内燃机车PLC控制系统及优化方式研究

芮井成 邓彦成 白光伟 方文杰 罗振勇

摘 要：随着社会经济的不断发展，内燃机车交通运输服务需求不断增加，其运行速度和运行负荷大大增加，因此，对内燃机车控制系统的要求也越来越高。然而，常规内燃机车控制系统的电路控制触点多结构复杂，操作维护困难，易发故障。如果持续大电流，电路很可能会烧坏，进而威胁到行车安全。基于PLC的内燃机车逻辑控制系统电路更精简，系统运行更稳定，运维成本也更低。因此，有必要积极探讨基于PLC的内燃机车逻辑控制系统，有效提高内燃机车控制效率。

关键词：内燃机车;PLC控制系统;优化方式

引言：当前内燃机车基础制动系统在机车中应用较为广泛，对系统运行具有重要的推动作用，当前在很多设备中均被使用，技术原理不复杂，应用优势明显，当前被广泛推广。但是经过长期使用之后，由于系统内部以及外部综合要素的影响，系统实际运行过程中可能出现这样那样的故障，给系统的正常运行造成了不良影响，要求进行必要的故障诊断、预测与分析，及时解决系统运行中的一些实际问题，在进行正确故障诊断的基础上采取正确的应对处理对策，为系统正常运行提供保障。

一、PLC技术简述

所谓PLC技术，简单来说就是可编程控制器，可以按照实际需要选择控制模块，相关的控制程序能够保证在控制功能方面的需求切实满足，在工业领域中已经得到了广泛应用。PLC在质量方面是具有优势的，而且可靠性较高。CPU选用的是达到工业级的信号处理器，相关的元件也都达到了工业级，从厂家直接购买，电源元件的审核是十分严格的，确保选择的元件不存在任何质量问题。

二、柴油机控制

所谓柴油机控制，简单来说就是供电启动、停机。从柴油机启动来看，和汽车启动方式是大致相同的，在油水温度不低少于20度的基础上，将司机控制器手柄置于零位，换向手柄置于中间位，合辅助机油泵开关，打滑油1-2分钟，合燃油泵开关，燃油压力150-250kPa，手动启动按钮3S，延时45-60S后接触器可以获得电源，启动电机驱动柴油机，在5S内柴油机点火启动。

三、电气保护电路控制

内燃机车配套多项保护装置，如盘车保护装置、温度保护装置、过流保护装置、空转保护装置、油压保护装置等，以有效确保柴油机及其他电气设备的稳定工作，进而有效保障机车安全运行。在基于PIC的逻辑控制系统中保留原有保护装置，将保护装置电路对应的触点作为相互锁定触点融入PLC程序中。换向手柄在“制动”位时，司机控制器SK1开关接通，输出1103点接通，断开制动电空阀2HGg，制动线圈通电。主手柄置于“1”位，励磁机励磁电路接触器LLC线圈和励磁接触器LC线圈按照规定的顺序执行动作，1104、0204、00205、1103、1204接通，电阻制动接触器ZC线圈通电，实现电阻制动。如果测速发电机CF发生故障，则接通故障励磁开关9K，1104、0003、1101常闭，0201、1007导通，和1104并联的常开触点自动锁定。打开继电器GLFC线圈电源，断开测速发电机电路，排除故障源。同时，0201、1006接通，固定发电接触GFC线圈接通，开始固定发电。然后将主手柄抬至“l”位置为柴油机充电，从而可以保护电触点并保持机车运行稳定。此时1205接通，GLC线圈通电，启动故障励磁。在固定发电状态下，励磁机的励磁电流由启动发电机QF提供。

四、抗干扰设计

对于机车继电器和电磁阀线圈断电时产生的浪涌电压，可以在继电器、电磁阀和其他线圈两端并联浪涌电压吸收器，采取二极管、电容、压敏电阻等多种装置有效吸收浪涌电压。例如，可以用压敏电阻吸收ns级别的浪涌电压。内燃机车电源可采用DC/DC升压滤波方式，可有效地防止因电源波动而导致的控制系统故障。DC/DC升压滤波模块不仅可以为控制系统供电，还可以为微机系统供电，使其更加安全。内燃机车正常运行时，机车所有设备由辅助发电机供电，且能够给蓄电池持续充电。

五、制动缸控制

制动缸是系统运行中的重要内容与构成之一，对系统的正常运行以及功能的正常发挥起着一定的影响作用。为了全面确保系统的正常有序运行，要求不断加强并优化对制动缸运行情况的检查，通过对作业运行情况的长期跟踪与数据分析，可见制动缸运行过程中最易出现的故障与问题是制动缸行程过大，给系统的正常稳定运行造成一定的干扰，同时也在一定程度上影响了其他部件的正常运行与功能发挥，已经成为了当前制动缸运行中的主要故障之一，成为了系统正常运行中的重要干扰要素之一，为此结合故障实际运行情况采取相应的应对措施。制动缸作业中可能出现过量供给的现象，其中的原因较为复杂，较为常见的原因有风阀作用不良、自阀作用不佳，从而导致系统运行中出现了多种故障问题。

六、敲缸問题处理

内燃机车柴油机气门异响问题主要是由于活塞连杆与缸套间隙扭簧断裂和喷油泵雾化异常引起的。首先，在内燃机车柴油机的具体安装过程中，相关工作人员应在安装前进行现场检查，确保柴油机安装现场没有其他污染物，并使用相应的配套设施，再进行安装。其次，在安装喷油泵之前，装配人员要对喷油泵点火提前角进行准确的计算，并保证温度不发生变化，从而确保燃油爆发点火，保证喷油泵稳定工作。

PLC技术在内燃机中的使用有效地解决了多种继电器以及接触屏控制系统复杂的问题，简化了工作流程，通过PLC控制系统的使用，机车的电气控制系统工作稳定性得到加强，机车的触摸式液晶显示屏极大地方便了操作人员对机车运行状态的实时监测，此外可以对机车的故障信息进行记录，有助于对设备进行检查与维修。

参考文献：

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