PLC技術(shù)在交流電力測功機(jī)中的運(yùn)用

趙民

摘要：測功機(jī)是動力傳動系統(tǒng)試驗(yàn)臺（包括發(fā)動機(jī)以及電機(jī)性能測試平臺等）中的核心裝置。傳統(tǒng)的水力測功機(jī)、機(jī)械摩擦測功機(jī)以及電渦流測功機(jī)都會在工作過程中產(chǎn)生大量的熱量并耗散，造成能量浪費(fèi)，而且需在測功機(jī)系統(tǒng)中配置散熱裝置。與傳統(tǒng)測功機(jī)相比，交流電力測功機(jī)在實(shí)現(xiàn)機(jī)械功率測量功能的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)能量回收，因此，交流電力測功機(jī)的應(yīng)用日趨普遍。交流電力測功機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)檢測在交流電力測功機(jī)管理與維修中具有重要地位，對提高交流電力測功機(jī)工作效率和可靠性、高效性、可維修性和經(jīng)濟(jì)性等方面起著極其重要的作用。交流電力測功機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)檢測是通過測量反映其運(yùn)行特征的參數(shù)信號并提取其征兆信息來預(yù)測和判定運(yùn)行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);交流電力;測功機(jī)

引言：在汽車發(fā)動機(jī)的研發(fā)、測試和生產(chǎn)中，發(fā)動機(jī)動力性能是極為重要的檢測項(xiàng)目，測功機(jī)是實(shí)現(xiàn)此測試要求的必需儀器?？晒┻x用的測功機(jī)類型較多，而合理的測功機(jī)選型是復(fù)雜的系統(tǒng)工程與極為重要的課題。本文通過介紹交流電力測功機(jī)的優(yōu)勢，提出了在發(fā)動機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃過程中，對交流電力測功機(jī)的關(guān)鍵部件、參數(shù)確定的建議，以便給發(fā)動機(jī)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃者提供參考。

1PLC技術(shù)

1.1技術(shù)基本情況

PLC技術(shù)，即可編輯邏輯控制器，會通過與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)以及通信技術(shù)的科學(xué)融合，達(dá)到不斷提升工業(yè)自動化生產(chǎn)質(zhì)量的效果，可實(shí)現(xiàn)對原有產(chǎn)品控制模式的切實(shí)優(yōu)化與完善，能夠?yàn)樽詣踊a(chǎn)品生產(chǎn)創(chuàng)造出更加有利的環(huán)境。目前PLC技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域得到大規(guī)模運(yùn)用，該項(xiàng)技術(shù)不僅在自動化產(chǎn)品中發(fā)揮出了良好效果，同時(shí)在其他控制問題方面也有著較為優(yōu)質(zhì)的表現(xiàn)，為工業(yè)領(lǐng)域控制功能提升提供了有利技術(shù)支持。就技術(shù)總體應(yīng)用情況來看，技術(shù)應(yīng)用安全性能極高，可實(shí)現(xiàn)對設(shè)備結(jié)構(gòu)的模塊化控制。隨著社會對于工業(yè)自動化產(chǎn)品要求的不斷提升，控制技術(shù)應(yīng)用也被提出了更高的要求。在此環(huán)境下需要進(jìn)一步加強(qiáng)對該項(xiàng)技術(shù)的研究與開發(fā)力度，要通過對技術(shù)的不斷優(yōu)化，達(dá)到滿足各項(xiàng)需求變化的效果。

1.2技術(shù)特點(diǎn)

