施耐德Twido PLC在噴油泵校驗控制系統(tǒng)的實際應用
1. 概述
近年來中國機動車產(chǎn)量和保有量迅速增長，機動車排放造成的污染問題逐漸顯現(xiàn)出來，要使環(huán)境能夠容納更多的機動車,降低排放負荷是解決機動車污染問題的必然選擇和有效手段。2004年，北京全面實行了歐II排放標準，2005年7月北京實行歐III排放標準，低排放甚至零排放汽車將成為未來汽車工業(yè)的發(fā)展方向。
隨著柴油機技術水平的提高，柴油機的使用呈上升趨勢。噴油泵是柴油機的重要總成，其工作性能直接影響與其匹配的柴油機的動力性、經(jīng)濟性和排放，所以噴油泵的調(diào)試是柴油機的生產(chǎn)和維修的一個重要環(huán)節(jié)。噴油泵的調(diào)試在噴油泵試驗臺上進行，調(diào)試質量與噴油泵試驗臺所反映的油量真實性密切相關。
目前國內(nèi)噴油泵實驗臺大多采用單片機開發(fā)，噴油泵進油口溫度控制，溫度控制范圍在±2℃，無法滿足噴油泵歐Ⅱ排放標準的檢驗要求。進口實驗臺以博世為例，全套引進大約200萬人民幣左右。采用施耐德Twido PLC和ATV31變頻器配合控制，觸摸屏設置和監(jiān)控整個校驗過程，除可滿足歐II排放標準噴油泵的校驗要求外，也大大降低了成本，同時解決了原有實驗臺操作不直觀、界面不友好及維護升級困難等缺點。
2. 系統(tǒng)描述
系統(tǒng)要實現(xiàn)智能化的試驗模式，操作簡捷方便簡單、界面友好美觀，重要參數(shù)（轉數(shù)、溫度、壓力、計數(shù)值）要醒目。系統(tǒng)安全、可靠、使用的技術，細致考慮，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置范圍內(nèi)。
(2) 冷油箱采用壓縮機制冷，由于壓縮機不能夠頻繁啟動，故采用前饋控制，通過冷油箱溫度傳感器反饋的上下限溫度來開啟和關閉制冷機。
(3) 熱油箱、冷油箱的加熱和制冷工作前提：油泵開啟，油位正常。油位報警實時在觸摸屏中顯示。
(4) 熱油溫度、冷油溫度、制冷機最小起動時間可在觸摸屏中設置。
<2>油泵
油泵控制為外部電路完成，熱油泵、冷油泵同時啟停。PLC采集油泵起動信號作為控制油箱加熱和制冷起動的條件。
<3>溫度和壓力控制和測量
溫度通過PLC控制熱油和冷油電磁閥的開啟時間將油混合的方式，將回油溫度控制在設置值的±0.3℃。進油壓力、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參數(shù)通過觸摸屏一鍵轉換。
<4>電機控制和量油計數(shù)值設置
電機控制采用2種不同方式，控制精度±1轉/分。為防止分配泵干磨，油泵起動后方可起動電機。
(1) 第一種方式為自動方式，即PLC和變頻器通過內(nèi)置的RS485接口連接，MODBUS RTU協(xié)議DRIVECOM標準進行通訊控制?？蓪崿F(xiàn)對電機的正轉、反轉、停機和20段轉速的控制。每一轉速可單獨設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雜度。
(2) 第二種方式為手動方式，即通過變頻器的外部AI/DI端子通過電位器0-10V模擬量信號自由調(diào)速并控制電機正反轉。對應輸出為0-3200轉/分。回油溫度和量油計數(shù)值單獨設置。
<5>量油次數(shù)和控制
量油計數(shù)采用霍爾開關檢測，通過PLC高速計數(shù)功能計算，大大提高了精確度。開始計數(shù)時電磁鐵吸合拉開擋油板，油開始進入量油杯。計數(shù)到，電磁鐵釋放推回擋油板。油從擋油板回流。
<6>報警
多種實時報警功能：油箱油位報警，霍爾開關損壞報警，制冷時間報警，油溫未在控制范圍內(nèi)量油計數(shù)報警，變頻器故障報警，急停報警。
3. 結束語
(1)使用全套施耐德產(chǎn)品，如XBTG人機界面，Twido PLC，使控制系統(tǒng)能夠更好的相互結合，實現(xiàn)無縫化通信。
(2)充分利用XBTG觸摸屏內(nèi)部大量的內(nèi)存空間來存放用戶工藝參數(shù)，簡化了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)，如電機電流，電機轉速等等，用于變頻器的故障報警，更好地維護保養(yǎng)設備。
<7>ATV31可以實現(xiàn)控制與給定分開，這樣可以保證系統(tǒng)在發(fā)生故障時及時停車。
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