工矿机车GK1F、GK1C柴油机调速控制
作者:jnscsh 时间:2021-07-06 09:05:43 浏览次数:次
工作方式是三相双三拍。
(1)柴油机升降转速方向控制。即步进电机转向控制:正转顺序AB-BC-CA;反转顺序BA-AC-CB。
(2)柴油机转速变化快慢控制。即步进电机步距角的行进速度。
1.2 调速程序框
根据上述控制要求,可作出柴油机调速控制(步进电机)运行时的程序框。可将程序分成三个方面设计。
(1)步进电机的运行条件。
(2)步进电机的步进控制。
(3)A、B、C三相绕组输出对象的控制。
2 调速梯形图程序设计
2.1 输入﹨输出(I﹨O)编址
控制步进电机的各输入开关量及控制A、B、C三相绕组工作的输出端在PLC中的I/O编址如表1所示:
2.2 步进电机运行逻辑
以柴油机运行条件及司控器触点逻辑(表2),制定出步进电机运行逻辑条件(表3)
内燃机司控器采用的是TKS手柄式控制器,共5个位置,即“0”、“1”、“降”、“保”、“升”
其触点对应的逻辑关系如下(表2):
2.3 移位程序设计
采用三菱PLC移位SFTR指令,按照三相双三拍的步进顺序控制,用组合位元件K1M0组成移位内部继电器,其初值赋予K8,真值表如表4。
移位指令启动条件,用定时器T246每隔10ms,产生一个脉冲移位信号,向右移动1位,步进电机转动一个步距角(一拍),完成三次(三拍)后,立即对K1M0赋初值。
根据移位内部继电器输出状态作出步进电机的正反转状态真值表,如表5所示,可得出三相绕组的控制逻辑关系式:
正转:
A相:Y0=M3+M1
B相:Y1=M3+M2
C相:Y2=M2+M1
反转:
A相:Y0=M3+M1
B相:Y1=M2+M1
C相:Y2=M3+M2
2.4 梯形图程序
根据以上分析,即可写出调速梯形图程序如下:
其中:
(1)0-13步为步进电机的运行条件。
(2)18-34步为步进电机的步进控制。
(3)44-55步为步进电机的输出控制。
2.5 梯形图程序柔性化
本程序结构简洁,逻辑清晰,而且非常容易修改。内燃机车装载的柴油机有济柴的12V190ZJ系列调速器,有6240ZJ系列的柴油机。装载的柴油机不同,升降转速快慢要求不一样,可以通过调整程序里面的T246的定时时间(即脉冲产生的周期),改变每步距角的时间,即可改变升降转速的快慢。
本次采用的步进电机工作方式是三相双三拍的运行模式,可以更改成三相六拍的工作模式,只需把位组合元件改成K2M0,初值赋K64,其他程序按照以上的思路更改即可。
2.6 plc扫描周期的影响
本文采用的三菱FX2N系列PLC运行速度快,扫描周期短。经调试,本程序扫描周期为1-2ms,而程序产生的定时脉冲时间为10ms,远大于PLC的扫描周期。经试验,步进电机工作平稳、无丢步、滞后现象。
3 结束语
本设计是用PLC直接控制步进电机,减少了故障点,节省了中间环节的成本,保证了柴油机调速的平稳可靠。还可根据柴油机的特点,改变步进电机的步进速度,匹配不同柴油机升降转速。
[责任编辑:汤静]
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