技術(shù)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）功能較為完善。由于技術(shù)數(shù)據(jù)運(yùn)算能力以及邏輯處理能力較為理想，且經(jīng)過長時(shí)間研究與優(yōu)化，各種配套產(chǎn)品已經(jīng)變得更加成熟、多元，可在多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，能夠滿足工業(yè)自動化控制各項(xiàng)要求;（2）穩(wěn)定性較高。技術(shù)人員在實(shí)施PLC技術(shù)研發(fā)過程中，會通過對大規(guī)模集成電路的運(yùn)用，結(jié)合先進(jìn)制造工藝以及生產(chǎn)技術(shù)，展開整體技術(shù)設(shè)計(jì)，技術(shù)電路抗干擾能力較為理想，且因?yàn)榧夹g(shù)具備自動檢索硬件故障的功能，所以其能夠在系統(tǒng)發(fā)生問題時(shí)，及時(shí)做出反應(yīng)與預(yù)警，可為系統(tǒng)安全運(yùn)用提供可靠保障;（3）操作較為簡單。由于技術(shù)編程是按照梯形圖展開的，所以整體操作較為簡單，且直觀性特性較為明顯，操作人員很容易便能掌握技術(shù)具體應(yīng)用技巧。

2發(fā)動機(jī)測功機(jī)的選型方法

2.1測功機(jī)的功能

測功機(jī)主要用于測試發(fā)動機(jī)、電動機(jī)或動力系統(tǒng)的輸出功率，也可作為齒輪箱、減速機(jī)、變速箱測試的加載設(shè)備。在發(fā)動機(jī)實(shí)驗(yàn)室，測功機(jī)還可以測試發(fā)動機(jī)的性能。電力測功機(jī)還可以開展發(fā)動機(jī)排氣污染物（穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)）、機(jī)械損失功率（即倒拖）等測試。

2.2測功機(jī)選型的一般步驟

在發(fā)動機(jī)實(shí)驗(yàn)室測功機(jī)選型時(shí)，應(yīng)首先定位實(shí)驗(yàn)室功能和需求，結(jié)合各種類型測功機(jī)（如水力測功機(jī)、電渦流測功機(jī)、交流電力測功機(jī)等）的特點(diǎn)確定所選測功機(jī)類型。其次依據(jù)被測發(fā)動機(jī)性能參數(shù)值來參考確定測功機(jī)參數(shù)（如：轉(zhuǎn)速、功率、扭矩）。最后，需要對測功機(jī)關(guān)鍵部件、參數(shù)進(jìn)行確定。根據(jù)交流電力測功機(jī)的功能需求，需要確定的主要關(guān)鍵部件及其參數(shù)有：電機(jī)類型、轉(zhuǎn)速傳感器、扭矩傳感器和轉(zhuǎn)動慣量。

3交流傳動電力機(jī)車車網(wǎng)電壓不穩(wěn)定的原因

交流傳動電力機(jī)車是接觸網(wǎng)單相交流電壓通過牽引變壓器降壓以及整流器整流之間轉(zhuǎn)換為直流，在通過直流中間環(huán)節(jié)以及逆變器的變換成頻率、電壓可調(diào)進(jìn)行一個(gè)三相交流處理，達(dá)到向交流電動機(jī)供電機(jī)車的作用。通過研究可以發(fā)現(xiàn)電壓不穩(wěn)定主要是在各種因素的共同作用之下導(dǎo)致的，其主要的因素具體如下：第一，在環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等角度進(jìn)行處理，導(dǎo)致輸電設(shè)備的強(qiáng)度與極限值接近。第二，并聯(lián)電容無功補(bǔ)償出現(xiàn)了大量增加，導(dǎo)致在電壓呈現(xiàn)下降問題，電網(wǎng)提供的無功功率呈現(xiàn)通過電壓平方的方式進(jìn)行下降。第三，線路以及設(shè)備在進(jìn)行投切處理中，誘發(fā)了電壓失穩(wěn)等問題。基于物理的角度分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，主要就是因?yàn)橄到y(tǒng)中功率平衡等問題影響，電力系統(tǒng)是關(guān)鍵的因素，其充分維持了系統(tǒng)的平衡性。電壓不穩(wěn)定一般就是負(fù)荷母線節(jié)點(diǎn)功率出現(xiàn)了失衡等問題。在節(jié)點(diǎn)的無功功率以及負(fù)荷消耗之間的無功功率可以實(shí)現(xiàn)平衡的狀態(tài)，且其平衡點(diǎn)具有抑制擾動的作用，可以充分滿足母線電壓能的狀態(tài)中，則可以保障電壓的穩(wěn)定性;反之則導(dǎo)致系統(tǒng)電壓下降，進(jìn)而造成電壓崩潰的問題。在系統(tǒng)出現(xiàn)擾動問題的時(shí)候，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)功率出現(xiàn)了不平衡的問題，其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)的功率出現(xiàn)不平衡問題都會造成節(jié)點(diǎn)電壓出現(xiàn)變化，造成相位以及幅值的變化。而在節(jié)點(diǎn)電壓以及其相位的運(yùn)動呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)中，則可以提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4機(jī)電控制設(shè)備內(nèi)PLC技術(shù)的具體運(yùn)用

