內(nèi)燃機車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：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，內(nèi)燃機車交通運輸服務(wù)需求不斷增加，其運行速度和運行負荷大大增加，因此，對內(nèi)燃機車控制系統(tǒng)的要求也越來越高。然而，常規(guī)內(nèi)燃機車控制系統(tǒng)的電路控制觸點多結(jié)構(gòu)復雜，操作維護困難，易發(fā)故障。如果持續(xù)大電流，電路很可能會燒壞，進而威脅到行車安全。基于PLC的內(nèi)燃機車邏輯控制系統(tǒng)電路更精簡，系統(tǒng)運行更穩(wěn)定，運維成本也更低。因此，有必要積極探討基于PLC的內(nèi)燃機車邏輯控制系統(tǒng)，有效提高內(nèi)燃機車控制效率。

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

引言：當前內(nèi)燃機車基礎(chǔ)制動系統(tǒng)在機車中應(yīng)用較為廣泛，對系統(tǒng)運行具有重要的推動作用，當前在很多設(shè)備中均被使用，技術(shù)原理不復雜，應(yīng)用優(yōu)勢明顯，當前被廣泛推廣。但是經(jīng)過長期使用之后，由于系統(tǒng)內(nèi)部以及外部綜合要素的影響，系統(tǒng)實際運行過程中可能出現(xiàn)這樣那樣的故障，給系統(tǒng)的正常運行造成了不良影響，要求進行必要的故障診斷、預測與分析，及時解決系統(tǒng)運行中的一些實際問題，在進行正確故障診斷的基礎(chǔ)上采取正確的應(yīng)對處理對策，為系統(tǒng)正常運行提供保障。

一、PLC技術(shù)簡述

所謂PLC技術(shù)，簡單來說就是可編程控制器，可以按照實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)勢的，而且可靠性較高。CPU選用的是達到工業(yè)級的信號處理器，相關(guān)的元件也都達到了工業(yè)級，從廠家直接購買，電源元件的審核是十分嚴格的，確保選擇的元件不存在任何質(zhì)量問題。

二、柴油機控制

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

三、電氣保護電路控制

內(nèi)燃機車配套多項保護裝置，如盤車保護裝置、溫度保護裝置、過流保護裝置、空轉(zhuǎn)保護裝置、油壓保護裝置等，以有效確保柴油機及其他電氣設(shè)備的穩(wěn)定工作，進而有效保障機車安全運行。在基于PIC的邏輯控制系統(tǒng)中保留原有保護裝置，將保護裝置電路對應(yīng)的觸點作為相互鎖定觸點融入PLC程序中。換向手柄在“制動”位時，司機控制器SK1開關(guān)接通，輸出1103點接通，斷開制動電空閥2HGg，制動線圈通電。主手柄置于“1”位，勵磁機勵磁電路接觸器LLC線圈和勵磁接觸器LC線圈按照規(guī)定的順序執(zhí)行動作，1104、0204、00205、1103、1204接通，電阻制動接觸器ZC線圈通電，實現(xiàn)電阻制動。如果測速發(fā)電機CF發(fā)生故障，則接通故障勵磁開關(guān)9K，1104、0003、1101常閉，0201、1007導通，和1104并聯(lián)的常開觸點自動鎖定。打開繼電器GLFC線圈電源，斷開測速發(fā)電機電路，排除故障源。同時，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)”位置為柴油機充電，從而可以保護電觸點并保持機車運行穩(wěn)定。此時1205接通，GLC線圈通電，啟動故障勵磁。在固定發(fā)電狀態(tài)下，勵磁機的勵磁電流由啟動發(fā)電機QF提供。

四、抗干擾設(shè)計

對于機車繼電器和電磁閥線圈斷電時產(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級別的浪涌電壓。內(nèi)燃機車電源可采用DC/DC升壓濾波方式，可有效地防止因電源波動而導致的控制系統(tǒng)故障。DC/DC升壓濾波模塊不僅可以為控制系統(tǒng)供電，還可以為微機系統(tǒng)供電，使其更加安全。內(nèi)燃機車正常運行時，機車所有設(shè)備由輔助發(fā)電機供電，且能夠給蓄電池持續(xù)充電。

五、制動缸控制

制動缸是系統(tǒng)運行中的重要內(nèi)容與構(gòu)成之一，對系統(tǒng)的正常運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)的正常有序運行，要求不斷加強并優(yōu)化對制動缸運行情況的檢查，通過對作業(yè)運行情況的長期跟蹤與數(shù)據(jù)分析，可見制動缸運行過程中最易出現(xiàn)的故障與問題是制動缸行程過大，給系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行造成一定的干擾，同時也在一定程度上影響了其他部件的正常運行與功能發(fā)揮，已經(jīng)成為了當前制動缸運行中的主要故障之一，成為了系統(tǒng)正常運行中的重要干擾要素之一，為此結(jié)合故障實際運行情況采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。制動缸作業(yè)中可能出現(xiàn)過量供給的現(xiàn)象，其中的原因較為復雜，較為常見的原因有風閥作用不良、自閥作用不佳，從而導致系統(tǒng)運行中出現(xiàn)了多種故障問題。

六、敲缸問題處理

內(nèi)燃機車柴油機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)燃機車柴油機的具體安裝過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)在安裝前進行現(xiàn)場檢查，確保柴油機安裝現(xiàn)場沒有其他污染物，并使用相應(yīng)的配套設(shè)施，再進行安裝。其次，在安裝噴油泵之前，裝配人員要對噴油泵點火提前角進行準確的計算，并保證溫度不發(fā)生變化，從而確保燃油爆發(fā)點火，保證噴油泵穩(wěn)定工作。

PLC技術(shù)在內(nèi)燃機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)復雜的問題，簡化了工作流程，通過PLC控制系統(tǒng)的使用，機車的電氣控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定性得到加強，機車的觸摸式液晶顯示屏極大地方便了操作人員對機車運行狀態(tài)的實時監(jiān)測，此外可以對機車的故障信息進行記錄，有助于對設(shè)備進行檢查與維修。

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