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時(shí)間：2023-03-22 17:44:03
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因此，根據(jù)實(shí)際需求，在客廳配置控制面板1，在原有照明控制開關(guān)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。控制面板主要配置:客廳射燈、燈帶、主照明燈開關(guān)、餐廳燈帶、門廳照明燈開關(guān)、主臥照明燈控制按鈕、書房照明燈控制按鈕、防盜控制開關(guān)、鬧鈴控制開關(guān)。上述設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)主人在離開客廳時(shí)開啟主臥或書房的照明燈，關(guān)閉客廳照明燈。在書房門旁4配置主臥燈控制按鈕、書房燈控制按鈕，主人在書房完成工作后，開啟主臥照明燈，關(guān)閉書房照明燈，進(jìn)入主臥室。主臥門旁和床頭配置照明燈控制按鈕5，在臥室內(nèi)對(duì)照明燈進(jìn)行開、關(guān)控制。
在廚房配置燃?xì)庑孤z測(cè)開關(guān)2，檢測(cè)到泄漏信號(hào)進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警設(shè)計(jì)為鈴聲報(bào)警10秒。在次臥配置床頭求助按鈕3，當(dāng)家中有臥床老人時(shí)，通過(guò)按鈕進(jìn)行鈴聲求助;對(duì)于家中有幼兒的，也可改為夜晚被子未蓋好的檢測(cè)信號(hào)，如被子偏離位置過(guò)大，檢測(cè)開關(guān)則進(jìn)行鈴聲求助。
在入戶門、陽(yáng)臺(tái)、各個(gè)窗戶上安裝檢測(cè)開關(guān)，在主人入睡后啟動(dòng)午夜時(shí)段報(bào)警，當(dāng)有人非正常從門、窗進(jìn)入時(shí)啟動(dòng)防盜10秒報(bào)警;在主人離家時(shí)，合上客廳控制面板上的防盜控制開關(guān)，10分鐘后啟動(dòng)防盜報(bào)警程序，報(bào)警設(shè)計(jì)為鈴聲報(bào)警10秒。
在主人上班或孩子上學(xué)期間，合上客廳控制面板上的鬧鈴控制開關(guān)，通過(guò)手機(jī)與LOGO!通訊軟件或LOGO!操作鍵設(shè)定早晨起床時(shí)間和午休起床時(shí)間，進(jìn)行5秒鐘鈴聲叫醒服務(wù)。
設(shè)計(jì)部分插座具有現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)與遠(yuǎn)程自動(dòng)通電控制功能，利用手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，比如在廚房設(shè)計(jì)帶旁通開關(guān)控制的插座，節(jié)假日主人在家，合上開關(guān)利用該插座插上電飯煲進(jìn)行煮飯。在上班時(shí)間，斷開該開關(guān)，利用LOGO!的輸出二端點(diǎn)與此控制開關(guān)二端點(diǎn)并聯(lián)，淘好米放入電飯鍋后加入適量水，把電飯鍋插在該插座上，快下班時(shí)，主人可通過(guò)手機(jī)與LO-GO!通訊，控制LOGO!的輸出進(jìn)而控制此插座通電進(jìn)行煮飯。
2家用電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)產(chǎn)品功能介紹，該款家用多功能安防與電氣控制系統(tǒng)需要8路數(shù)字量輸入和三路數(shù)字量輸出。系統(tǒng)控制器采用西門子LOGO!230RC控制器，控制器有8個(gè)數(shù)字量輸入4個(gè)數(shù)字量輸出。根據(jù)客戶定制需求，可選用擴(kuò)展模塊采用一個(gè)LOGO!DM8/24R(四個(gè)數(shù)字量輸入端口，四個(gè)數(shù)字量輸出端口)。系統(tǒng)數(shù)字量輸入資源分配為:I1主臥按鈕，客廳、書房、主臥等處四個(gè)主臥按鈕并聯(lián)后接入，單次操作為開主臥照明燈，雙次操作為關(guān)主臥照明燈;I2書房按鈕，客廳、書房二個(gè)主臥按鈕并聯(lián)后接入，單次操作為開書房照明燈，雙次操作為關(guān)書房照明燈;I3次臥床頭求助按鈕或蓋被檢測(cè)拉線開關(guān)，有信號(hào)時(shí)進(jìn)行3秒求助鈴聲報(bào)警;I4燃?xì)鈾z測(cè)開關(guān)，有信號(hào)時(shí)進(jìn)行10秒鈴聲報(bào)警，通過(guò)手機(jī)可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、信息查詢;I5防盜檢測(cè)，門、窗等處七個(gè)檢測(cè)開關(guān)并聯(lián)后接入，有信號(hào)時(shí)進(jìn)行10秒鈴聲報(bào)警，通過(guò)手機(jī)可遠(yuǎn)程進(jìn)行信息監(jiān)控查詢;I6鬧鈴開關(guān)，有信號(hào)且達(dá)到設(shè)定時(shí)間則進(jìn)行5秒叫醒鬧鈴服務(wù);I7與I8防盜開關(guān)，I7有信號(hào)則進(jìn)行時(shí)段報(bào)警，即主人入睡后當(dāng)I5防盜檢測(cè)到信號(hào)則進(jìn)行10秒鈴聲報(bào)警，I8有信號(hào)則進(jìn)行全天候報(bào)警，當(dāng)I5防盜檢測(cè)到信號(hào)則進(jìn)行10秒鈴聲報(bào)警，報(bào)警信息通過(guò)手機(jī)可遠(yuǎn)程監(jiān)控、查詢，當(dāng)I7與I8均有信號(hào)時(shí)，具有時(shí)段報(bào)警與全天候報(bào)警功能。系統(tǒng)數(shù)字量輸出資源分配為:Q1主臥照明燈控制，Q2書房照明燈控制，Q3鈴聲控制，Q4插座控制。
3家用電氣控制系統(tǒng)調(diào)試
(1)主臥與書房照明燈異地控制，采用單次按鈕接通為開啟照明燈，雙次按鈕接通為關(guān)閉照明燈。
(2)次臥床頭求助按鈕3，當(dāng)家中有臥床老人時(shí)，通過(guò)按鈕進(jìn)行3秒鈴聲求助;對(duì)于家中有幼兒的，也可改為夜晚被子未蓋好的檢測(cè)信號(hào)，如被子偏離位置過(guò)大，檢測(cè)開關(guān)則動(dòng)作，進(jìn)行3秒鈴聲求助。
(3)廚房燃?xì)庑孤z測(cè)，檢測(cè)到泄漏信號(hào)進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警設(shè)計(jì)為鈴聲報(bào)警10秒。采用LOGO!0BA7模塊，通過(guò)通訊主人可以利用手機(jī)遠(yuǎn)程進(jìn)行信息查詢。
(4)門窗檢測(cè)開關(guān)，在主人入睡后啟動(dòng)午夜時(shí)段報(bào)警，當(dāng)有人非正常從門、窗進(jìn)入時(shí)啟動(dòng)防盜10秒報(bào)警;在主人離家時(shí)，合上客廳控制面板上的防盜控制開關(guān)，10分鐘后啟動(dòng)防盜報(bào)警程序，報(bào)警設(shè)計(jì)為鈴聲報(bào)警10秒。采用LOGO!0BA7模塊，通過(guò)通訊主人可以利用手機(jī)遠(yuǎn)程進(jìn)行信息查詢。
(5)合上鬧鈴控制開關(guān)，通過(guò)手機(jī)與LOGO!0BA7模塊通訊軟件或LOGO!操作鍵設(shè)定早晨起床時(shí)間和午休起床時(shí)間，進(jìn)行5秒鐘鈴聲叫醒服務(wù)。
(6)廚房安裝旁通開關(guān)控制插座，旁通開關(guān)斷開時(shí)，插座受LOGO!的輸出控制，程序采用利用存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)大于某數(shù)據(jù)時(shí)LOGO!產(chǎn)生輸出信號(hào)接通插座通電，根據(jù)實(shí)際情況確定通電一段時(shí)間后自動(dòng)修改存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)，使插座斷電，以防電器通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)產(chǎn)生安全事故。如，電飯鍋由于使用年限較長(zhǎng)，飯煮好后不能自動(dòng)斷電，長(zhǎng)時(shí)間通電引起電飯鍋導(dǎo)線過(guò)熱絕緣損壞，很容易造成火災(zāi)。主人可通過(guò)手機(jī)與LOGO!通訊，改寫存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)，進(jìn)而達(dá)到控制LOGO!的輸出使插座通電。
通用化指的就是制定的線路設(shè)計(jì)方案，可以使生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備加工不同性質(zhì)對(duì)象。所以，在電氣控制線路設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要盡可能選擇滿足設(shè)計(jì)要求，并且在實(shí)踐活動(dòng)中可以普遍運(yùn)用的線路設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而符合生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備、工藝等方面的要求，保證電氣控制線路設(shè)計(jì)工作的有序完成。
1.2線路設(shè)計(jì)控制電路電源可靠性原則
電路電源是電氣控制工程中確保機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)與前提，一定要予以高度重視。在進(jìn)行線路設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要對(duì)配電方案、接地回路、線路布局等因素進(jìn)行全面的考慮，確保電路電源負(fù)載處在標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)。與此同時(shí)，一定要加強(qiáng)控制系統(tǒng)各電路的設(shè)置，避免其互相影響，并且，防止出現(xiàn)振蘊(yùn)、電路過(guò)熱等問(wèn)題。除此之外，當(dāng)線路控制非常簡(jiǎn)單的時(shí)候，可以選擇電網(wǎng)電源；當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化程度比較高的時(shí)候，可以選擇直流電源。
2強(qiáng)化電氣控制線路設(shè)計(jì)的策略
2.1盡可能減少連接導(dǎo)線
在設(shè)計(jì)電氣控制線路的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員一定要充分考慮各元器件的位置設(shè)定，盡可能減少配線連接導(dǎo)線。如圖1（a）所示線路連接是不合理的，主要原因就是，一般按鈕是安裝在操作臺(tái)上的，而接觸器是安裝在電氣柜中的，也就是說(shuō)，在設(shè)計(jì)控制線路的時(shí)候，需要從電氣柜中二次引出連接導(dǎo)線，使其和操作臺(tái)進(jìn)行連接，所以，一般而言，均是將啟動(dòng)按鈕和停止按鈕進(jìn)行直接相連，這樣就可以減少一次引出連接導(dǎo)線。如圖1（b）所示線路連接是合理的。
2.2確保連接電器的線圈正確
