利用plc實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)車(chē)190型柴油機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種利用PLC實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)車(chē)190型柴油機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的方法，硬件包括機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器、步進(jìn)電機(jī)、調(diào)速器、PLC控制器，其特征是：在調(diào)速器與步進(jìn)電機(jī)之間設(shè)置一個(gè)能夠?qū)⒉竭M(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)或角度擺動(dòng)的機(jī)械裝置；將PLC控制器的三個(gè)輸出點(diǎn)輸出的三相脈沖信號(hào)，通過(guò)固態(tài)繼電器放大后直接作為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源；將機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器的四個(gè)調(diào)速觸點(diǎn)接到PLC控制器的輸入端，根據(jù)PLC控制器接收到的機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器四個(gè)調(diào)速觸點(diǎn)的開(kāi)閉情況，通過(guò)內(nèi)部程序進(jìn)行8421編碼，確認(rèn)機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器發(fā)出的指令位置。其優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了機(jī)車(chē)分檔無(wú)級(jí)調(diào)速，且調(diào)速平穩(wěn)順滑、可靠性高、成本低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】利用PLC實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)車(chē)190型柴油機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用PLC實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)車(chē)190型柴油機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的方法，屬于柴油機(jī)控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]190型柴油機(jī)使用操縱風(fēng)缸調(diào)整轉(zhuǎn)速，即用操縱風(fēng)缸將柴油機(jī)轉(zhuǎn)速范圍分成15個(gè)轉(zhuǎn)速控制點(diǎn)，調(diào)速時(shí)用壓縮空氣通過(guò)操縱風(fēng)缸推動(dòng)柴油機(jī)調(diào)速手柄在15個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)之間切換，從而實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的遠(yuǎn)距離操縱。這種方式調(diào)速時(shí)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速呈階段性快速上升或下降，轉(zhuǎn)速波動(dòng)大，造成各運(yùn)動(dòng)件沖擊大并使柴油機(jī)冒黑煙，致使柴油機(jī)工作壽命降低，燃油消耗率增加。
[0003]近幾年新造機(jī)車(chē)都是采用無(wú)級(jí)調(diào)速，190柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)的方案都是配置無(wú)級(jí)調(diào)速箱控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，機(jī)車(chē)硬件投入大，線路改動(dòng)多，需要資金高，且由于硬件增加無(wú)形中增加了故障率、穩(wěn)定性不好。
[0004]配置190型柴油機(jī)的機(jī)車(chē)一般都采用PLC控制，如GK1型、GK3b型機(jī)車(chē)，以及后期生產(chǎn)的GKtl型、GKif型機(jī)車(chē)。但這些采用PLC控制的機(jī)車(chē)，在無(wú)級(jí)調(diào)速的硬件方面均采用推桿式司機(jī)控制器和昂貴的無(wú)級(jí)調(diào)速控制箱，當(dāng)機(jī)車(chē)手輪升到8位以上，此時(shí)如果使用液力換向或水溫低于60°C，轉(zhuǎn)速會(huì)突然下降8位甚至降到怠速轉(zhuǎn)速，不利于平穩(wěn)操縱，容易造成坡停。