葉國印+燕昭陽
摘 要:隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,我國汽車行業(yè)發(fā)展迅速,國民汽車持有總量逐年上漲,目前我國已然躋身世界汽車大國和汽車制造大國行列。發(fā)動機(jī)作為汽車的核心元件,在發(fā)動機(jī)研發(fā)及出廠使用過程中,均必須通過相應(yīng)的發(fā)動機(jī)試驗(yàn),對發(fā)動機(jī)的性能、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行檢測。傳統(tǒng)模式下,發(fā)動機(jī)試驗(yàn)臺架由繼電器控制系統(tǒng)控制,受技術(shù)因素限制,客觀存在著可靠性差、電力復(fù)雜、故障診斷困難等問題,不便于發(fā)動機(jī)試驗(yàn)的良性操作。筆者即從電噴發(fā)發(fā)動機(jī)試驗(yàn)臺架入手,就一種基于PLC的控制系統(tǒng),發(fā)表幾點(diǎn)看法,以供相關(guān)人員參考。
關(guān)鍵詞:PLC;發(fā)動機(jī)試驗(yàn);試驗(yàn)臺架;控制系統(tǒng)
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.131
近幾年,我國汽車行業(yè)發(fā)展迅速,無論是國民汽車持有量還是汽車制造能力,均得到了長足的發(fā)展和提高,相應(yīng)提高了對于發(fā)動機(jī)試驗(yàn)實(shí)效性的實(shí)際要求。發(fā)動機(jī)試驗(yàn)具體是指針對發(fā)動機(jī)運(yùn)行性能、運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考核的試驗(yàn),是發(fā)動機(jī)研發(fā)和制造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。試驗(yàn)臺架則是發(fā)動機(jī)試驗(yàn)的主要載體,負(fù)責(zé)各項性能測試的實(shí)施和開展。目前,我國多數(shù)試驗(yàn)臺架采用繼電器控制系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)控制,受技術(shù)因素限制,發(fā)動機(jī)試驗(yàn)科學(xué)性和實(shí)效性得不到應(yīng)有的保障,客觀存在著設(shè)備故障率高、自動化水平低、可靠性差等問題,亟需進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn),以滿足我國汽車行業(yè)的實(shí)際發(fā)展需求。本文即對一種以PLC為基礎(chǔ)的試驗(yàn)臺架控制系統(tǒng),進(jìn)行了分析和探討,具體內(nèi)容如下:
1 控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)分析
根據(jù)發(fā)動機(jī)試驗(yàn)基本要求和試驗(yàn)臺架一般性結(jié)構(gòu),本文涉及的發(fā)動機(jī)試驗(yàn)臺架主要由啟動系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、進(jìn)水系統(tǒng)、電子控制單元、供油系統(tǒng)、以及PLC控制系統(tǒng)構(gòu)成。從發(fā)動機(jī)試驗(yàn)操作實(shí)踐的角度分析,PLC控制系統(tǒng)需滿足以下幾點(diǎn)試驗(yàn)控制要求:一,為發(fā)動機(jī)性能試驗(yàn)提供燃油和冷卻液;二,發(fā)動機(jī)性能控制開始時,控制發(fā)動機(jī)啟動并使其空轉(zhuǎn);三,如試驗(yàn)過程中出現(xiàn)故障,需緊急停止后續(xù)試驗(yàn);四,實(shí)時顯示發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力、水溫和轉(zhuǎn)速信息;五,試驗(yàn)完成后,控制冷卻液自動排空;六,針對試驗(yàn)過程中所有的異常情況進(jìn)行報警。
對于本文涉及的試驗(yàn)臺架自動控制系統(tǒng)而言,PLC(可編程邏輯控制器)是其絕對的控制核心。在試驗(yàn)臺架正常工作過程中,PLC要同時完成發(fā)動機(jī)試驗(yàn)控制和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸兩項工作。發(fā)動機(jī)試驗(yàn)控制過程,由PLC接收各類輸入信號,如傳感器信號、開關(guān)量信號等,并根據(jù)內(nèi)部既有程序,對相關(guān)控制電氣元件下達(dá)指令,控制真空泵、起動機(jī)、注水泵等部件動作,從而完成對各個試驗(yàn)環(huán)節(jié)的自動控制;數(shù)據(jù)通信過程,同樣以PLC為核心,主要負(fù)責(zé)各項試驗(yàn)觀察參數(shù)的實(shí)時傳輸,并在顯示器一端進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示,以便于操作人員觀察和控制調(diào)整。
