浪涌電壓吸收器，采取二極管、電容、壓敏電阻等多種裝置有效吸收浪涌電壓。例如，可以用壓敏電阻吸收ns級(jí)別的浪涌電壓。內(nèi)燃機(jī)車電源可采用DC/DC升壓濾波方式，可有效地防止因電源波動(dòng)而導(dǎo)致的控制系統(tǒng)故障。DC/DC升壓濾波模塊不僅可以為控制系統(tǒng)供電，還可以為微機(jī)系統(tǒng)供電，使其更加安全。內(nèi)燃機(jī)車正常運(yùn)行時(shí)，機(jī)車所有設(shè)備由輔助發(fā)電機(jī)供電，且能夠給蓄電池持續(xù)充電。

五、制動(dòng)缸控制

制動(dòng)缸是系統(tǒng)運(yùn)行中的重要內(nèi)容與構(gòu)成之一，對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及功能的正常發(fā)揮起著一定的影響作用。為了全面確保系統(tǒng)的正常有序運(yùn)行，要求不斷加強(qiáng)并優(yōu)化對(duì)制動(dòng)缸運(yùn)行情況的檢查，通過對(duì)作業(yè)運(yùn)行情況的長(zhǎng)期跟蹤與數(shù)據(jù)分析，可見制動(dòng)缸運(yùn)行過程中最易出現(xiàn)的故障與問題是制動(dòng)缸行程過大，給系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行造成一定的干擾，同時(shí)也在一定程度上影響了其他部件的正常運(yùn)行與功能發(fā)揮，已經(jīng)成為了當(dāng)前制動(dòng)缸運(yùn)行中的主要故障之一，成為了系統(tǒng)正常運(yùn)行中的重要干擾要素之一，為此結(jié)合故障實(shí)際運(yùn)行情況采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。制動(dòng)缸作業(yè)中可能出現(xiàn)過量供給的現(xiàn)象，其中的原因較為復(fù)雜，較為常見的原因有風(fēng)閥作用不良、自閥作用不佳，從而導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)了多種故障問題。

六、敲缸問題處理

內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)氣門異響問題主要是由于活塞連桿與缸套間隙扭簧斷裂和噴油泵霧化異常引起的。首先，在內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)的具體安裝過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)在安裝前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，確保柴油機(jī)安裝現(xiàn)場(chǎng)沒有其他污染物，并使用相應(yīng)的配套設(shè)施，再進(jìn)行安裝。其次，在安裝噴油泵之前，裝配人員要對(duì)噴油泵點(diǎn)火提前角進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，并保證溫度不發(fā)生變化，從而確保燃油爆發(fā)點(diǎn)火，保證噴油泵穩(wěn)定工作。

PLC技術(shù)在內(nèi)燃機(jī)中的使用有效地解決了多種繼電器以及接觸屏控制系統(tǒng)復(fù)雜的問題，簡(jiǎn)化了工作流程，通過PLC控制系統(tǒng)的使用，機(jī)車的電氣控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定性得到加強(qiáng)，機(jī)車的觸摸式液晶顯示屏極大地方便了操作人員對(duì)機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，此外可以對(duì)機(jī)車的故障信息進(jìn)行記錄，有助于對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查與維修。

參考文獻(xiàn)：

[1]高勤云，楊曉燕，王雷，王琰琰.內(nèi)燃機(jī)車檢測(cè)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2021（12）：119-120.

[2]靳行.內(nèi)燃機(jī)車振動(dòng)噪聲源辨識(shí)研究[D].西南交通大學(xué)，2019.003177.

[3]廖麗.內(nèi)燃機(jī)車PLC控制系統(tǒng)及優(yōu)化方式分析[J].中國(guó)設(shè)備工程，2019（14）：48-50.