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種不改變機(jī)車(chē)操縱臺(tái)外觀，線路改動(dòng)不大的前提下，可減少無(wú)級(jí)調(diào)速箱的中間環(huán)節(jié)、實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)分檔無(wú)級(jí)調(diào)速，且調(diào)速平穩(wěn)順滑、可靠性高、成本低的利用PLC實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)車(chē)190型柴油機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明的硬件包括機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器、步進(jìn)電機(jī)、調(diào)速器、PLC控制器，其特征是:在調(diào)速器與步進(jìn)電機(jī)之間設(shè)置一個(gè)能夠?qū)⒉竭M(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)或角度擺動(dòng)，使之作用在調(diào)速?gòu)椈缮夏軌蚋淖兤鋸椓Φ臋C(jī)械裝置；將PLC控制器的三個(gè)輸出點(diǎn)輸出的三相脈沖信號(hào)，通過(guò)固態(tài)繼電器(俗稱(chēng)放大塊)放大后直接作為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源；將機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器的四個(gè)調(diào)速觸點(diǎn)接到PLC控制器的輸入端，根據(jù)PLC控制器接收到的機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器四個(gè)調(diào)速觸點(diǎn)的開(kāi)閉情況，通過(guò)內(nèi)部程序進(jìn)行8421編碼，確認(rèn)機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器發(fā)出的指令位置；PLC控制器程序?qū)C(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器發(fā)出的指令位置與調(diào)速器當(dāng)前調(diào)整實(shí)際位置(即圖1框圖中的原位置)進(jìn)行比較，如果機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器指令位置大于當(dāng)前調(diào)整實(shí)際位置，程序控制PLC控制器通過(guò)a、b、c三個(gè)輸出點(diǎn)輸出三相升速脈沖，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，再通過(guò)調(diào)速器控制柴油機(jī)提速；如果機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器指令位置小于當(dāng)前調(diào)整實(shí)際位置，程序控制PLC控制器通過(guò)a、b、c三個(gè)輸出點(diǎn)輸出三相降速脈沖，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，再通過(guò)調(diào)速器控制柴油機(jī)降速；如果機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器指令位置等于當(dāng)前調(diào)整實(shí)際位置，程序控制PLC控制器的a、b、c三個(gè)輸出點(diǎn)停止輸出脈沖，并使最后的輸出信號(hào)保持長(zhǎng)通，使步進(jìn)電機(jī)停止并保持現(xiàn)有位置，柴油機(jī)調(diào)速位置得到保持。
[0008]在所述調(diào)速器與步進(jìn)電機(jī)之間設(shè)置的機(jī)械裝置為扇形齒輪、渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)或螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0009]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010](I)輸出信號(hào)在驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的同時(shí)，還向PLC控制器進(jìn)行反饋，所以PLC控制器可以精確的檢測(cè)到柴油機(jī)當(dāng)前實(shí)際的調(diào)整位置。由于輸出脈沖的頻率直接決定了柴油機(jī)的升速率和降速率，所以可以根據(jù)柴油機(jī)的性能指標(biāo)，在柴油機(jī)的各種工況賦予輸出脈沖不同的頻率，既能夠使柴油機(jī)的性能得到充分發(fā)揮，又有效地抑制了柴油機(jī)調(diào)速過(guò)程中冒黑煙問(wèn)題，這就比目前的調(diào)速方式只有一個(gè)升速率和降速率，具有節(jié)能減排的優(yōu)點(diǎn)。
[0011](2)通過(guò)輸出脈沖直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)工作，減少了無(wú)級(jí)調(diào)速箱中間環(huán)節(jié)，降低了成本、提聞了可罪性。