一般而言，電壓線圈是禁止串聯(lián)使用的，如圖2（a）所示線路連接是不正確的，主要原因就是，其阻抗不相同，進(jìn)而非常容易導(dǎo)致出現(xiàn)兩個(gè)線圈電壓分配不均衡的現(xiàn)象。盡管兩個(gè)線圈型號(hào)一致，外加電壓是其額定電壓之和，那也線路也不可以進(jìn)行這樣的連接，因?yàn)椴还苁侨绾芜B接導(dǎo)線，所有電器動(dòng)作總是存在著先后之分，而當(dāng)其中一個(gè)接觸器動(dòng)作的時(shí)候，其線圈阻抗就會(huì)逐漸增加，進(jìn)而造成該線圈的電壓也隨之增加，進(jìn)而出現(xiàn)另一個(gè)接觸器無(wú)法吸合的情況，出現(xiàn)線圈被燒壞的問(wèn)題。如果是兩個(gè)電感量相差較大的電器線圈，也是不可以進(jìn)行并聯(lián)的。如圖2（b）所示的直流電磁鐵YA、繼電器KA并聯(lián)，在此連接形式下，接通電源之后，能夠進(jìn)行正常運(yùn)行，但是切斷電源之后，就會(huì)因?yàn)殡姶盆F線圈電感量大于繼電器線圈電感量，出現(xiàn)繼電器電感量釋放快的情況，但是電磁鐵線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)就會(huì)致使繼電器出現(xiàn)吸合現(xiàn)象，導(dǎo)致繼電器出現(xiàn)誤動(dòng)作。如圖2（c）所示線路連接是正確的。
USB2.0設(shè)備連接到主機(jī)后，主機(jī)給設(shè)備供電并發(fā)送復(fù)位信號(hào)復(fù)位設(shè)備，之后設(shè)備進(jìn)入全速模式工作，由圖2所示在fullspeed狀態(tài)檢測(cè)到SE0(linestate[1:0]=00)持續(xù)2.5μs后,高速握手開始，設(shè)備控制器進(jìn)入sendchirp狀態(tài)，設(shè)備向主機(jī)發(fā)送一個(gè)持續(xù)時(shí)間大于1ms的K(linestate[1:0]=01)信號(hào)以檢測(cè)主機(jī)是否支持高速模式。設(shè)備進(jìn)入recvchirp狀態(tài)并準(zhǔn)備接收來(lái)自主機(jī)的JK序列。主機(jī)支持高速并檢測(cè)到K之后，向設(shè)備發(fā)送JKJKJK序列以檢測(cè)設(shè)備是否支持高速模式。設(shè)備控制器在recvchirp狀態(tài)成功檢測(cè)到3對(duì)JK序列后高速握手成功，進(jìn)入到highspeed模式工作；否則，設(shè)備以全速模式工作。
2設(shè)備掛起
根據(jù)USB2.0協(xié)議，為了減小功耗，當(dāng)總線3ms沒(méi)有動(dòng)作時(shí)，設(shè)備需進(jìn)入掛起（suspend）狀態(tài)，設(shè)備在掛起狀態(tài)只能消耗小于500μA的電流，并且進(jìn)入掛起后設(shè)備需要保留原來(lái)的狀態(tài)。(1)全速模式掛起:檢測(cè)到總線狀態(tài)為SE0達(dá)到3ms，設(shè)備從fullspeed狀態(tài)進(jìn)入suspend狀態(tài)。(2)高速模式掛起：設(shè)備工作在高速模式時(shí)，由于高速?gòu)?fù)位和高速掛起都是發(fā)送一個(gè)大于3ms的總線空閑信號(hào)，因此設(shè)備需要區(qū)分這兩個(gè)事件。如圖2，處于highspeed狀態(tài)時(shí)，設(shè)備檢測(cè)到總線空閑(SE0)3ms，進(jìn)入hsrevert狀態(tài)。之后檢測(cè)總線狀態(tài)不為SE0，此后設(shè)備掛起。假如在hsrevert狀態(tài)后還檢測(cè)到SE0持續(xù)100μs,則判斷為高速?gòu)?fù)位，clrtimer2=1。設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)換到sendchirp狀態(tài)，開始設(shè)備的高速握手。
3掛起恢復(fù)
設(shè)備處于掛起狀態(tài)時(shí)，在它的上行口接收到任何非空閑信號(hào)時(shí)可以使設(shè)備恢復(fù)工作[5]。(1)全速掛起恢復(fù)：設(shè)備從掛起狀態(tài)起檢測(cè)到的不是持續(xù)的J，則恢復(fù)到fullspeed狀態(tài)，以全速模式工作。(2)高速掛起恢復(fù)：掛起時(shí)保留著高速連接狀態(tài)，highspeed=1且hssupport=1,掛起恢復(fù)需要判斷是由總線動(dòng)作引起還是系統(tǒng)復(fù)位引起。設(shè)備中測(cè)到總線狀態(tài)為SE0，說(shuō)明是由復(fù)位引起的掛起恢復(fù)，設(shè)備狀態(tài)進(jìn)入sus-preset，然后檢測(cè)到SE0持續(xù)2.5μs后，進(jìn)入高速握手過(guò)程sendchirp狀態(tài)；反之，檢測(cè)到掛起恢復(fù)信號(hào)K，則設(shè)備從掛起恢復(fù)到高速模式。
4復(fù)位檢測(cè)
集線器通過(guò)在端口驅(qū)動(dòng)一個(gè)SE0狀態(tài)向所連接的USB設(shè)備發(fā)出復(fù)位信號(hào)。復(fù)位操作可以通過(guò)USB系統(tǒng)軟件驅(qū)動(dòng)集線器端口發(fā)出復(fù)位信號(hào),也可以在設(shè)備端RE-SET信號(hào)置1，進(jìn)行硬件復(fù)位。(1)設(shè)備是從掛起狀態(tài)復(fù)位：在suspend狀態(tài)檢測(cè)到SE0時(shí)，設(shè)備跳轉(zhuǎn)到suspreset狀態(tài)，檢測(cè)總線狀態(tài)為超過(guò)2.5μs的SE0后設(shè)備啟動(dòng)高速握手檢測(cè)，即進(jìn)入sendchirp狀態(tài)。(2)設(shè)備從非掛起的全速狀態(tài)復(fù)位：設(shè)備在檢測(cè)到2.5μs<T<3.0ms的SE0狀態(tài)后啟動(dòng)高速握手檢測(cè)。硬件縱橫HardwareTechnique(3)設(shè)備從非掛起的高速狀態(tài)復(fù)位：設(shè)備在high-speed狀態(tài)檢測(cè)到總線上持續(xù)時(shí)間3.0ms的SE0后，設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)換到hsrevert，以移除高速終端并重連D+的上拉電阻，此時(shí)為全速連接狀態(tài)；之后設(shè)備需要在100μs<T<875μs的時(shí)間內(nèi)采樣總線狀態(tài),檢測(cè)到SE0持續(xù)2.5μs后，進(jìn)入sendchirp狀態(tài)，開始高速握手過(guò)程。
說(shuō)明：本文的控制系統(tǒng)采用FANUC-0i-mate-MD系統(tǒng)[1]，以一泵雙閥在機(jī)床冷卻和沖屑中的應(yīng)用為例進(jìn)行說(shuō)明。首先，明確控制邏輯。那么針對(duì)一泵雙閥的控制模式，可以進(jìn)行如下邏輯控制：即，通過(guò)PLC的輸入點(diǎn)控制PLC輸出點(diǎn)，PLC輸出點(diǎn)控制泵的繼電器和閥的繼電器，通過(guò)泵的繼電器控制泵的啟停，通過(guò)閥的繼電器控制閥的通斷，通過(guò)泵的啟停與閥的通斷配合，實(shí)現(xiàn)功能切換。
PLC的編制
由于為了降低成本，機(jī)床廠家選擇的泵一般泵都不具有溢流功能，所以泵和電磁閥的配合顯得尤為重要，否則可能造成電機(jī)的損毀。如何才能保證合適的時(shí)序配合？首先，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候電磁閥必須有一個(gè)打開，由于電機(jī)功率或者流量的限制，而且冷卻和沖屑不能同時(shí)打開，所以這就要求不管是使用冷卻功能還是沖屑功能，在泵啟動(dòng)之前，電磁閥應(yīng)該先打開，在泵關(guān)閉之前，電磁閥不能先關(guān)閉，以保證泵的安全，及泵出水口與閥之間管路不承受大的壓力而且在使用一個(gè)功能前必須保證另一個(gè)功能是關(guān)閉的，并且為了避免操作上的混亂，各自的功能的通斷只能通過(guò)各自的按鍵或者M(jìn)代碼控制，不做交叉控制處理。
一． 拖體絞車功能設(shè)計(jì)需求
在拖曳式多參數(shù)剖面測(cè)量系統(tǒng)的定型研制中，為滿足系統(tǒng)整體小型化安裝和使用的需要，拖體絞車采用了雙層導(dǎo)流套排纜的設(shè)計(jì)方式，提出了對(duì)絞車實(shí)時(shí)的張力、纜長(zhǎng)和纜速等信號(hào)進(jìn)行的測(cè)量顯示的要求，并要提供和上位機(jī)的數(shù)據(jù)通信功能，以便系統(tǒng)總控軟件對(duì)絞車的狀態(tài)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和采集。本電氣控制設(shè)計(jì)主要通過(guò)PLC的模塊化功能設(shè)計(jì)，保證了絞車所需功能的實(shí)現(xiàn)。
二． 絞車的基本電氣控制特性
拖體絞車采用了SEW變頻電機(jī)和變頻控制器。SEW電機(jī)具有變速穩(wěn)定、噪聲小、體積緊湊等優(yōu)點(diǎn)，特別是減速機(jī)的工藝水平和齊全的型號(hào)滿足了多領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
在電氣控制功能方面，SEW電機(jī)可以采用專用的變頻器控制，也可采用第三方的變頻控制設(shè)備。SEW的變頻器附帶有專用的配置軟件，多樣的控制連接總線，便于構(gòu)成多電機(jī)系統(tǒng)或者復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。絞車電機(jī)的工作參數(shù)可以通過(guò)變頻器擴(kuò)展面板或者上位機(jī)的配置軟件來(lái)連線進(jìn)行。
根據(jù)絞車工作基本需求，在絞車控制柜面板上設(shè)置正、反轉(zhuǎn)，變速調(diào)節(jié)，緊急停車等控制按鈕，另外根據(jù)人性化的工作需要，對(duì)電源連接和系統(tǒng)功能正常設(shè)置監(jiān)視燈，以便于操作人員及時(shí)了解絞車的工作狀態(tài)，分析解除系統(tǒng)故障。
三． 絞車的擴(kuò)展電氣控制功能
絞車設(shè)備中為采集收放纜長(zhǎng)度以及拖纜所受張力的信息，添加了纜長(zhǎng)測(cè)試單元和力傳感器。針對(duì)絞車的雙層排纜結(jié)構(gòu)和力傳感器安裝特性，傳感器數(shù)據(jù)的修正和放纜狀態(tài)相互關(guān)聯(lián)。由此設(shè)計(jì)了纜長(zhǎng)和張力的采集和自動(dòng)修正程序，保證了絞車參數(shù)的準(zhǔn)確可靠性，滿足設(shè)備正常工作需要。
1、纜長(zhǎng)和纜速測(cè)量
纜長(zhǎng)測(cè)量是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈位信號(hào)換算而得。在電機(jī)上安裝了編碼器，能隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況產(chǎn)生脈沖信號(hào)，PLC中的計(jì)數(shù)單元對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)處理，換算出電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)對(duì)應(yīng)的走纜長(zhǎng)度。
纜速的測(cè)量的是根據(jù)定時(shí)間隔算得的纜長(zhǎng)變化量，通過(guò)PLC的間接計(jì)算獲得。
這其中，由于絞車采用了雙層排纜技術(shù)，兩層排纜卷筒的直徑有較大差異，需要在排纜卷筒切換前后，更替纜長(zhǎng)計(jì)算的參數(shù)，保證獲得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。在實(shí)際設(shè)計(jì)中采用了固定纜長(zhǎng)自動(dòng)切換和手動(dòng)纜長(zhǎng)切換兩種方式，在絞車?yán)|長(zhǎng)切換位置基本不變的情況下，在固定的纜長(zhǎng)位置切換計(jì)算參數(shù)，自動(dòng)獲得纜長(zhǎng)和纜速信息，而在絞車?yán)|長(zhǎng)切換位置存在較大誤差時(shí)，允許手動(dòng)修正排纜切換點(diǎn)，保證誤差的及時(shí)消除。
