萬 敏（四川中車玉柴發(fā)動(dòng)機(jī)股份有限公司,四川 資陽 641300）

?

NY210主推用柴油機(jī)的電氣控制設(shè)計(jì)

萬 敏
（四川中車玉柴發(fā)動(dòng)機(jī)股份有限公司,四川 資陽 641300）

摘 要：柴油機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備類型，在本文中，將就NY210主推用柴油機(jī)的電氣控制設(shè)計(jì)進(jìn)行一定的研究。

關(guān)鍵詞：NY210主推用柴油機(jī)；電氣控制設(shè)計(jì)；柴油機(jī)

1 引言

NY210是一種功率在1200至1950kW范圍內(nèi)的柴油機(jī)，適合應(yīng)用在陸用以及船舶發(fā)電等情況下。對(duì)于目前大部分NY210柴油機(jī)來說，其往往以機(jī)械或者人工的方式進(jìn)行操作，對(duì)于該種方式來說，對(duì)操作人員的狀態(tài)以及經(jīng)驗(yàn)具有著較大的依賴，不能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效果進(jìn)行保證，對(duì)此，就需要通過電氣控制系統(tǒng)的設(shè)備對(duì)其自動(dòng)化操作進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

2 NY210柴油機(jī)電氣控制設(shè)計(jì)

2.1 傳感器選擇

在設(shè)備應(yīng)用中，傳感器作為一類信號(hào)輸入裝置，則能夠在對(duì)系統(tǒng)所需信息進(jìn)行采集的同時(shí)將其以電信號(hào)的方式傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧?dāng)中。在實(shí)際選擇中，具有著以下方面要求：第一，可靠性高，這是對(duì)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行保證的基礎(chǔ)，需要其能夠在惡劣的環(huán)境下也能夠具有穩(wěn)定的工作特征，將失效效率降至最低；第二，精度高。要想對(duì)功能精度進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，就需要通過具有相應(yīng)精度傳感器的應(yīng)用作為功能支撐；第三，高響應(yīng)速度。在控制系統(tǒng)中，所選擇中間執(zhí)行元件、最終執(zhí)行元件以及傳感器元件的應(yīng)用對(duì)其動(dòng)作以及響應(yīng)能力進(jìn)行決定。監(jiān)控點(diǎn)確定方面，則需要包括以下方面：第一，轉(zhuǎn)速監(jiān)控，即設(shè)置報(bào)警轉(zhuǎn)速以及停車轉(zhuǎn)速傳感器；第二，溫度監(jiān)控，重點(diǎn)位置溫度以及不同缸排溫監(jiān)控；第三，壓力監(jiān)控，對(duì)于重點(diǎn)位置，要通過壓力傳感器的應(yīng)用對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在NY210中，其監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)功能的不同可以分為安全保護(hù)以及控制這兩部分。其中，控制系統(tǒng)對(duì)柴油機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行控制，對(duì)柴油機(jī)的故障報(bào)警以及運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測。安全保護(hù)的功能則是當(dāng)系統(tǒng)失效、對(duì)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備故障產(chǎn)生危害時(shí)，所產(chǎn)生的保護(hù)性動(dòng)作。在該系統(tǒng)中，安全系統(tǒng)電源、輸出輸入通道以及控制系統(tǒng)幾者間保持獨(dú)立，對(duì)CCS相互獨(dú)立性原則進(jìn)行滿足。

2.2.1 控制系統(tǒng)

在該系統(tǒng)中，其由熱電偶輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、模擬量輸入模塊以及CPU等組成，同系統(tǒng)的幾種控制臺(tái)、人機(jī)界面以及安全保護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接。在實(shí)際工作中，當(dāng)其需要對(duì)保護(hù)操作功能進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，將通過開關(guān)量輸出模塊對(duì)功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，對(duì)安全保護(hù)系統(tǒng)以及系統(tǒng)模塊的PLC以及FX進(jìn)行通訊，通過工業(yè)總線的應(yīng)用將數(shù)據(jù)傳輸?shù)募嘏_(tái)當(dāng)中進(jìn)行處理，以此對(duì)故障停車以及輸出報(bào)警等信號(hào)進(jìn)行發(fā)出。同時(shí)。人機(jī)界面也將同控制系統(tǒng)連接，在界面上對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的報(bào)警信號(hào)以及工況參數(shù)等進(jìn)行反映，具有著更高的人性化程度，可以說是整個(gè)電氣控制的核心環(huán)節(jié)。

2.2.2 安全保護(hù)系統(tǒng)

對(duì)于安全保護(hù)系統(tǒng)來說，其將對(duì)發(fā)送機(jī)上不同開關(guān)以及轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行接收，并對(duì)相應(yīng)的緊急停機(jī)以及停機(jī)信號(hào)進(jìn)行發(fā)出，其主要功能有：第一，停止運(yùn)行。對(duì)處于運(yùn)行中的控制系統(tǒng)以及柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)緊急停車；第二，對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其處于勉強(qiáng)能夠運(yùn)行的狀態(tài)；第三，在安全系統(tǒng)操作過程中，需要在對(duì)應(yīng)控制柜位置對(duì)聲光報(bào)警信號(hào)進(jìn)行發(fā)出，并對(duì)保護(hù)系統(tǒng)的動(dòng)作原因進(jìn)行顯示；第四，應(yīng)當(dāng)同控制等系統(tǒng)相互獨(dú)立，即在發(fā)動(dòng)機(jī)處于停機(jī)以及報(bào)警的情況下對(duì)發(fā)送機(jī)停車保護(hù)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