[0012](3)現(xiàn)有機(jī)車(chē)當(dāng)手輪升到8位以上，此時(shí)如果使用液力換向或水溫低于60°C，轉(zhuǎn)速會(huì)突然下降8位甚至降到怠速轉(zhuǎn)速，不利于平穩(wěn)操縱，容易造成坡停。本發(fā)明在以上情況下，手輪如超過(guò)8位，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)保持8位轉(zhuǎn)速，待液力換向結(jié)束或水溫升至60°C以上，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速又能自動(dòng)提高到機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器實(shí)際位置轉(zhuǎn)速。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的原理框圖；
[0014]圖2是本發(fā)明的實(shí)施例中調(diào)速器與步進(jìn)電機(jī)連接示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明的實(shí)施例中PLC控制器與步進(jìn)電機(jī)間的電路連接圖；
[0016]圖4是本發(fā)明的實(shí)施例中的局部電路連接圖；
[0017]圖5是本發(fā)明的實(shí)施例中PLC控制器的第一程序片段圖；
[0018]圖6是本發(fā)明的實(shí)施例中PLC控制器的第二程序片段圖。
[0019]圖2中:1_扇形齒輪，2-步進(jìn)電機(jī)，3-調(diào)速器；圖3中:4_固態(tài)繼電器，200號(hào)線為電源負(fù)線；圖4中:1502為超壓信號(hào)線；圖5中:X044為原X002，Y025為原Y000 ;圖6中:MO在機(jī)組保護(hù)滿足工作時(shí)閉合；X014-X017為機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器1-4觸點(diǎn)輸入；X037為60°C水溫繼電器輸入；X042為液力制動(dòng)保護(hù)輸入；M0V為數(shù)據(jù)傳輸指令；T202為計(jì)時(shí)單位IOms的時(shí)間繼電器，計(jì)時(shí)值0.5s ;PLS為上升指令，控制線由斷到閉使控制件輸出一個(gè)脈沖周期；CALL為子程序調(diào)用指令，加P為控制線由斷到閉執(zhí)行；CMP為二數(shù)比較指令；PLSY為脈沖輸出指令，頻率取決于D60內(nèi)值，輸出點(diǎn)為Y000 ;C237、C238為高速計(jì)數(shù)器，分別計(jì)X002、X003脈沖輸入值；INC、DEC分別為加1、減I指令；RST為復(fù)位指令；CJ為中斷指令；1400為中斷源，當(dāng)X004出現(xiàn)下降時(shí)執(zhí)行；DHSCS為高速計(jì)器置位指令；DHSCR為高速計(jì)器復(fù)位指令;M8000:特殊輔助繼電器，PLC控制器開(kāi)始運(yùn)行為ON ；M8002:特殊輔助繼電器，PLC控制器初開(kāi)始運(yùn)行置位一個(gè)掃描周期。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例[0021]現(xiàn)以GK1型機(jī)車(chē)為例將實(shí)施方案介紹如下:
[0022]1、硬件配置
[0023]PLC控制器使用晶體管輸出式，即FX2N-80MT_D或FX2_80MT_D型PLC控制器。
[0024]機(jī)械部分的實(shí)現(xiàn):參照附圖2，在調(diào)速器3的調(diào)速桿軸處安裝一個(gè)扇形齒輪1，并在相應(yīng)位置安裝步進(jìn)電機(jī)2，步進(jìn)電機(jī)2的輸出軸上安裝有與扇形齒輪I嚙合的齒輪，這樣步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就會(huì)變成調(diào)速桿的擺動(dòng)，最終使190柴油機(jī)調(diào)速器內(nèi)部的調(diào)速?gòu)椈蓮椓Πl(fā)生變化，控制改變柴油機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)然，此處也可以使用渦輪蝸桿或螺旋傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的機(jī)械裝置，將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)。
[0025]參照附圖3，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)由PLC控制器的Y022、Y023、Y024輸出，輸出的三路脈沖信號(hào)經(jīng)放大后直接作為步進(jìn)電機(jī)A、B、C三相的電源。
[0026]參照附圖4，將Y000的接線改到Y(jié)025上(原Y025接線拆掉)，并將Y000接到X002和X003上。Y022向X004反饋一路信號(hào)輸入。由于程序需要使用X002、X003、X004三個(gè)高速接口，所以將超壓信號(hào)輸入由X002改為X044，其它部分電氣線路保持機(jī)車(chē)原設(shè)計(jì)不變。
[0027]2、程序編寫(xiě)
[0028]參照附圖5，將 原程序中X002改為X044，并將Y000改為Y025 ;原調(diào)速部分程序刪除并插入附圖6所示的程序，機(jī)車(chē)程序其他部分保持不變。
[0029]原理介紹:
[0030]當(dāng)PLC控制器初始運(yùn)行，M8000持續(xù)閉合，同時(shí)M8002輸出一個(gè)周期的脈沖，此時(shí)由于D40、D50沒(méi)有裝入數(shù)據(jù)，所以CMP 二數(shù)比較指令使M141為0N。程序受中斷指令CJ控制直接跳轉(zhuǎn)至PlO子程序，使C237清零復(fù)位，然后在Y023、Y024處使步進(jìn)電機(jī)定位。