2、張力測(cè)量
在絞車卷筒出纜位置和前端導(dǎo)纜輪之間添加了固定位置的測(cè)力輪，測(cè)力輪的軸直接采用了一個(gè)力負(fù)載傳感器，通過(guò)配套的后置放大電路，將信號(hào)以電平方式傳給PLC的AD轉(zhuǎn)換單元，從而獲得張力信號(hào)。
張力測(cè)力輪的安裝方式和張力的修正密切相關(guān)。張力的準(zhǔn)確修正需在傳感器安裝固定以后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試實(shí)際拖纜張力和傳感器測(cè)得的法向應(yīng)力，比較相互間關(guān)系，通過(guò)插值擬合獲得準(zhǔn)確的修正公式。絞車排纜卷筒的直徑變化，也會(huì)使修正公式發(fā)生變化，在實(shí)際應(yīng)用中要對(duì)不同卷筒分別進(jìn)行張力擬合，還需和纜長(zhǎng)換算一樣，同步卷筒的切換狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)張力修正公式的自動(dòng)切換。
3、顯控通信功能
為使絞車操作人員及時(shí)獲得絞車收放纜過(guò)程的狀態(tài)，通過(guò)在控制臺(tái)面板上添加觸摸顯示屏將PLC獲得的纜長(zhǎng)、纜速及張力信號(hào)及時(shí)反饋給操作人員。通過(guò)在PLC上添加通信單元，將信號(hào)數(shù)據(jù)以485方式傳送給遠(yuǎn)端的上位機(jī)，來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和信息保存。
四． 絞車電氣設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)
在絞車的實(shí)際加工生產(chǎn)和調(diào)試過(guò)程中，結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)和測(cè)試條件，對(duì)絞車的各項(xiàng)設(shè)計(jì)功能進(jìn)行了及時(shí)的調(diào)整和改進(jìn)，不僅保證了產(chǎn)品更好的質(zhì)量和性能，并且獲得了許多有益的設(shè)計(jì)心得和經(jīng)驗(yàn)。
1、系統(tǒng)的選型
本套設(shè)計(jì)方案的實(shí)施，選用了三菱公司的PLC產(chǎn)品。三菱PLC在中國(guó)市場(chǎng)上得到非常廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)品的眾多系列品種保證了整套電氣設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)便利性和靈活性，對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能擴(kuò)展和可靠性保證起到了很好的保障作用。
2、PLC編程的方法
絞車的擴(kuò)展功能多利用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)，在PLC的算法設(shè)計(jì)上類似于單片機(jī)的底層編程方式，需要對(duì)PLC的硬件性能和工作特殊方式較深入的了解，在算法的實(shí)現(xiàn)上要更多考慮到系統(tǒng)優(yōu)化。如在纜速的換算過(guò)程中，由于要在更新速率和顯示精度上達(dá)到匹配協(xié)調(diào)，需要充分了解計(jì)算單元的精度位數(shù)，實(shí)際問(wèn)題出現(xiàn)的數(shù)據(jù)范圍，調(diào)整計(jì)算次序來(lái)保證運(yùn)算精度。
3、張力換算方法
準(zhǔn)確的進(jìn)行張力測(cè)量是一個(gè)程序復(fù)雜，實(shí)踐性強(qiáng)的問(wèn)題。要獲得準(zhǔn)確的張力，不僅要有好的傳感器，還要有好的設(shè)計(jì)安裝，最后還需要有一個(gè)細(xì)致的測(cè)試修正過(guò)程。在本絞車設(shè)計(jì)中，張力傳感器采用瑞士的LB系列軸應(yīng)力傳感器，該傳感器本身具有良好的線性精度設(shè)計(jì)，應(yīng)力變化的準(zhǔn)確性非常高。絞車的張力測(cè)量設(shè)計(jì)采用了纜對(duì)壓力輪法向壓力的方式，通過(guò)設(shè)計(jì)的定角度安裝位置，保證了對(duì)纜張力轉(zhuǎn)化參數(shù)的一致性。在后期的張力校準(zhǔn)調(diào)試中，對(duì)兩層卷筒分別進(jìn)行了多工作位置，多導(dǎo)向輪角度的工作張力測(cè)試，最后獲得的擬合公式僅采用一次多項(xiàng)式就達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)提出的±10%測(cè)量值誤差的精度。
五． 絞車電氣設(shè)計(jì)的改進(jìn)提高
雙層導(dǎo)流套排纜絞車的設(shè)計(jì)是拖體絞車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在這第一次設(shè)計(jì)中難免存在不盡完善的地方。作為電氣控制設(shè)計(jì)部分能夠改進(jìn)和提高之處有很多。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
l電氣接插件的選型和改進(jìn)
絞車電氣由于初次設(shè)計(jì)，對(duì)于配套成熟產(chǎn)品的選型方面了解得不夠深入，選用的電氣、信號(hào)接插電纜都限于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，這樣在絞車的電纜拆裝方面有不夠方便簡(jiǎn)潔的問(wèn)題。絞車電機(jī)本身的控制電纜就有四組：電源三相進(jìn)線、電機(jī)控制的三相線、剎車控制線、風(fēng)機(jī)三相線，外加傳感器的編碼器線和張力傳感器線，以及和遠(yuǎn)端通信的信號(hào)線，堆在控制柜后的電纜就密密匝匝。在安裝和拆卸時(shí)不僅繁瑣，而且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。如果采用了合適的接插設(shè)備，不僅在安裝上簡(jiǎn)便、安全，而且外觀上也整齊大方。在產(chǎn)品的專業(yè)性上就顯得更為到家。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
l軟件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化
基于PLC的軟件設(shè)計(jì)，專一性比較強(qiáng)，程序的優(yōu)化提高的需要有一定時(shí)間的應(yīng)用熟練和磨合提高。同樣功能的軟件，在代碼上的優(yōu)化，小則提高運(yùn)行的速度和效率，大則可以避免出現(xiàn)bug和系統(tǒng)錯(cuò)誤的危險(xiǎn)。要開發(fā)出人機(jī)界面友好，簡(jiǎn)潔易用的軟件也需要多了解真實(shí)工作中操作習(xí)慣和安全規(guī)范，絞車軟件的完善提高也需要經(jīng)歷這樣一個(gè)應(yīng)用－反饋－改進(jìn)的過(guò)程。
l控制功能方式的改型和提高
絞車的電氣控制功能有很多可以提升和變通改進(jìn)的地方，通過(guò)本型絞車電氣功能的設(shè)計(jì)，在將來(lái)的絞車電氣控制設(shè)計(jì)中可以有更多的發(fā)揮應(yīng)用。比如通過(guò)遠(yuǎn)端連線和監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)操控人員的遠(yuǎn)程絞車收放，通過(guò)無(wú)線控制設(shè)備的添加，可以滿足操控人員靈活換位等等。如同軟件設(shè)計(jì)，控制方式的搭配變化也可以孕育出滿足不同類型需要的控制功能，使得產(chǎn)品有更廣闊的市場(chǎng)空間。
參考文獻(xiàn)：
[1]10kN電動(dòng)拖曳絞車試驗(yàn)大綱，QF4.028.010MX-SY
[2]SEW Movidrive MDX60B/61B 操作手冊(cè)，版本01/2005
一、電工技師論文的作用及分類
電工技師(高級(jí)技師)論文是其在總結(jié)研究本職業(yè)(工種)領(lǐng)域中的有關(guān)技術(shù)或業(yè)務(wù)問(wèn)題時(shí)，表達(dá)其工作或研究過(guò)程及其成果的綜合實(shí)用性文章，是維修電工技師從事本職業(yè)(工種)的學(xué)識(shí)、技術(shù)能力的基本反映，是科學(xué)研究成果和工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的文字體現(xiàn)，也是個(gè)人勞動(dòng)成果、經(jīng)驗(yàn)和智慧的升華。技師專業(yè)論文是社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)的產(chǎn)物，是撰寫者在長(zhǎng)期的社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，努力學(xué)習(xí)理論知識(shí)，不斷追求和探索所取得的研究成果的文字存在形式，撰寫技師專業(yè)論文是培養(yǎng)人才、選拔人才和保證人才質(zhì)量的重要途徑之一。
按電類技師本身的內(nèi)容和性質(zhì)不同，一般電類技師論文分為：專題型、論辯型、綜述型和綜合型。按電類技師論文具體涉及內(nèi)容的主要有：維修電氣經(jīng)驗(yàn)總結(jié)類、技術(shù)革新類、新產(chǎn)品開發(fā)類和四新技術(shù)推廣類。
二、電工技師論文撰寫的要求
撰寫電工技師專業(yè)論文，既是一個(gè)艱苦的思考、探究和再學(xué)習(xí)的過(guò)程，又是一種復(fù)雜的創(chuàng)造性勞動(dòng)，需要對(duì)工作實(shí)踐、技術(shù)革新和技術(shù)改造等做出客觀的評(píng)價(jià)。
1.注意論文的科學(xué)性?？茖W(xué)性是指電工技師專業(yè)論文的基本觀點(diǎn)和內(nèi)容能夠反映事物內(nèi)在的基本規(guī)律。電工技師專業(yè)論文的科學(xué)性來(lái)自對(duì)客觀事物周密而詳實(shí)的調(diào)查研究，掌握大量豐富而切合實(shí)際的材料，使之成為研究論述的基礎(chǔ)。
2.注意論文的翔實(shí)性。電工技師專業(yè)論文要求作者所提出的觀點(diǎn)、見(jiàn)解確實(shí)是屬于自己的。那么，要使自己的觀點(diǎn)能夠得到普遍的承認(rèn)，就一定要拿出有說(shuō)服力的論據(jù)來(lái)證明自己的觀點(diǎn)是正確的。這樣，就應(yīng)該在已掌握的大量材料中選擇具有典型性、代表性的關(guān)鍵證據(jù)來(lái)證明。
3.內(nèi)容正確、語(yǔ)言簡(jiǎn)明。撰寫技師專業(yè)論文應(yīng)當(dāng)力求言簡(jiǎn)意賅，無(wú)多余的字句。對(duì)論文的內(nèi)容不要進(jìn)行藝術(shù)性渲染和夸張；切忌不適當(dāng)?shù)乜浯髠€(gè)人在技術(shù)革新和技術(shù)改造中的貢獻(xiàn)；更不能將技術(shù)問(wèn)題的爭(zhēng)論引入政治觀點(diǎn)。同時(shí)，在撰寫技師論文時(shí)，要注意按照撰寫格式進(jìn)行撰寫，并熟練應(yīng)用。
三、電工技師畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的選題