2 PLC選型及I/O地址分配分析
2.1 PLC選型分析
PLC(Programmable Logic Controllrer)可編程邏輯控制器,其本質(zhì)是一種具有編程功能的存儲器,可根據(jù)其內(nèi)部存儲程序,進(jìn)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)循序控制、計數(shù)、定時等操作功能。
PLC型號的選擇和確定,應(yīng)以及試驗(yàn)臺架設(shè)計要求為基準(zhǔn),綜合輸入點(diǎn)、輸出點(diǎn)、以及試驗(yàn)臺架內(nèi)的繼電器數(shù)量進(jìn)行確認(rèn),以確保PLC選型的科學(xué)性和適應(yīng)性。以某發(fā)動機(jī)試驗(yàn)臺架為例,其控制系統(tǒng)共有5個輸入按鈕、4個開關(guān)量以及2個傳感器信號。輸出部分共有8個指示燈和5個繼電器。針對這種情況,選擇功能合適的小型可編程控制器,即可滿足試驗(yàn)臺架的自動控制要求。
2.2 I/O地址分配分析
PLC相關(guān)I/O分配工作,需依據(jù)系統(tǒng)實(shí)際控制要求和控制對象基本特點(diǎn)進(jìn)行。對于發(fā)動機(jī)試驗(yàn)臺架PLC自動控制系統(tǒng)而言,直接將電氣設(shè)備與對應(yīng)的I/O輸入輸出相連,即可達(dá)到系統(tǒng)檢測和自動控制的實(shí)際要求。
2.3 PLC對應(yīng)的輸入/輸出端連接分析
確定I/O地址分配模式,并完成相應(yīng)的I/O地址分配之后,就可以進(jìn)行相應(yīng)的PLC硬件設(shè)計工作。
3 PLC程序設(shè)計分析
3.1 PLC控制流程設(shè)計
PLC控制流程設(shè)計是PLC程序設(shè)計的重要組成部分,在設(shè)計實(shí)施階段,設(shè)計人員需嚴(yán)格遵照發(fā)動機(jī)試驗(yàn)需求進(jìn)行,以確保流程設(shè)計的科學(xué)性和有效性。通常來說,PLC控制流程包含以下幾個步驟:一,試驗(yàn)開始階段,向發(fā)動機(jī)中注入冷卻液,同時供油啟動發(fā)動機(jī);二,試驗(yàn)過程中,采集發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù),并對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和判斷,驗(yàn)證發(fā)動機(jī)運(yùn)行性能是否合格;三,試驗(yàn)結(jié)束,停止試驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行,自動排空發(fā)動機(jī)內(nèi)冷卻液。同時,需負(fù)責(zé)冷卻液注入量、注水管路通暢性的控制和檢查。
3.2 PLC梯形圖設(shè)計分析
繼電器電路梯形圖繪制工作,直接影響著PLC控制的整體性能。在實(shí)際操作過程中,設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)I/O地址分配情況和系統(tǒng)控制要求,進(jìn)行PLC控制梯形圖的繪制,以確保系統(tǒng)控制功能的正常實(shí)現(xiàn)。
4 結(jié)語
綜上所述,傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)試驗(yàn)臺架多數(shù)采用繼電器控制系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)控制,受技術(shù)因素限制,客觀存在著可靠性差、易發(fā)生設(shè)備故障等問題。本文提出的PLC自動系統(tǒng),可根據(jù)PLC內(nèi)部程序,完成對發(fā)動機(jī)試驗(yàn)整個過程的自動控制,具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、動態(tài)特性好等優(yōu)點(diǎn),具有較高應(yīng)用推廣價值。
參考文獻(xiàn):
[1]毛開清,呂林,晏根等.基于PLC的發(fā)動機(jī)試驗(yàn)臺架供油監(jiān)控系統(tǒng)[J].自動化應(yīng)用,2014(10).
[2]孫茂軍.汽車機(jī)械變速器動力性能試驗(yàn)臺的研究[D].武漢理工大學(xué),2013.
[3]張申祥,王善強(qiáng),丁磊等.發(fā)動機(jī)試驗(yàn)臺架油耗測量系統(tǒng)誤差淺析[J].汽車實(shí)用技術(shù),2016(04).
[4]張惜輝,孫瑞,肖明偉等.發(fā)動機(jī)試驗(yàn)臺架聯(lián)軸器的安裝和調(diào)試[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2013(12).
[5]劉占峰,劉建江,宋力等.DA462發(fā)動機(jī)試驗(yàn)臺架研制與教學(xué)實(shí)踐[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2011(03).endprint