[0031]當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行MO為閉合，此時(shí)如果轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器調(diào)速，其調(diào)速觸點(diǎn)使M50-M53相應(yīng)變?yōu)镺N或OFF。數(shù)據(jù)傳送指令MOV通過(guò)K1M50按8421編碼將司控器觸點(diǎn)位傳到D30內(nèi)；D40用于存儲(chǔ)PLC控制器確認(rèn)的機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器位置，CMP指令在D30>D40時(shí)使M130為1、在D30=D40時(shí)使M131為1、在D30〈D40時(shí)使M132為1，此時(shí)由于D30數(shù)據(jù)沒(méi)有傳到D40內(nèi)，所以D30 Φ D40，因此M131為O ;由于M141為1，使T202計(jì)時(shí)器經(jīng)0.5s后閉合，使MOV指令將D30數(shù)據(jù)傳到D40內(nèi)，機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器位置被確認(rèn)，隨后CMP指令使M131為1，T202釋放；D50用于存儲(chǔ)柴油機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)位，Μ140受CMP指令控制，根據(jù)D40與D50比較結(jié)果令M140升速時(shí)為I或M142降速時(shí)為I (即M141為O時(shí))。CALL為子程序調(diào)用指令，加P表示控制線由斷到閉時(shí)執(zhí)行一次，當(dāng)M140或M142閉合時(shí)，CALL指令調(diào)用一次P20或P30子程序，根據(jù)M140與M142閉合情況設(shè)置D60 (即脈沖頻率)和調(diào)速時(shí)序，PLSY指令根據(jù)D60頻率值通過(guò)Y000輸出脈沖信號(hào)。
[0032]當(dāng)升速時(shí)，D70=K2、D72=K1、D74=K3、D76=K2、D60=K30,Y000 輸出 30Hz 脈沖信號(hào)，并經(jīng)X002、X003反饋到PLC控制器。當(dāng)C237高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為I時(shí)，DHSCS將Y22置位輸出，同時(shí)DHSCR將Y023復(fù)位；當(dāng)C237高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為2時(shí)，DHSCS將Y023置位，同時(shí)DHSCR將Y024復(fù)位；當(dāng)C237高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為3時(shí)，DHSCS將Y024置位，同時(shí)DHSCR將Y022復(fù)位。此時(shí)由于Y022輸入到X004信號(hào)出現(xiàn)下降沿，PLC控制器執(zhí)行中斷程序1400將C237復(fù)位清零再返回主程序；C237再次計(jì)數(shù)。當(dāng)C237高速計(jì)數(shù)值為I時(shí)，DHSCS將Y022置位，同時(shí)DHSCR將Y024復(fù)位……以此循環(huán)。PLC控制器的Y022、Y023、Y024的輸出順序?yàn)?Y022 - Y022 / Y023 一 Y023 / Y024 一 Y024 / Y022 一 Y022 / Y023......通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，柴油機(jī)升速。YOOO輸出脈沖信號(hào)的同時(shí)，C238也開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)Y000輸出達(dá)到60個(gè)脈沖時(shí)，C238閉合，PLSY停止輸出脈沖。PLS控制線由斷到閉，M238輸出一個(gè)掃描周期脈沖，由于此時(shí)M140為閉合，INC指令使D50加I。CMP指令比較手輪位D40與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速位D50值，如果D40=D50則M141為1，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，調(diào)速程序停止，RST使C238復(fù)位清零；當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速位值D50小于手輪位值D40，則RST經(jīng)M131、C238觸點(diǎn)使C238復(fù)位清零，PLSY使Y000再次輸出脈沖信號(hào)，Y023、Y023、Y024還按照以上頻率和時(shí)序繼續(xù)輸出。直到C238再次計(jì)數(shù)為60，D50再次加I。經(jīng)過(guò)若干個(gè)循環(huán)使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速位值D50與手輪位值D40吻合，升速結(jié)束。