論文的選題必須立足于總結(jié)工作成果與實(shí)踐緊密聯(lián)系上。在對(duì)已獲得的大量素材進(jìn)行分析、歸納和研究的基礎(chǔ)上，提出問(wèn)題，確定寫作的基本方向。
1.論文的選題原則：準(zhǔn)確恰當(dāng)、提高創(chuàng)新和可行實(shí)用。
(1)準(zhǔn)確恰當(dāng)。論文的選題要提得準(zhǔn)確恰當(dāng)，面向?qū)嶋H，著眼于社會(huì)的需要，確實(shí)是生產(chǎn)實(shí)踐中亟需解決的問(wèn)題。選題一定要與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，與自己的工作領(lǐng)域相結(jié)合。
(2)提高創(chuàng)新。創(chuàng)新性原則是指選題要有新穎性、先進(jìn)性，有所發(fā)明，有所發(fā)現(xiàn)，以推動(dòng)本職業(yè)(工種)的發(fā)展。遵循這一原則，選題時(shí)必須注意選擇位居本職業(yè)(工種)較前沿的并具有普遍意義的課題；選擇填補(bǔ)空白的課題；選擇補(bǔ)充前人學(xué)說(shuō)的課題；選擇突破禁區(qū)的課題；選擇借他山之石可以攻玉的課題，即借用其他學(xué)科的新理論、新技術(shù)、新工藝和新材料，從新的角度進(jìn)行研究、驗(yàn)證或論證來(lái)解決本職業(yè)(工種)中的老問(wèn)題或疑難問(wèn)題的課題。
(3)可行實(shí)用。可行實(shí)用性原則是指要選擇有利于發(fā)揮個(gè)人的聰明才智，有完成的把握，同時(shí)也符合自己的志趣、適合個(gè)人能力的論題。
2.論文的選題方法
(1)選擇能發(fā)揮本人特長(zhǎng)的論題。申報(bào)電工技師(高級(jí)技師)的人員，都具有相當(dāng)長(zhǎng)的本職業(yè)(工種)專業(yè)工作的經(jīng)歷，在理論與實(shí)踐的結(jié)合上有自己的獨(dú)到之處和技術(shù)特長(zhǎng)；而預(yù)備技師在學(xué)校學(xué)習(xí)4～5年，理論知識(shí)特別是新技術(shù)的知識(shí)非常充實(shí)，但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)欠缺。
(2)選擇具有突破性的論題。申報(bào)電工技師(高級(jí)技師)的人員長(zhǎng)期工作在第一線，對(duì)于生產(chǎn)實(shí)踐中出現(xiàn)的問(wèn)題最有發(fā)言權(quán)。如果敏銳地抓住問(wèn)題的關(guān)鍵處，加以研究，就能形成應(yīng)用性極強(qiáng)的專業(yè)論文。
(3)選擇具有普遍性的論題。所謂具有普遍性的論題是指在生產(chǎn)實(shí)踐中有廣泛的用武之地的課題。例如，用現(xiàn)代電氣技術(shù)改造機(jī)床的電氣控制問(wèn)題、變頻技術(shù)在中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用問(wèn)題及電梯的技術(shù)改造和維修技術(shù)問(wèn)題等。有些問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，但實(shí)際上有很多需要進(jìn)一步研究總結(jié)的內(nèi)容，這些都屬于具有普遍意義的論題。
3.論文的推薦選題
(1)典型PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。機(jī)械手的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；組合機(jī)床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；材料分揀裝置的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。(2)典型低壓電氣柜的設(shè)計(jì)。兩臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)力控制電氣柜的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；變頻調(diào)速控制柜的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；總計(jì)量配電箱設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。(3)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。某通用機(jī)械廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；某學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。(4)電子技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)。三相正弦波變頻電源的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試；晶閘管串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。(5)典型單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?；趩纹瑱C(jī)和LCD的電子鐘的設(shè)計(jì)；數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作等。(6)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)改造。Z3050型搖臂鉆床PLC改造；M1432A型萬(wàn)能外圓磨床PLC改造；T68型臥式鏜床PLC改造；B2012A型龍門刨床PLC、變頻器改造等。(7)樓宇自動(dòng)化技術(shù)及維修。電梯控制線路的安裝與維修；無(wú)塔供水系統(tǒng)控制線路的安裝與維修等。
總之，加強(qiáng)對(duì)電工技師畢業(yè)論文的指導(dǎo)，可使他們通過(guò)論文的寫作，在以后的工作崗位上更好地發(fā)揮技術(shù)帶頭人的作用，為高層次實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科研成果轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]王建.國(guó)家職業(yè)資格證書取證問(wèn)答[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006,3.
動(dòng)力平板運(yùn)輸車（以下簡(jiǎn)稱平板車）是運(yùn)輸重型、大型、不可拆分的設(shè)備及整體構(gòu)件的重要專用運(yùn)輸工具，在船舶、橋梁、機(jī)械、冶金以及石油化工等各個(gè)領(lǐng)域的大型工程建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的作用[1]。而基于PLC控制器的電氣控制系統(tǒng)是平板車組織結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，其中電氣控制方案的優(yōu)劣可以說(shuō)關(guān)乎整個(gè)車輛的運(yùn)行狀況，進(jìn)而關(guān)系到客戶對(duì)平板車產(chǎn)品的認(rèn)可程度，所以合理的電氣控制策略是平板車研發(fā)制造技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一[2]。本文僅針對(duì)平板車電氣系統(tǒng)中全功率匹配技術(shù)的控制策略的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究分析。
1 平板車電氣控制對(duì)象分析
平板車從整體組織結(jié)構(gòu)來(lái)講可分為機(jī)械構(gòu)架、液壓控制和電氣控制等三個(gè)大部分，其中液壓控制系統(tǒng)中配置的各種電控部件是電氣控制的對(duì)象，在制定最佳的控制策略之前，必須充分了解和分析控制對(duì)象的各種性能要求。
全功率匹配技術(shù)的實(shí)現(xiàn)所涉及到的控制對(duì)象主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)、閉式泵和開式泵和等，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的控制僅局限于轉(zhuǎn)速的控制，而相應(yīng)的電氣控制策略主要是針對(duì)用于直接消耗發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的液壓閉式泵和開式泵制定的。
所以本文提及到的全功率匹配就是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率與液壓閉式泵和開式泵吸收功率之間的匹配關(guān)系，是對(duì)三者同時(shí)工作過(guò)程中協(xié)調(diào)控制策略的進(jìn)一步研究。
2 基于PLC的電氣控制系統(tǒng)介紹
2.1 電氣控制硬件組成
采用德國(guó)Inter Control公司提供的工業(yè)車載PLC控制器，主要涉及DCF 系列的控制模塊，該控制模塊是一種集可編程邏輯控制器、比例放大器、模擬量輸入A/D模塊、繼電器輸出等功能于一身的高性能控制器，豐富的輸入輸出口：DI開關(guān)量輸入、IAV電壓（0～10V）輸入、IAI電流（4～20mA）輸入、IC脈沖輸入、DO開關(guān)量輸出和PWM脈寬調(diào)制輸出等，并且配置了有兩個(gè)CAN總線接口，所以用戶可以根據(jù)電氣控制的要求方便自由的配置輸入輸出口以滿足系統(tǒng)的控制要求。
電氣控制系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)總線CAN-BUS通訊協(xié)議基于PLC控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，硬件主要包括2個(gè)DCF控制模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)RPM控制踏板、RPM傳感器、RPM執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閉式泵控制比例閥和開式泵控制相關(guān)比例閥等，其中DCF控制模塊之間通過(guò)CAN-BUS進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。上述電氣控制部件的結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示。
2.2 控制軟件介紹
控制軟件是以IEC61131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了5種編程語(yǔ)言，包括IL指令表、ST結(jié)構(gòu)化文本、LD梯形圖、FBD功能塊圖和SFC順序功能圖等。在一個(gè)包含多個(gè)子程序的文件中，不同的子程序允許用不同的編程語(yǔ)言編寫程序代碼。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一般的軟件模型，包括程序、任務(wù)、功能塊、資源和配置等幾個(gè)部分，而根據(jù)不同的通訊要求，標(biāo)準(zhǔn)又規(guī)定了內(nèi)部通訊、局變量通訊、外部變量通訊和使用存取路徑通訊等四種通訊模型[3，4]。