2.2.3 系統(tǒng)優(yōu)勢

在該安全保護(hù)以及控制系統(tǒng)中，其都對(duì)具有獨(dú)立特征的交直流輸入電源進(jìn)行了應(yīng)用，并對(duì)專門的供電電源箱進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在提升系統(tǒng)供電可靠性的同時(shí)對(duì)相互間的干擾情況進(jìn)行了避免。同時(shí)，其能夠在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)不同參數(shù)進(jìn)行采集的同時(shí)通過人機(jī)界面對(duì)其進(jìn)行顯示，操作者以修改參數(shù)的方式則能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的調(diào)整。同時(shí)，安全保護(hù)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)也將在機(jī)旁監(jiān)控柜當(dāng)中得到封裝，在具有更小占地面積的同時(shí)也具有著布局集中的特點(diǎn)。

3 電氣控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 PLC設(shè)計(jì)流程

對(duì)實(shí)際對(duì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要能夠?qū)Y(jié)構(gòu)化以及模塊化的方式進(jìn)行選擇，保證其具有功能齊全、構(gòu)成簡單、可靠性高、體積小、維護(hù)方便以及電磁兼容性好的特點(diǎn)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，要按照以下流程開展工作：第一，根據(jù)PLC選擇的類型對(duì)編程軟件進(jìn)行確定；第二，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化流程圖進(jìn)行編寫。在流程圖中，主要包括有正常停機(jī)、甩車、自動(dòng)啟機(jī)以及緊急停機(jī)等流程；第三，對(duì)整套程序進(jìn)行編寫，對(duì)梯形圖編程方式進(jìn)行選擇，并做好適當(dāng)?shù)淖⑨尮ぷ鳎坏谒?，?duì)程序進(jìn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)參數(shù)的修正以及整定。

3.2 程序設(shè)計(jì)流程

在對(duì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要按照以下流程開展工作：第一，對(duì)編程語言進(jìn)行確定，可以根據(jù)實(shí)際需求對(duì)C或者C++語言進(jìn)行應(yīng)用；第二，對(duì)程序流程圖進(jìn)行編寫；第三，在做好整套程序編寫的同時(shí)做好必要的注釋工作；第四，進(jìn)行程序調(diào)試，對(duì)參數(shù)進(jìn)行修正以及整定工作。

4 NY210在船舶應(yīng)用重點(diǎn)

NY210在船舶具有著較為廣泛的應(yīng)用，在該領(lǐng)域系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要做好以下方面的把握：第一，船舶在應(yīng)用中具有著環(huán)境惡劣的特征，并因此對(duì)電氣設(shè)備具有了較高的要求，對(duì)此，無論是設(shè)計(jì)安裝還是電氣選型，都需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)開展工作。對(duì)于可能對(duì)傳播航行安全產(chǎn)生影響的設(shè)備，則需要通過應(yīng)急供電以及多路供電等方式對(duì)其生存能力進(jìn)行提升；第二，在船舶容量不斷加大的情況下，其功率密度也隨之提升，在這種情況下，就需要對(duì)電氣控制系統(tǒng)的改造優(yōu)化更好的對(duì)其應(yīng)用需求進(jìn)行滿足；第三，要積極開展電氣控制系統(tǒng)傳感器、計(jì)算機(jī)控制以及執(zhí)行器等方面技術(shù)的開發(fā)；第四，在船舶目前復(fù)雜程度以及船舶容量不斷增加的情況下，以往半自動(dòng)方式已經(jīng)不能夠?qū)ζ溥\(yùn)行要求進(jìn)行滿足。對(duì)此，則需要通過基于現(xiàn)代控制模式的應(yīng)用對(duì)船舶電氣化優(yōu)勢進(jìn)行充分發(fā)揮。

5 結(jié)束語

在上文中，我們對(duì)NY210主推用柴油機(jī)的電氣控制設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定的研究，需要在工作開展能夠把握重點(diǎn)，以科學(xué)設(shè)計(jì)方式的應(yīng)用滿足運(yùn)行要求。

參考文獻(xiàn)：

［1］段煉,袁壽其,胡林峰,俞建達(dá),夏興蘭.蒙特卡洛法在共軌系統(tǒng)可靠性分析中的應(yīng)用［J］.江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2016（02）：101-103.

［2］吳文江,張學(xué)強(qiáng),鄭明軍,李晨陽.不同轉(zhuǎn)速下柴油機(jī)多剛體配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真分析［J］.國防交通工程與技術(shù),2016（01）：77-79.

［3］胡祖寶,董國通,仲恒.DSPTMS320X2812驅(qū)動(dòng)的PWM波變頻調(diào)速系統(tǒng)［J］.工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2016（01）：201-204.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.066