[0033]在降速時(shí)，D70=K3、D72=K2、D74=K2、D76=K1，D60在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速在8位以上時(shí)為 K28、8 位以下時(shí)為 K32，控制 Υ022、Υ023、Υ024 按 Υ022-Υ022/Υ024-Υ024/Υ023-Υ023/Υ022-Υ022/Υ024-Υ024/Υ023……時(shí)序輸出，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制柴油機(jī)減速。在減速階段，CMP指令當(dāng)D50>K7 (即柴油機(jī)轉(zhuǎn)速8位以上)時(shí)，使M172為1，P20子程序，將K28傳到D60，柴油機(jī)按28Hz速率降速；當(dāng)D50 < K7時(shí)，使M172為0，P20子程序?qū)32傳到D60，柴油機(jī)按32Hz速率降速。當(dāng)柴油機(jī)經(jīng)過(guò)由9位過(guò)渡到8位或以下時(shí)，M172由I轉(zhuǎn)變?yōu)?，PLS指令使M80輸出一個(gè)掃描周期，CALL指令控制線經(jīng)M142由斷轉(zhuǎn)到通，重新調(diào)用子程序P20，由于M172此時(shí)為0，MOV指令將K32傳到D60，實(shí)現(xiàn)降速頻率由28Hz向32Hz轉(zhuǎn)變。
[0034]在升速或柴油機(jī)保速時(shí)，受液力制動(dòng)保護(hù)X042與60°C水溫X037限制。當(dāng)液力制動(dòng)信號(hào)X042沒(méi)有輸入且換檔開(kāi)關(guān)不在O位(M4為I )，或者60°C水溫信號(hào)X037沒(méi)有輸入時(shí)，〇皿卩指令在確認(rèn)030>1(7(即手輪8位以上)時(shí)，使肌12為I。MOV指令將K7裝入D40，PLC控制器只確認(rèn)手輪為8位，CMP根據(jù)柴油機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速位D50值與手輪確認(rèn)位D40值(等于K7)控制M140、M141、M142動(dòng)作，分別實(shí)現(xiàn)升速、保速、降速控制，使柴油機(jī)通過(guò)調(diào)整保持在8位轉(zhuǎn)速。此階段由于手輪觸點(diǎn)位(D30值)與手輪實(shí)際確認(rèn)位(D40值)不相符，M131不能閉合，在調(diào)整轉(zhuǎn)速階段RST通過(guò)Ml12使C238復(fù)位清零。當(dāng)液力制動(dòng)結(jié)束且水溫大于60°C，M112斷開(kāi)，MOV指令將手輪觸點(diǎn)位(D30值)傳到手位確認(rèn)位(D40)，CMP指令根據(jù)D40與D50比較結(jié)束，將柴油機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整到手掄實(shí)際位置。為保證當(dāng)調(diào)速8位以上M131已經(jīng)為1，此時(shí)再出現(xiàn)以上液力制動(dòng)和水溫低于60°C工況，T202能夠動(dòng)作將K7傳遞到D40，T202控制線中設(shè)置了 M112，此時(shí)其閉合使T202動(dòng)作，經(jīng)M112常開(kāi)將K7傳遞到D40中。
`[0035]T202控制線中的M141和C238是為了保證，只有柴油機(jī)在一個(gè)調(diào)速過(guò)程結(jié)束或一個(gè)調(diào)速位調(diào)速過(guò)程結(jié)束后，新的司控器觸點(diǎn)位值(D30)才被允許確認(rèn)為司控器手輪位值(D40)，保證柴油機(jī)轉(zhuǎn)速與司控器位置能夠精確對(duì)應(yīng)；因?yàn)樗究仄鲃?dòng)作時(shí)，各觸點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)短時(shí)的開(kāi)斷，T202時(shí)間繼電器0.5S的延時(shí)值，是為了保證司控器停留在某一位置后，司控器觸點(diǎn)位方可確認(rèn)為手輪位。PlO子程序的控制線中M50、M51、M52、M53，M141和M116，是為了保證在機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器觸點(diǎn)位、機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器手輪確認(rèn)位和柴油機(jī)轉(zhuǎn)速位均為O時(shí)，將C237復(fù)位清O保證下次調(diào)速正常。
[0036]3、說(shuō)明
[0037]程序中的C238計(jì)數(shù)值K60是在機(jī)車(chē)安裝過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試所獲得的數(shù)值，在具體實(shí)施中根據(jù)所采用的扇形齒輪尺寸、步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)會(huì)有所改變，需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試；同時(shí)D60的裝入數(shù)值K28、K30和Κ32也要根據(jù)結(jié)構(gòu)和柴油機(jī)性能確定，以達(dá)到最佳的升、降速效