采用的PROSYD程序設(shè)計(jì)軟件是由德國(guó)3S公司為Inter Control公司開放的適合于DCF系列PLC控制器的專門的CoDeSys程序設(shè)計(jì)軟件。3S公司的CoDeSys軟件遵循IEC 61131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，可以把邏輯和順序控制、運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制和傳動(dòng)控制等的編程納入一個(gè)體系中，同時(shí)還將SCADA和人機(jī)界面軟件的設(shè)計(jì)功能、程序的調(diào)試和仿真功能也包容進(jìn)來(lái)。
3 全功率匹配技術(shù)的實(shí)現(xiàn)
3.1 開式變量系統(tǒng)的控制策略
一般情況下，開式變量系統(tǒng)中配置的變量泵均為負(fù)載敏感控制泵，變量泵的排量由負(fù)載決定，直接受控于從控制閥反饋回來(lái)的LS壓力。在此，為了進(jìn)一步確定該變量泵在其工作過(guò)程中消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)功率P1，在變量泵的高壓油口安裝了一個(gè)壓力傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)開式變量系統(tǒng)的工作壓力Δp1。對(duì)于變量泵當(dāng)前供油量的計(jì)算，可根據(jù)該系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，在一定范圍內(nèi)，各個(gè)動(dòng)作控制閥的流量總和即為當(dāng)前變量泵的供油量Q1。所以，PLC電氣控制參數(shù)將控制各個(gè)控制閥的最大流通量總和不大于變量泵自身的最大供油量，進(jìn)而保證計(jì)算過(guò)程中變量泵供油量Q1的有效性。
假設(shè)，該變量泵的總效率是η1，計(jì)算過(guò)程中涉及到的常數(shù)量用C1表示，所以可得開式變量系統(tǒng)消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算公式，如式1所示：
式1
由式1可知，只要通過(guò)PLC控制器根據(jù)當(dāng)前工作壓力Δp1的變化實(shí)時(shí)調(diào)整控制閥的流量總和Q1，就可以將該變量泵消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)功率P1控制在可允許的范圍之內(nèi)。
3.2 閉式變量系統(tǒng)的控制策略
本文涉及到的閉式變量泵的排量是由電比例閥控制的，電比例輸入信號(hào)與泵的排量的輸出呈線性關(guān)系，所以可根據(jù)當(dāng)前PLC控制器提供的電信號(hào)很容易的類推出當(dāng)前該變量泵的輸出排量Vq，而閉式系統(tǒng)的工作壓力Δp2也同樣是靠安裝在管路上的壓力傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)得到。
由于該變量泵與發(fā)動(dòng)機(jī)之間靠剛性的聯(lián)軸器連接，所以變量泵與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的速比可近似為1，則變量泵當(dāng)前的轉(zhuǎn)速n2等于發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速，而發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可根據(jù)RPM轉(zhuǎn)速傳感器很容易的被PLC采集到。
假設(shè)，該變量泵的總效率是η2，計(jì)算過(guò)程中涉及到的常數(shù)量用C2表示，所以可得開式變量系統(tǒng)消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)功率P2的計(jì)算公式，如式2所示：
式2
由式2可知，當(dāng)負(fù)載變化，即閉式泵的工作壓力Δp2發(fā)生變化時(shí)，實(shí)時(shí)調(diào)整閉式泵的排量Vq，可使閉式泵消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P2穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)。
3.3 全局功率匹配的協(xié)同控制
發(fā)動(dòng)機(jī)自身提供的功率P0可按照外特性曲線通過(guò)線性插值的算法由PLC控制程序很容易采集到，不考慮平板車的其他輔助功率消耗，結(jié)合上述對(duì)開式變量系統(tǒng)和閉式變量系統(tǒng)的分析，可得公式3：
式3
根據(jù)式3分析可知，一般工況下，要保證發(fā)動(dòng)機(jī)處于不超輸出功率的狀態(tài)，只要保證所有負(fù)載消耗的功率P1和P2的總和不大于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率P0即可。
由式1和式2分析可知，如果各自分配的功率一定，則系統(tǒng)的工作壓力與泵的供油量在一定范圍內(nèi)呈雙曲線關(guān)系。也就是說(shuō)，當(dāng)工作壓力很大時(shí)，泵的供油量會(huì)很小，此時(shí)平板車的某些動(dòng)作可能會(huì)由于泵的供油量不足而停止，各種動(dòng)作之間的協(xié)調(diào)性將會(huì)隨之消失，所以在平板車的實(shí)際工況中，為了避免該工作狀態(tài)發(fā)生，保證平板車各種動(dòng)作能夠有序進(jìn)行，會(huì)通過(guò)PLC控制程序分別為兩種工作泵設(shè)置功率消耗優(yōu)先級(jí)，重新分配各個(gè)系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率消耗的占比關(guān)系，達(dá)到全功率匹配過(guò)程中各種動(dòng)作之間協(xié)同控制的目的。
本設(shè)計(jì)中開式變量泵功率消耗的優(yōu)先級(jí)要高于閉式變量泵。
4 結(jié)語(yǔ)
本文研究了發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓閉式泵和開式泵等三者之間的全功率匹配關(guān)系，進(jìn)行了基于PLC控制器的相應(yīng)控制策略的分析，并在平板車電氣控制系統(tǒng)中進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，實(shí)踐證明效果顯著。該控制策略在保證平板車電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)之上，又提高了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率被液壓泵利用的有效性，以及確保發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)由于過(guò)載而導(dǎo)致?lián)p壞的現(xiàn)象。
參考文獻(xiàn)：
[1]王洋.KAMAG400t改制90t平板車設(shè)計(jì)[D].大連：大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007：1-16.
[2]汪星剛.重型工程運(yùn)輸車行走驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].武漢：武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2005：26-31.
中圖分類號(hào)：TM341 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（a）-0103-02
1 NY210主推用柴油機(jī)的背景介紹
自1897年柴油機(jī)問(wèn)世至今，在一百多年的發(fā)展過(guò)程中，柴油機(jī)已充分顯示出它的實(shí)用價(jià)值和適用性。NY210柴油機(jī)的功率等級(jí)為1200～1950 kW，適用于船舶和陸用發(fā)電，本篇重點(diǎn)介紹此機(jī)型在船舶主推上的應(yīng)用，此機(jī)型與其他同類型的柴油機(jī)相比，具有高度更低，長(zhǎng)度更短的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，充分利用上面空間，使整機(jī)結(jié)構(gòu)更為緊湊。
眾所周知，船舶動(dòng)力裝置可分為推進(jìn)裝置、輔助裝置、船舶管路系統(tǒng)、船舶甲板機(jī)械和機(jī)艙自動(dòng)化設(shè)備，而主推用NY210柴油機(jī)就是作為船舶推進(jìn)裝置的主機(jī)部分，是推進(jìn)船舶航行的動(dòng)力機(jī)，動(dòng)力裝置最主要的部分。柴油機(jī)的電氣控制系統(tǒng)就是船舶的“血液系統(tǒng)”，是船舶賴以生存的基礎(chǔ)。
對(duì)于現(xiàn)有的船用、陸用NY210系列柴油機(jī)，其發(fā)動(dòng)機(jī)中的各缸在很大程度上還是采用人工、機(jī)械的控制方式。這種方式依賴于操作人員的經(jīng)驗(yàn)、工作狀態(tài)，控制誤差較大，不能保證發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)刻處于最佳的工作狀態(tài)。針對(duì)上述存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種用于船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的電氣控制系統(tǒng)，集數(shù)據(jù)采集、報(bào)警、起/停、調(diào)速及泵組控制等功能于一體，使得操作方便，自動(dòng)化程度高。
2 NY210主推用柴油機(jī)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)
確定設(shè)計(jì)過(guò)程的理論基礎(chǔ)，根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)格書、技術(shù)要求和技術(shù)指標(biāo)，確定系統(tǒng)各功能指標(biāo)、環(huán)境條件等要求。
2.2 設(shè)計(jì)原則
在推進(jìn)用NY210柴油機(jī)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)滿足以下原則：（1）設(shè)計(jì)應(yīng)符合合同或技術(shù)協(xié)議的規(guī)定。（2）在可靠第一的情況下，優(yōu)先采用成熟先進(jìn)的技術(shù)。（3）在設(shè)計(jì)中觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、模塊化。（4）選用設(shè)備的原則為優(yōu)先選用船用產(chǎn)品，如沒(méi)有時(shí)選擇用戶認(rèn)可的陸用產(chǎn)品，電子元器件盡量通過(guò)老化篩選。
3 電氣控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)內(nèi)容
3.1 傳感器的選用
3.1.1 傳感器選用的要求
傳感器是一種信號(hào)輸入裝置，采集控制系統(tǒng)所需的信息，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)通過(guò)線路輸送給電子控制單元。對(duì)其選用的要求為：（1）可靠性高：可靠性高是確保系統(tǒng)高可靠性的基礎(chǔ)，因此要求使用中的傳感器執(zhí)行元件能在惡劣環(huán)境下仍能可靠地工作，失效率最低。（2）精度高：精度高的電氣控制系統(tǒng)必須有相應(yīng)精度的傳感器執(zhí)行元件來(lái)支撐。（3）響應(yīng)速度快：各傳感器元件、中間執(zhí)行元件和最終執(zhí)行元件的響應(yīng)速度決定了電氣控制系統(tǒng)對(duì)時(shí)間的輸入輸出響應(yīng)能力和動(dòng)作能力。
