1、引言

静音移动发电站(PLS)是以越野汽车二类底盘为基础研制的一种用于后勤物资集装化补给的专用电源车，该发电车作业工况和控制动作较多,在产品设计中采用了一系列先进技术,如更低噪音、模糊控制等,从而对发电机组的控制提出了更高的要求。20世纪90年代可编程逻辑控制技术进入发电机组领域,并在模块中集成了脉宽调制(PWM)功能,可直接驱动电球,成为发电机组专用PLC控制器。当前,国内的发电机组产品中采用专用PLC控制器的还不多,本文所研究的控制系统正是以发电机组专用PLC为核心,其相关技术对于同类产品具有参考价值。

2、柴油发电车系统工作原理

PLC实时采集各种模拟信号,如:开机位置检测信号、稳定器位置检测信号、停机位置检测信号和H架位置检测信号等,经过A/D转换送入中央处理器(CPU),与实时采集的作业模式选择信号、作业对象选择信号、装/卸操作信号等一起处理,产生各种控制信号输出,经过脉宽调制处理,控制停机电液比例阀、开机电液比例阀、稳定器电液比例阀、H架随车装置电液比例阀的动作,驱动各机构进行相应的伸缩或翻转动作,实现对装卸过程的自动控制或完成作业工况的转换。为了节省PLC的I/O点,节省系统成本,点动控制回路、紧急停止控制回路和显示回路均设置在PLC外部电路中。控制系统中设置有语音提示器,通过CAN总线和PLC进行通讯,接收PLC和相应传感器传来的信息,对操作步骤进行语音提示,对误操作和系统故障进行语音报警。

1.静音移动发电站的PLC控制系统可以实现如下功能:

2.作业工况的逻辑判断;

3.开机和停机及运行过程的连续控制;

4.稳定器的伸展和收缩控制;

5.H架随车装置的翻转控制;

6.操作步骤的语音提示;

7.误操作锁止并进行语音提示;

8.故障自诊断并进行语音提示。

3、PLC控制器

PLC控制器是移动发电机组整机控制系统的核心,因此,采用了发电机组专用可编程逻辑控制器(mobile PLC)模块。

20世纪90年代,可编程逻辑控制技术开始进入发电机组领域,并在模块中集成了脉宽调制(PWM)功能,可直接驱动电液比例阀,成为发电机组专用PLC模块。本文设计的控制系统所采用的PLC为EPEC公司的3G+系列产品,该系列控制器的工作电压为10～30 V,工作温度为-40℃～+70℃,防护等级可达IP67,抗震条件等性能指标完全符合工程机械恶劣的工作环境。控制器的PWM输出电流为0～200 mA可调,作为开关量输出时,每路驱动能力100～3 000 mA,可以满足移动发电机组的控制要求。控制器上设置有CAN总线接口,可用于同语音提示器之间的数据通讯。

4、结语

采用PLC控制系统,克服了传统继电器控制系统的不足,使装备在各种恶劣环境下作业时均具有非常高的可靠性和抗干扰能力,且操作简单、维护方便。由于核心控制器采用了发电机组专用可编程逻辑控制器(mobile PLC),防护等级达IP67,同时具有较高的温度适用范围及抗振性,完全适合在移动发电机组上应用,克服了以往现场总线类PLC的温度范围窄、防护等级低的缺陷。

在控制系统中加入语音提示器,便于对系统故障的判断和排除,有利于提高装备的作业效率,同时对发电设备的信息化建设也是有益的补充。

很多硬件设计工作都已转化为软件设计工作,当需要提升装备的性能或增加装备的功能时,多数情况下只需对软件部分进行修改即可实现,因此便于装备的升级和改造。

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