果O[0038]通過(guò)以上方案，可以在基本不改動(dòng)機(jī)車(chē)的情況下，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。不但使機(jī)車(chē)增加了達(dá)不到8位以上工作條件時(shí)，操縱手輪超過(guò)8位，柴油機(jī)8位保速功能；而且根據(jù)柴油機(jī)調(diào)速特性，使柴油機(jī)在高速區(qū)低速降速、在低速區(qū)高速降速，最大程度地保證柴油機(jī)工作平穩(wěn)。本方案用最小的投入使機(jī)車(chē)工作穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性得到很大的提高。由于沒(méi)有采用故障率高、價(jià)格昂貴的無(wú)級(jí)調(diào)速箱，全部功能都是通過(guò)機(jī)車(chē)自身的PLC控制器增加程序?qū)崿F(xiàn)，實(shí)現(xiàn)成本低，而且穩(wěn)定也是最好的。
[0039]通過(guò)在GK1型內(nèi)燃機(jī)車(chē)上進(jìn)行的試驗(yàn)，將機(jī)車(chē)由繼電器控制改為PLC控制器控制，順帶按以上方案實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。改裝完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，消除了機(jī)車(chē)調(diào)速游車(chē)現(xiàn)象，柴油機(jī)煙色質(zhì)量大大提高，油耗也必然會(huì)降低。
【權(quán)利要求】
1.一種利用PLC實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)車(chē)190型柴油機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的方法，硬件包括機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器、步進(jìn)電機(jī)、調(diào)速器、PLC控制器，其特征是:在調(diào)速器與步進(jìn)電機(jī)之間設(shè)置一個(gè)能夠?qū)⒉竭M(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)或角度擺動(dòng)，使之作用在調(diào)速?gòu)椈缮夏軌蚋淖兤鋸椓Φ臋C(jī)械裝置；將PLC控制器的三個(gè)輸出點(diǎn)輸出的三相脈沖信號(hào)，通過(guò)固態(tài)繼電器放大后直接作為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源；將機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器的四個(gè)調(diào)速觸點(diǎn)接到PLC控制器的輸入端，根據(jù)PLC控制器接收到的機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器四個(gè)調(diào)速觸點(diǎn)的開(kāi)閉情況，通過(guò)內(nèi)部程序進(jìn)行8421編碼，確認(rèn)機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器發(fā)出的指令位置；PLC控制器程序?qū)C(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器發(fā)出的指令位置與調(diào)速器當(dāng)前調(diào)整實(shí)際位置進(jìn)行比較，如果機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器指令位置大于當(dāng)前調(diào)整實(shí)際位置，程序控制PLC控制器通過(guò)a、b、c三個(gè)輸出點(diǎn)輸出三相升速脈沖，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，再通過(guò)調(diào)速器控制柴油機(jī)提速；如果機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器指令位置小于當(dāng)前調(diào)整實(shí)際位置，程序控制PLC控制器通過(guò)a、b、c三個(gè)輸出點(diǎn)輸出三相降速脈沖，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，再通過(guò)調(diào)速器控制柴油機(jī)降速；如果機(jī)車(chē)手輪式司機(jī)控制器指令位置等于當(dāng)前調(diào)整實(shí)際位置，程序控制PLC控制器的a、b、c三個(gè)輸出點(diǎn)停止輸出脈沖，并使最后的輸出信號(hào)保持長(zhǎng)通，使步進(jìn)電機(jī)停止并保持現(xiàn)有位置，柴油機(jī)調(diào)速位置得到保持。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用PLC實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)車(chē)190型柴油機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的方法，其特征是:在調(diào)速器與步進(jìn)電機(jī)之間設(shè)置的機(jī)械裝置為扇形齒輪、渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)或螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】F02D1/10GK103742271SQ201310713765
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】宮良?xì)J 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司