3.1.2 監(jiān)控點(diǎn)的確定
由于此篇討論的是NY210柴油機(jī)在船舶主推上的應(yīng)用，嚴(yán)格根據(jù)船檢CCS的要求進(jìn)行監(jiān)控點(diǎn)的分布。監(jiān)控點(diǎn)包括：（1）轉(zhuǎn)速監(jiān)控：故障停車轉(zhuǎn)速傳感器和報(bào)警轉(zhuǎn)速傳感器。（2）溫度監(jiān)控：各缸排溫及重要位置的溫度監(jiān)控。（3）壓力監(jiān)控：重要位置使用壓力傳感器進(jìn)行監(jiān)控。
上述監(jiān)控點(diǎn)在設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)該考慮在柴油機(jī)上安放位置。
3.2 其他硬件的設(shè)計(jì)
3.2.1 硬件選型的原則
性能價(jià)格比最高原則、技術(shù)上先進(jìn)原則、技術(shù)上成熟原則、使用原則和方便升級(jí)擴(kuò)展原則。
3.2.2 硬件模塊的劃分
硬件劃分應(yīng)根據(jù)用戶使用要求的實(shí)際情況，采用相適宜的劃分發(fā)放，并對(duì)這些模塊進(jìn)行剪裁。按硬件功能劃分，可分為開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、信號(hào)預(yù)處理模塊、中央處理器模塊、控制模塊、顯示模塊、通信模塊、人機(jī)界面模塊和電源模塊。
3.3 柴油機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
NY210主推用柴油機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)主要分兩個(gè)部分：控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)。其中，控制系統(tǒng)是全面控制柴油機(jī)的運(yùn)行，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)柴油機(jī)運(yùn)行參數(shù)和故障報(bào)警的作用；安全保護(hù)系統(tǒng)是控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中失效或發(fā)生危及系統(tǒng)內(nèi)主要設(shè)備的故障時(shí)，產(chǎn)生自動(dòng)保護(hù)性的動(dòng)作。控制系統(tǒng)和安保系統(tǒng)電源、輸入輸出通道及控制器完全獨(dú)立，滿足CCS相互獨(dú)立性的原則。（如圖1）
3.3.1 控制系統(tǒng)
（1）主要組成：一套功能完善的PLC，包括CPU以及與其相連的熱電偶輸入模塊、模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入/輸出模塊，還包括用于輸出數(shù)據(jù)的串口模塊。并且其分別與安全保護(hù)系統(tǒng)、集中控制臺(tái)及人機(jī)界面連接。（2）工作原理：發(fā)動(dòng)機(jī)要進(jìn)行運(yùn)行和各個(gè)保護(hù)操作時(shí)，則通過(guò)開關(guān)量輸出模塊完成?？刂葡到y(tǒng)中的模塊與安全保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的FX系列PLC進(jìn)行通訊，同時(shí)也通過(guò)工業(yè)總線將各種運(yùn)行數(shù)據(jù)傳送到集中控制臺(tái)（簡(jiǎn)稱集控臺(tái)）處理，發(fā)出相關(guān)指令輸出報(bào)警、額定轉(zhuǎn)速/怠速、故障停車等信號(hào)；與此同時(shí)，控制系統(tǒng)也與人機(jī)界面連接，在人界界面上實(shí)時(shí)反映出發(fā)動(dòng)機(jī)的重要工況參數(shù)及報(bào)警信號(hào)等數(shù)據(jù)，人性化程度更高。整體上說(shuō)，控制系統(tǒng)這部分是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行整體的控制及保護(hù)，是此電氣控制設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。
3.3.2 安全保護(hù)系統(tǒng)
NY210柴油機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收設(shè)置于船舶發(fā)動(dòng)機(jī)上的各轉(zhuǎn)速傳感器和各開關(guān)發(fā)出的信號(hào)，并發(fā)出相應(yīng)的停機(jī)信號(hào)或緊急停機(jī)信號(hào)。大致包括：（1）立即停止運(yùn)行。如運(yùn)行中的柴油機(jī)進(jìn)機(jī)停車、緊急切斷設(shè)備的控制系統(tǒng)等。（2）把設(shè)備暫時(shí)調(diào)節(jié)到可以勉強(qiáng)運(yùn)行的狀態(tài)。（3）當(dāng)安全系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)，應(yīng)在對(duì)應(yīng)的機(jī)旁控制柜上發(fā)出聲光報(bào)警，并顯示安全保護(hù)系統(tǒng)的動(dòng)作原因。（4）安全系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立于控制系統(tǒng)或其他任何系統(tǒng)。因此，安全保護(hù)系統(tǒng)就是在發(fā)動(dòng)機(jī)處于設(shè)定的報(bào)警或停機(jī)狀態(tài)下，自動(dòng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行停車的保護(hù)。
3.3.3 監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
0上述控制系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)均采用獨(dú)立的交直流雙輸入電源，設(shè)計(jì)了專門供電的電源箱，整個(gè)系統(tǒng)供電可靠性大大提高，各個(gè)部分不受到相互干擾。能夠?qū)崟r(shí)采集發(fā)動(dòng)機(jī)的各種參數(shù)并通過(guò)人機(jī)界面顯示，操作者可以通過(guò)對(duì)參數(shù)的修改使發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳的工作狀態(tài)。此外，控制系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)以及人機(jī)界面都統(tǒng)一封裝在機(jī)旁監(jiān)控柜里，布局集中，占地面積小。
4 電氣控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容
4.1 可編程控制器（PLC）的程序設(shè)計(jì)的流程
程序的設(shè)計(jì)要求應(yīng)滿足優(yōu)先選用模塊化、結(jié)構(gòu)化的方式。PLC功能齊全完善；編程簡(jiǎn)便；易于掌握；控制系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)；電磁兼容性好，可靠性高；便于縮短設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)調(diào)試的周期；體積小，維護(hù)方便。
（1）根據(jù)選用的PLC，確定編程的軟件。（2）編寫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化的流程圖；NY210柴油機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的流程圖主要包括手動(dòng)啟機(jī)、自動(dòng)啟機(jī)、正常停機(jī)、緊急停機(jī)和甩車等流程。（3）編寫整套程序，優(yōu)先選用梯形圖編程，并進(jìn)行必要的注釋。（4）程序調(diào)試，參數(shù)整定與修正。（5）打印程序成冊(cè)。
4.2 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的流程
（1）確定編程語(yǔ)言，根據(jù)需要可采用C/C++等高級(jí)語(yǔ)言。（2）編寫程序流程圖。（3）編寫整套程序，并進(jìn)行必要的注釋。（4）程序調(diào)試，參數(shù)整定和修正。（5）打印程序成冊(cè)。
5 結(jié)論
經(jīng)過(guò)論文的撰寫，本人結(jié)合NY210推進(jìn)用柴油機(jī)自身的特點(diǎn)，首先對(duì)NY210推進(jìn)用柴油機(jī)有了全面的了解，并在其電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到了以下結(jié)論。
（1）船舶所處的環(huán)境條件惡劣，對(duì)船用電氣設(shè)備有特殊的要求。無(wú)論是電氣元件的選型、設(shè)計(jì)和安裝、維護(hù)及保養(yǎng)，都應(yīng)嚴(yán)格按照船用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行。對(duì)于影響船舶航行安全的重要電氣設(shè)備，還應(yīng)采用多路供電、應(yīng)急供電的方式，提高船舶在航行中的生存能力。
（2）隨著船舶容量不斷增大，功率密度將不斷增加，與之對(duì)應(yīng)的是船舶電氣控制系統(tǒng)需要不斷的創(chuàng)新和進(jìn)步，以滿足市場(chǎng)更新?lián)Q代的需求。
（3）我國(guó)柴油機(jī)工業(yè)水平和電子技術(shù)相對(duì)落后，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)柴油機(jī)電氣控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器、傳感器、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的研發(fā)和開發(fā)。
（4）隨著船舶容量、規(guī)模以及復(fù)雜程度的日益增加，傳統(tǒng)的半自動(dòng)的運(yùn)行方式已經(jīng)不能滿足要求。只有采用基于現(xiàn)代控制技術(shù)的模式，才能充分發(fā)揮船舶電氣化的優(yōu)勢(shì)，加快我國(guó)船舶現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程。
船舶主推用柴油機(jī)的電氣控制技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而得以不斷發(fā)展的。在控制方法上，從手動(dòng)控制到自動(dòng)控制；在控制功能上，從簡(jiǎn)單的控制設(shè)備到復(fù)雜的控制系統(tǒng)；在操作方式上，從笨重繁瑣到輕便靈巧；在控制原理上，從有觸電的繼電接觸式控制到以計(jì)算機(jī)為核心的控制系統(tǒng)。而我國(guó)船舶電氣控制系統(tǒng)的現(xiàn)代化水平與世界領(lǐng)先水平還有一定的距離，廣泛深入地開展船舶電氣控制系統(tǒng)各項(xiàng)領(lǐng)域的研究，促進(jìn)我國(guó)船舶電氣控制系統(tǒng)跨越式發(fā)展具有十分重大的經(jīng)濟(jì)、軍事意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 馬偉明，張曉峰等.中國(guó)工程電氣大典.中國(guó)電力出版社，2009.
[2] 陳剛.船舶電氣.人民交通出版社，2011（1）.