4.1基礎(chǔ)控制系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)用

在基礎(chǔ)控制系統(tǒng)內(nèi)使用PLC技術(shù)時(shí)，先應(yīng)當(dāng)制定應(yīng)用計(jì)劃，在設(shè)計(jì)過程，應(yīng)全面考量各項(xiàng)影響PLC系統(tǒng)用在基礎(chǔ)控制系統(tǒng)內(nèi)的要素，例如電氣裝置型號尺寸、所要使用的通訊數(shù)據(jù)種類、電氣裝置的數(shù)量和PLC統(tǒng)等因素，在全面掌握這些情況后，再由此進(jìn)行圖紙規(guī)劃，完善PLC技術(shù)于基礎(chǔ)控制系統(tǒng)內(nèi)的使用。

4.2故障排查

在機(jī)電控制設(shè)備內(nèi)使用PLC技術(shù)時(shí)，PLC技術(shù)將實(shí)時(shí)檢測各機(jī)電裝備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并形成數(shù)據(jù)傳送給管理者，管理者可以按照相關(guān)信息情況判定目前各機(jī)電裝備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)其中某一電氣裝置產(chǎn)生異常時(shí)，PLC技術(shù)將傳出警報(bào)，提醒管理者對PLC管控下的各電氣裝備展開檢查與維修，而利用PLC技術(shù)反饋的各機(jī)電裝備運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，管理者可以快速排查找出產(chǎn)生故障的設(shè)備加以修理。所以，采用PLC技術(shù)在支持查找系統(tǒng)異常方面存在較大作用，依靠PLC技術(shù)可以縮短機(jī)電裝備故障檢修周期，提高產(chǎn)品檢修效率及效果。

5PLC技術(shù)發(fā)展趨勢

（1）控制技術(shù)會朝向多層面方向進(jìn)行發(fā)展。隨著該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷拓展，技術(shù)使用也正在向多方面延伸，應(yīng)用類別變得更加多元，在功能、設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品等層面使用呈現(xiàn)出明顯增加趨勢，對社會市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了積極影響;（2）技術(shù)在設(shè)備儲備中的應(yīng)用價(jià)值會變得更加突出，技術(shù)運(yùn)算也會在高速度以及大容量綜合發(fā)展趨勢的影響下，變得更加高效，會為技術(shù)在工業(yè)自動化生產(chǎn)領(lǐng)域中的深入性應(yīng)用提供可靠技術(shù)保障;（3）梯形圖語言將成為今后技術(shù)元件主要編程語言模式，編程語言會變得更加高級，會朝向高級化以及多樣化方向進(jìn)行發(fā)展，技術(shù)應(yīng)用會變得更加理想。

結(jié)束語：經(jīng)過上述分析能夠發(fā)現(xiàn)，PLC技術(shù)針對整個(gè)機(jī)電控制器的關(guān)鍵性，PLC技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與智能化科技，可以對機(jī)電設(shè)施以及關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)線進(jìn)行穩(wěn)定管理，正是由于PLC技術(shù)的優(yōu)越性，其在機(jī)電生產(chǎn)方面使用非常普遍，為加快機(jī)電行業(yè)的發(fā)展步伐，需要深入探究與優(yōu)化PLC系統(tǒng)，使之可以不斷提高各種性能，為機(jī)電企業(yè)創(chuàng)造大量經(jīng)濟(jì)利益。

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