施耐德Twido PLC在噴油泵校驗(yàn)控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

分類：技術(shù)教程日期：2008-01-11 00:00:00

1. 概述
　　近年來(lái)中國(guó)機(jī)動(dòng)車產(chǎn)量和保有量迅速增長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)車排放造成的污染問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，要使環(huán)境能夠容納更多的機(jī)動(dòng)車,降低排放負(fù)荷是解決機(jī)動(dòng)車污染問(wèn)題的必然選擇和有效手段。2004年，北京全面實(shí)行了歐II排放標(biāo)準(zhǔn)，2005年7月北京實(shí)行歐III排放標(biāo)準(zhǔn)，低排放甚至零排放汽車將成為未來(lái)汽車工業(yè)的發(fā)展方向。
　　隨著柴油機(jī)技術(shù)水平的提高，柴油機(jī)的使用呈上升趨勢(shì)。噴油泵是柴油機(jī)的重要總成，其工作性能直接影響與其匹配的柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放，所以噴油泵的調(diào)試是柴油機(jī)的生產(chǎn)和維修的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。噴油泵的調(diào)試在噴油泵試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，調(diào)試質(zhì)量與噴油泵試驗(yàn)臺(tái)所反映的油量真實(shí)性密切相關(guān)。
　　目前國(guó)內(nèi)噴油泵實(shí)驗(yàn)臺(tái)大多采用單片機(jī)開(kāi)發(fā)，噴油泵進(jìn)油口溫度控制，溫度控制范圍在±2℃，無(wú)法滿足噴油泵歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)要求。進(jìn)口實(shí)驗(yàn)臺(tái)以博世為例，全套引進(jìn)大約200萬(wàn)人民幣左右。采用施耐德Twido PLC和ATV31變頻器配合控制，觸摸屏設(shè)置和監(jiān)控整個(gè)校驗(yàn)過(guò)程，除可滿足歐II排放標(biāo)準(zhǔn)噴油泵的校驗(yàn)要求外，也大大降低了成本，同時(shí)解決了原有實(shí)驗(yàn)臺(tái)操作不直觀、界面不友好及維護(hù)升級(jí)困難等缺點(diǎn)。
2. 系統(tǒng)描述
　　系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)智能化的試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑僮骱?jiǎn)捷方便簡(jiǎn)單、界面友好美觀，重要參數(shù)（轉(zhuǎn)數(shù)、溫度、壓力、計(jì)數(shù)值）要醒目。系統(tǒng)安全、可靠、使用的技術(shù)，細(xì)致考慮，涉及多方位。

1) 系統(tǒng)框圖

2) 施耐德電氣元件配置表

３) 系統(tǒng)組成及功能
　　<1>油箱
　　(1) 熱油箱采用電阻絲加熱，通過(guò)PID功能配合熱油箱溫度傳感器的反饋將熱油箱溫度控制在設(shè)置范圍內(nèi)。
　　(2) 冷油箱采用壓縮機(jī)制冷，由于壓縮機(jī)不能夠頻繁啟動(dòng)，故采用前饋控制，通過(guò)冷油箱溫度傳感器反饋的上下限溫度來(lái)開(kāi)啟和關(guān)閉制冷機(jī)。
　　(3) 熱油箱、冷油箱的加熱和制冷工作前提：油泵開(kāi)啟，油位正常。油位報(bào)警實(shí)時(shí)在觸摸屏中顯示。
　　(4) 熱油溫度、冷油溫度、制冷機(jī)最小起動(dòng)時(shí)間可在觸摸屏中設(shè)置。
　　<2>油泵
油泵控制為外部電路完成，熱油泵、冷油泵同時(shí)啟停。PLC采集油泵起動(dòng)信號(hào)作為控制油箱加熱和制冷起動(dòng)的條件。
　　<3>溫度和壓力控制和測(cè)量
　　溫度通過(guò)PLC控制熱油和冷油電磁閥的開(kāi)啟時(shí)間將油混合的方式，將回油溫度控制在設(shè)置值的±0.3℃。進(jìn)油壓力、泵腔壓力穩(wěn)定并在觸摸屏上顯示。不同流量噴油泵的校驗(yàn)參數(shù)通過(guò)觸摸屏一鍵轉(zhuǎn)換。
　　<4>電機(jī)控制和量油計(jì)數(shù)值設(shè)置
　　電機(jī)控制采用2種不同方式，控制精度±1轉(zhuǎn)/分。為防止分配泵干磨，油泵起動(dòng)后方可起動(dòng)電機(jī)。
　　(1) 第一種方式為自動(dòng)方式，即PLC和變頻器通過(guò)內(nèi)置的RS485接口連接，MODBUS RTU協(xié)議DRIVECOM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通訊控制。可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停機(jī)和20段轉(zhuǎn)速的控制。每一轉(zhuǎn)速可單獨(dú)設(shè)置回油溫度和量油次數(shù)值。大大增加了可靠性，并減少了模擬量輸出的成本和接線復(fù)雜度。
　　(2) 第二種方式為手動(dòng)方式，即通過(guò)變頻器的外部AI/DI端子通過(guò)電位器0-10V模擬量信號(hào)自由調(diào)速并控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)。對(duì)應(yīng)輸出為0-3200轉(zhuǎn)/分。回油溫度和量油計(jì)數(shù)值單獨(dú)設(shè)置。
　　<5>量油次數(shù)和控制
　　量油計(jì)數(shù)采用霍爾開(kāi)關(guān)檢測(cè)，通過(guò)PLC高速計(jì)數(shù)功能計(jì)算，大大提高了精確度。開(kāi)始計(jì)數(shù)時(shí)電磁鐵吸合拉開(kāi)擋油板，油開(kāi)始進(jìn)入量油杯。計(jì)數(shù)到，電磁鐵釋放推回?fù)跤桶濉Ｓ蛷膿跤桶寤亓鳌?BR>　　<6>報(bào)警
　　多種實(shí)時(shí)報(bào)警功能：油箱油位報(bào)警，霍爾開(kāi)關(guān)損壞報(bào)警，制冷時(shí)間報(bào)警，油溫未在控制范圍內(nèi)量油計(jì)數(shù)報(bào)警，變頻器故障報(bào)警，急停報(bào)警。
　　3. 結(jié)束語(yǔ)
　　(1)使用全套施耐德產(chǎn)品，如XBTG人機(jī)界面，Twido PLC，使控制系統(tǒng)能夠更好的相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫化通信。
　　(2)充分利用XBTG觸摸屏內(nèi)部大量的內(nèi)存空間來(lái)存放用戶工藝參數(shù)，簡(jiǎn)化了Twido PLC的編程工作，使PLC系統(tǒng)更容易。
　　(3)可以讀取變頻器內(nèi)部許多參數(shù)，如電機(jī)電流，電機(jī)轉(zhuǎn)速等等，用于變頻器的故障報(bào)警，更好地維護(hù)保養(yǎng)設(shè)備。
　　<7>ATV31可以實(shí)現(xiàn)控制與給定分開(kāi)，這樣可以保證系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)及時(shí)停車。