1電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.1電氣控制系統(tǒng)原理簡(jiǎn)介
電氣控制系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)就是它可以按照操作者所需要的方法是機(jī)器、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和其它任意的可以改變的因素改變運(yùn)作方式，從而實(shí)現(xiàn)操作者的運(yùn)作需求。它的基本的工作原理就是通過(guò)檢測(cè)出被輸出量的實(shí)際數(shù)值，然后將它與輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行比較獲得之間的差值的過(guò)程。通過(guò)差值的比較然后進(jìn)行具體的調(diào)控作用進(jìn)而消除這種差值。從而實(shí)現(xiàn)輸出值與輸入值相對(duì)應(yīng)。電氣控制系統(tǒng)主要包括每個(gè)部分開關(guān)的合、分，開關(guān)狀態(tài)和設(shè)備狀態(tài)報(bào)告和報(bào)警設(shè)置，模擬系統(tǒng)的及時(shí)顯示。我們可以運(yùn)用電氣的控制運(yùn)行原理來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作，有助于我們細(xì)致的分析電信線路，從而有助于準(zhǔn)確的排除電路故障。PLC一般情況下由CPU、儲(chǔ)存器、輸入和輸出接口、電源等幾個(gè)部分構(gòu)成。比較經(jīng)典的是西門子的CUP為八路輸入和六路輸出，它可以實(shí)現(xiàn)定量的模擬量的調(diào)控，以及不同模塊的擴(kuò)展，尤其是在點(diǎn)位比較少的情況下應(yīng)用及其廣泛。
1.2新型電氣控制設(shè)備的工作原理
因?yàn)椴扇×撕侠淼南到y(tǒng)電氣控制系統(tǒng)，合理的解決了原始系統(tǒng)內(nèi)部現(xiàn)有的各方面的不合理之處，新型的電氣掌控裝置的熱度維持效果更好。精確控制溫度的高低，精確掌握數(shù)字的精確度，利用智能化電氣裝置操作設(shè)置上位機(jī)接口和記錄儀器的接口，使用熱力感應(yīng)的升溫方式，保溫性能比較強(qiáng)，溫度控制穩(wěn)定。一次性整體焊接，速度快，而且節(jié)約能源省電，操作簡(jiǎn)單易上手，受熱均勻。新型原理的設(shè)備的電氣控制設(shè)備節(jié)約能源程度更高，效率高。在條件相同的工作環(huán)境下，僅需要配置1臺(tái)中頻率電源和若干部通用型熱感應(yīng)增溫器，達(dá)到在不同環(huán)境下升溫的最終目的。
2爐前變壓器
2.1爐前變壓器的的功能和工作原理
前變壓器不是傳統(tǒng)概念下的標(biāo)準(zhǔn)工作設(shè)備，它的工作原理就是將輸入前是四百伏的電壓轉(zhuǎn)化為24伏的電流的性能。以達(dá)到加熱爐體可以調(diào)制為2300攝氏度高溫的最終目的。通常被安裝在電線桿或者店所內(nèi)使用，一般情況下可以實(shí)現(xiàn)將六～一千伏的電壓進(jìn)行降低到四百伏左右。配電電力變壓器是靜態(tài)的電氣控制設(shè)備，它可以實(shí)現(xiàn)將某個(gè)確定的準(zhǔn)確地電壓值的交流電壓（電流）變成和它頻率相等的另一種或幾組任意的數(shù)值不同的電壓（電流）的設(shè)備。
2.2爐前變壓器的設(shè)置
非標(biāo)爐前變?cè)O(shè)備規(guī)格明細(xì)如下：調(diào)控信號(hào)的輸入以及輸出：4-20mA、0-10mA、,0-5V、0-10V、1-5V、2-10V、PWM等相同信號(hào)輸入，輸入阻抗：120Ω（4-20mA輸入方式時(shí)）負(fù)載額定電壓范圍：240V、360V、420V、640V、1180V。降溫方法：10A~30A自動(dòng)冷卻，50-1200A風(fēng)能冷卻，1000A-3000A風(fēng)吹冷卻、自動(dòng)冷卻。掌控方法：調(diào)壓移相和過(guò)零周波調(diào)功一體化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)平衡電流、平衡電壓、平衡電功率等閉環(huán)調(diào)控以及雙閉環(huán)三相整流直流電源。
3總結(jié)
隨著研究的的不斷發(fā)現(xiàn)和新的進(jìn)展，石英拉管設(shè)備和其他大部分相同類型設(shè)備的不同之處在于對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性提出了很高的要求。普通的石英拉管生產(chǎn)線假設(shè)出現(xiàn)了問(wèn)題，就可以對(duì)系統(tǒng)提出暫停運(yùn)行的工作要求。然后工作人員進(jìn)行維修和護(hù)理，但是如果是屬于高端的石英產(chǎn)品出現(xiàn)技術(shù)環(huán)節(jié)的故障和失衡，則有可能導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失，然而石英拉管熔爐設(shè)備出現(xiàn)系統(tǒng)上的工作失衡現(xiàn)象，就可能出現(xiàn)坩堝炸裂以及有可能對(duì)工作人員的身體健康造成嚴(yán)重的損害。所以石英生產(chǎn)線設(shè)備必須具備非常穩(wěn)定的安全性。石英連熔爐設(shè)備與以往間歇式熔爐設(shè)備相比，具有明顯得進(jìn)步之處和不同之處，最近幾年石英拉管設(shè)備的應(yīng)用一直是國(guó)內(nèi)甚至國(guó)外同行業(yè)的關(guān)注熱點(diǎn)。然而目前階段國(guó)內(nèi)石英行業(yè)對(duì)石英熔爐設(shè)備的研究還處于剛開始時(shí)間階段。研究連熔爐設(shè)備一直是石英拉管開發(fā)技術(shù)的開發(fā)重點(diǎn)，在未來(lái)石英設(shè)備的應(yīng)用及開發(fā)具有較大的實(shí)用價(jià)值和實(shí)踐價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
[1]徐利華.熱工基礎(chǔ)與工業(yè)窯爐[M].西安：冶金工業(yè)出版社,2006(06).
[2]張美杰，程玉寶.無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)窯爐[M].西安：冶金工業(yè)出版社,2006(01).
[3]王學(xué)濤,曹玉春,蘭澤全.工業(yè)窯爐節(jié)能技術(shù)[M].天津：化學(xué)工業(yè)出版社,2009(07).
[4]胡國(guó)林，陳功備.窯爐砌筑與安裝[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社,2005(05).
[5]陳金方.玻璃電熔窯爐技術(shù)[M].天津：化學(xué)工業(yè)出版社,2007(08).
[6]張浩運(yùn).單晶硅生長(zhǎng)用石英坩堝[M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社,2007(10).
[7]王玉芬.石英玻璃[M].天津：化學(xué)工業(yè)出版社,2007(01).
中圖分類號(hào)：TM921.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一、地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)、基本構(gòu)成以及運(yùn)行模式
1、地鐵控制門系統(tǒng)
地鐵屏蔽門系統(tǒng)是一個(gè)典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品,包塊機(jī)械和電氣控制部分，其沿站臺(tái)邊緣布置，將車站站臺(tái)與行車隧道區(qū)域隔離開，降低車站空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。同時(shí)減少了列車運(yùn)行噪音和活塞風(fēng)對(duì)車站的影響，防止人員跌落軌道產(chǎn)生意外事故，為乘客提供了舒適、安全的候車環(huán)境，提高了地鐵的服務(wù)水平。
2、地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成
地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)的基本組成包括硬件組成和軟件組成。其硬件組成主要包括就地控制盤LCB、中央接口盤PSC、車站緊急控制盤PEC、配電屏、驅(qū)動(dòng)ups、控制ups、蓄電池屏、、屏蔽門狀態(tài)報(bào)警盤、屏蔽門操作控制開關(guān)等。軟件組成主要包括電機(jī)控制、門寬參數(shù)自學(xué)習(xí)系統(tǒng)、障礙物檢測(cè)系統(tǒng)、防擠壓系統(tǒng)、開門程序控制系統(tǒng)、關(guān)門程序控制系統(tǒng)、總線控制系統(tǒng)等。如圖：
3、屏蔽門控制系統(tǒng)運(yùn)行模式
正常運(yùn)行模式分為兩種：
(1)在列車配備自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的情況下，來(lái)自系統(tǒng)級(jí)(列車信號(hào)系統(tǒng))的控制。
(2)在列車無(wú)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的情況下，信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出“列車占位”信號(hào)，由授權(quán)的操作人員在站臺(tái)控制面板(PSL)上控制屏蔽門的操作為站臺(tái)級(jí)控制的正常運(yùn)行模式。
3．2非正常運(yùn)行模式
(1)故障運(yùn)行模式
在以下故障情況發(fā)生時(shí)，進(jìn)入故障運(yùn)行模式：
a.滑動(dòng)門關(guān)閉時(shí)探測(cè)到障礙物。
b.列車超過(guò)允許停車精度，列車門與滑動(dòng)門錯(cuò)位。
c.個(gè)別滑動(dòng)門不能打開。
d.控制系統(tǒng)發(fā)生故障。
(2)緊急工作模式
在以下故障情況發(fā)生時(shí)，進(jìn)入緊急工作模式：
a.列車在隧道罩發(fā)生火災(zāi)。
b.車站內(nèi)發(fā)生火災(zāi)。
c.其它以外突況。
(3)測(cè)試工作模式
當(dāng)系統(tǒng)安裝或維修時(shí)采用的工作模式。
二、地鐵屏蔽門控制系統(tǒng)功能及其作用
電氣設(shè)計(jì)中采用控制部分和監(jiān)視部分分開，其中控制部分采用硬線連接，監(jiān)視部分采用總線連接。
1、控制功能。在任何運(yùn)行模式中，接收上級(jí)發(fā)來(lái)的各種命令，上報(bào)信息以及對(duì)各屏蔽門單元進(jìn)行自動(dòng)控制，完成相應(yīng)的動(dòng)作。
2、監(jiān)視功能。具有監(jiān)視功能的設(shè)備包括兩部分：中央接口盤(PSC)和遠(yuǎn)方報(bào)警盤(PSA)。主要完成站臺(tái)每側(cè)屏蔽門單元相關(guān)信息的集成，主要有以下功能：（1）收集系統(tǒng)測(cè)試(PST)、手動(dòng)解鎖、就地控制(LCB)、車站緊急操作裝置(PEC)、站臺(tái)控制PSL的狀態(tài)信息；（2）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通信收集全部門控單元(DCU)信息；（3）允許對(duì)DCU參數(shù)進(jìn)行修改；（4）存儲(chǔ)屏蔽門故障診斷信息以及正常系統(tǒng)運(yùn)行記錄；（5）收集驅(qū)動(dòng)電源信息。
3、屏蔽門控制系統(tǒng)作用
從屏蔽門控制系統(tǒng)的作用的角度來(lái)講，屏蔽門系統(tǒng)的控制分就地級(jí)控制、站臺(tái)級(jí)控制、列車信號(hào)系統(tǒng)級(jí)控制、火災(zāi)模式級(jí)控制。就地級(jí)控制是每個(gè)活動(dòng)門模塊可以獨(dú)自機(jī)械，電氣操作；站臺(tái)級(jí)控制，列車信號(hào)系統(tǒng)級(jí)控制，火災(zāi)模式級(jí)控制都是通過(guò)PSC里的繼電器控制活動(dòng)門模塊的運(yùn)行，PSC是根據(jù)各級(jí)控制發(fā)出的命令對(duì)活動(dòng)門模塊進(jìn)行操作、監(jiān)視，是各級(jí)控制的集合體。優(yōu)先級(jí)是就地級(jí)，其次是火災(zāi)模式級(jí)，然后是站臺(tái)級(jí)，最后是列車信號(hào)系統(tǒng)級(jí)。火災(zāi)模式級(jí)是在車控室操作屏蔽門系統(tǒng)，支鏈打開屏蔽門。
現(xiàn)在有兩種PSC設(shè)計(jì)方法，一種是把電氣系統(tǒng)(主要是處理硬線命令的繼電器組)和監(jiān)控通訊系統(tǒng)組合在一個(gè)模塊里，成為一個(gè)黑盒子。黑盒子的輸出輸入接口有電源，現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)(監(jiān)視網(wǎng)絡(luò))，各級(jí)控制的命令、狀態(tài)的硬線端口，門單元的命令、狀態(tài)的硬線端口?？梢约瓤刂破帘伍T運(yùn)行，也監(jiān)控屏蔽門狀態(tài)、故障，并把相關(guān)信息存貯起來(lái)。一種是電氣系統(tǒng)和監(jiān)控通訊系統(tǒng)各自獨(dú)立，把電源，各級(jí)控制的命令、狀態(tài)的硬線端口，門單元的命令、狀態(tài)的硬線端口集合一起，把現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)(監(jiān)視網(wǎng)絡(luò))獨(dú)自成一體，與各門單元，PSC里各重要繼電器組有接口，從而全面監(jiān)控系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)和監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)收集的若干重要狀態(tài)如“開門”狀態(tài)，若干重要故障如“系統(tǒng)故障”通過(guò)PSC的指示燈面板反映。首先這樣電氣和監(jiān)控通訊兩個(gè)系統(tǒng)不會(huì)相互影響，獨(dú)立開來(lái)以后維修、改造方便。其次減低維修成本，一個(gè)部件損壞不必整個(gè)PSC更換。
三、制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
1、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
門機(jī)是屏蔽門系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，門控單元(DCU)是門機(jī)的重要組成部分，向．門控單元的豐要部分是服伺驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器。從成本來(lái)考慮，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)約占門機(jī)的l／2，約占屏蔽門系統(tǒng)每單元的1／6。目前，屏蔽門行業(yè)國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠商所采用的是大都是外購(gòu)?fù)ㄓ眉?，功能齊全，性能很好，相成地價(jià)格很高；有的還需要另外配置控制器，使得系統(tǒng)累贅和不可靠。相比之下，國(guó)外的屏蔽門廠商就有很大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗麄冋莆樟怂欧?qū)動(dòng)的核心技術(shù)，擁有他們自己的電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器，他們以最少的硬件投資成本，獲得了最大化的利潤(rùn)，他們賣的是技術(shù)。岡此，如果能夠自己研制伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，節(jié)省的成本將相當(dāng)可觀。
2、監(jiān)控軟件
運(yùn)行于中央接口盤(PSC)上的MMS和遠(yuǎn)方報(bào)警盤(PSA)上的監(jiān)視軟件系統(tǒng)，它能夠?qū)崟r(shí)臨測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。編程語(yǔ)言的選擇多為VB(Visual Basic)，從軟件的功能實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)的大小來(lái)說(shuō)，VB也完全能夠勝任，不過(guò)，已經(jīng)有不少客戶為了追求更好的性能，要求采用VC(Visual C++)。
3、現(xiàn)場(chǎng)總線
DCU的狀態(tài)信息是通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳遞到PSC的，對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)的選擇有多種，常見(jiàn)的有RS485、CAN總線、Profibus以及LonWorks等。由于地鐵站臺(tái)的距離一般較長(zhǎng)，有的將近200米，為了通信的實(shí)時(shí)、穩(wěn)定，現(xiàn)在多采用現(xiàn)場(chǎng)總線。每個(gè)DCU單元作為一個(gè)從設(shè)備(節(jié)點(diǎn))掛在總線上，總線豐設(shè)備放在屏蔽門系統(tǒng)設(shè)備室，上設(shè)備收集到DCU的狀態(tài)信息后發(fā)到PSC，完成通信。
四、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
所有控制線路通過(guò)硬線連接，保證了控制系統(tǒng)的高可靠性，成本較低. 監(jiān)控系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際工業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)總線進(jìn)行鏈接，傳輸大量信息. 采用這種方式保證了系統(tǒng)操作的高可靠性、良好的功能和設(shè)備擴(kuò)展，除門控器需要進(jìn)口外，其他控制部件和軟件都能由國(guó)內(nèi)的專業(yè)公司提供。
總結(jié)
地鐵屏蔽門是地鐵環(huán)控系統(tǒng)的重要部件，其活動(dòng)門數(shù)量多，運(yùn)營(yíng)中平均每2 min 就須開關(guān)門一次，其控制系統(tǒng)必須十分安全可靠. 地鐵屏蔽門是一復(fù)雜的分布參數(shù)控制系統(tǒng)，它集建筑、機(jī)械、電子和控制等科學(xué)于一體，其信息傳遞速率、同步性、系統(tǒng)可靠性和電磁兼容性等要求十分嚴(yán)格. 本文在經(jīng)過(guò)2 年多屏蔽門樣品研制，參照國(guó)外屏蔽門工程實(shí)例，結(jié)合國(guó)內(nèi)研究的基礎(chǔ)上，較深入地研究了屏蔽門的控制原理。.
【參考文獻(xiàn)】
[1] 張杰.地鐵屏蔽門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究與探討[期刊論文]-機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新2009,22(4)
[2] 饒美婉.地鐵屏蔽門直法流系統(tǒng)設(shè)計(jì)[期刊論文]-都市快軌交通2009,22(4)
可編程控制器（PLC）是在傳統(tǒng)的順序控制器基礎(chǔ)上引入微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)而產(chǎn)生的，用來(lái)取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，執(zhí)行邏輯控制、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)、數(shù)據(jù)處理及聯(lián)網(wǎng)與通信等功能。大量采用傳統(tǒng)繼電控制系統(tǒng)的設(shè)備通過(guò)改造或更新，成了PLC控制的自動(dòng)化系統(tǒng)。同時(shí)，又因?yàn)镻LC改造成本低、簡(jiǎn)單易用等，使其在教學(xué)實(shí)驗(yàn)及老企業(yè)設(shè)備改造上使用越來(lái)越普及。本文介紹在設(shè)計(jì)制作組合機(jī)床動(dòng)力實(shí)驗(yàn)臺(tái)的控制系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用。
1實(shí)驗(yàn)臺(tái)及控制要求
組合機(jī)床是由通用部件和部分專用部件所組成的高效率機(jī)床。而實(shí)驗(yàn)臺(tái)是組合機(jī)床一種重要的通用部件，可以根據(jù)不同工件的加工要求，通過(guò)電氣控制系統(tǒng)的配合實(shí)現(xiàn)動(dòng)力頭各種動(dòng)作循環(huán)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用繼電器控制系統(tǒng)，一旦控制系統(tǒng)接線完成，則控制功能即固定，如要改變控制系統(tǒng)控制功能，必須對(duì)繼電器控制系統(tǒng)的硬件電路重新設(shè)計(jì)、安裝和接線，費(fèi)時(shí)費(fèi)力又復(fù)雜。采用PLC控制后，只要通過(guò)可編程控制器改變相應(yīng)的控制程序，而不需對(duì)外部電路接線進(jìn)行改動(dòng)，即可適應(yīng)不同的控制要求，方便、高效又可靠。
實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)的工作原理圖如圖1所示。實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以通過(guò)改變電氣控制功能，滿足動(dòng)力頭以下多種動(dòng)作循環(huán)要求：
圖1實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)工作原理
①動(dòng)力頭快進(jìn)→一工進(jìn)→二工進(jìn)→停留→快退→原位停止；
②動(dòng)力頭快進(jìn)→工進(jìn)→快進(jìn)→工進(jìn)→停留→快退→原位停止；
③動(dòng)力頭快進(jìn)→工進(jìn)→停留→快退→原位停止；
④動(dòng)力頭快進(jìn)→停留→快退→原位停止；
本文以第一種動(dòng)作循環(huán)要求為例，說(shuō)明PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。
設(shè)計(jì)的PLC控制系統(tǒng)的控制功能要求如下：
①能滿足動(dòng)力頭上述第一種動(dòng)作循環(huán)要求；
②快進(jìn)、一工進(jìn)、二工進(jìn)、延時(shí)停留等各階段都有相應(yīng)的工作指示燈；
③終點(diǎn)停留方式可選（有壓力繼電器檢壓退回或時(shí)間繼電器延時(shí)退回兩種）；
④為確保安全，液泵電機(jī)有過(guò)載保護(hù)，動(dòng)力頭在任何中間位置都可通過(guò)手動(dòng)按鈕快速退到原位；
2硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
采用SE-11R-EX型整體式小型PLC。該型號(hào)PLC采用AC110/220V或DC24V電源供電，有自帶24V直流電源的15點(diǎn)輸入接口及9點(diǎn)繼電器輸出接口。輸出接口可直接控制負(fù)載220V的小功率交流電磁鐵工作。PLC的輸入輸出配置如表1所示。
表1PLC的輸入輸出配置
由液壓原理圖可知，一工進(jìn)、二工進(jìn)是通過(guò)電磁鐵3YA、4YA切斷該液壓分路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。液壓泵啟動(dòng)時(shí)3YA、4YA即處于通電工作狀態(tài)。電磁鐵動(dòng)作順序如表2所示。PLC控制系統(tǒng)的硬件接線圖如圖2所示。
表2電磁鐵動(dòng)作順序
3軟件設(shè)計(jì)
根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)的控制要求，程序按照如下動(dòng)作順序設(shè)計(jì)：
①用按鈕SB4選擇終點(diǎn)停留方式（按下SB4，采用定時(shí)器延時(shí)后退回；否則采用壓力繼電器檢壓退回，此時(shí)，終點(diǎn)行程開關(guān)ST3不起作用）。
②按下按鈕SB2時(shí)液壓泵啟動(dòng)，為動(dòng)力頭前進(jìn)提供壓力油。
圖2硬件接線圖
③按下按鈕SB3，動(dòng)力頭快進(jìn)。
④壓下行程開關(guān)ST1，動(dòng)力頭轉(zhuǎn)為一工進(jìn)。
⑤壓下行程開關(guān)ST2，動(dòng)力頭轉(zhuǎn)為二工進(jìn)。
⑥到終點(diǎn)壓下行程ST3后動(dòng)力頭停止，延時(shí)計(jì)時(shí)開始。
⑦延時(shí)結(jié)束動(dòng)力頭快速回退，到原位時(shí)壓下行程開關(guān)ST4，動(dòng)力頭停止。
程序采用PLC梯形圖編寫。該型號(hào)PLC輸入繼電器用I來(lái)表示，輸出繼電器用O來(lái)表示，中間繼電器用S來(lái)表示。為使整個(gè)程序結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，方便閱讀理解，該程序中所有自鎖環(huán)節(jié)都通過(guò)中間繼電器實(shí)現(xiàn)。
為了精簡(jiǎn)程序，提高編程效率，本程序采用了主控指令MCS和MCR，同時(shí)也起到了聯(lián)鎖控制的作用（即在液壓泵沒(méi)有啟動(dòng)時(shí)，后面的快進(jìn)按鈕SB3和快退按鈕SB5不起作用）。程序中還用了很多中間繼電器作為中間狀態(tài)的記憶或過(guò)渡。
控制系統(tǒng)的梯形圖程序如圖3所示。本程序通過(guò)實(shí)際調(diào)試，使用效果良好。實(shí)驗(yàn)臺(tái)在使用過(guò)程中如有不同的控制要求，可在不改動(dòng)接線或改動(dòng)很少的情況下，通過(guò)程序的改變來(lái)滿足不同的控制要求，大大節(jié)省了安裝調(diào)試時(shí)間，提高了效率。
圖3控制系統(tǒng)梯形圖程序
4結(jié)論
應(yīng)用PLC實(shí)現(xiàn)電氣控制，可以充分發(fā)揮PLC可靠性高、接線簡(jiǎn)單、易學(xué)、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)，所以，PLC在設(shè)備改造、研制中可以發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
參考文獻(xiàn)
1 廖常初. PLC編程及應(yīng)用〔M〕 . 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.
2 王也仿.可編程控制應(yīng)用技術(shù)〔M〕 . 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
