摘 要：在PLC下變頻牽引機(jī)車智能控制系統(tǒng)研究過程中，主要對變頻器端子控制技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，并配合Modbus串口通信控制實現(xiàn)對機(jī)車的智能監(jiān)控。本文根據(jù)以往工作經(jīng)驗，對機(jī)車智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行總結(jié)，并從控制系統(tǒng)的通訊功能、變頻驅(qū)動系統(tǒng)、智能控制功能三方面，論述了基于PLC下變頻牽引機(jī)車智能控制系統(tǒng)的具體研究方法。

關(guān)鍵詞：變頻牽引；智能控制系統(tǒng)；通訊功能

中圖分類號：U455.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）12-0232-01

前 言

隨著變頻牽引機(jī)車應(yīng)用范圍越來越廣，在控制系統(tǒng)的研究上也得到了不斷完善。目前，大部分機(jī)車控制系統(tǒng)均可以通過變頻器的多段控制對用戶的使用需求進(jìn)行滿足。但在實際研究過程中，由于機(jī)車的控制系統(tǒng)主要由單片機(jī)的使用為主，并通過自行研制的電路板實施系統(tǒng)控制，不但降低了整個系統(tǒng)的運行速度，系統(tǒng)的穩(wěn)定性也逐漸下降。

1 機(jī)車智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

在機(jī)車控制系統(tǒng)設(shè)計過程中，主要包括TP177觸摸屏、MD380變頻器和224X PPLC組成。在此過程中，224XP PLC上設(shè)有兩個串行通信口，為相關(guān)控制工作提供了很多方便。其中，設(shè)計人員將Port1作為PPI的有效通訊口，該通訊口主要用于PLC和TP177Micro的觸摸屏通訊，并在設(shè)備調(diào)試工作開展過程中，實現(xiàn)PLC中相關(guān)程序的有效下載和監(jiān)控。除此之外，Port（）主要承擔(dān)著自由口的作用，為Modbus提供便利條件，此口還可以用于通訊卡的有效連接，利用PLC程序和Modbus程序協(xié)議，最終實現(xiàn)對總線通訊設(shè)備的良好檢驗。在Modbus通訊運行過程中，PLC可以通過相關(guān)通訊設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，并將變頻器的運行頻率等參數(shù)輸入到PLC之中，為變頻器的有效運行提供前提條件，還能利用PLC對變頻器實施有效的監(jiān)督和控制。與此同時，PLC還會利用通訊，對變頻器的工作狀態(tài)進(jìn)行合理調(diào)整，這其中包括故障信息的采集和處理，之后將信息傳遞至設(shè)備的觸摸屏之上。在機(jī)車氣路剎車系統(tǒng)組成過程中，主要涉及到變頻器、儲氣罐等零部件?？諝鈮嚎s機(jī)也會在檢測信號的作用下進(jìn)行間歇性工作，而在變頻器參數(shù)設(shè)置上，主要以50Hz的恒頻率運行為主，以此來確保各項研究工作的順利開展。

2 基于PLC下變頻牽引機(jī)車智能控制系統(tǒng)的具體研究方法

2.1 控制系統(tǒng)的通訊功能

在控制系統(tǒng)通訊功能實施過程中，主要包括操作臺、觸摸屏等。其中，操作臺除了配備常用的控制按鈕和檔位手柄之外，還會對報警燈和觸屏界面進(jìn)行傾斜設(shè)計，這樣一來，便可以提升操作人員操作的舒適程度，還能確保操作人員的視野變得更為開闊。如果能夠?qū)⒂|摸屏應(yīng)用到機(jī)車控制系統(tǒng)之中，不但可以提升操作系統(tǒng)的可操作性，還能對工作界面的信息量進(jìn)行有效提升。在觸摸屏使用過程中，不但可以對機(jī)車的運行方式進(jìn)行全面顯示，還能對驅(qū)動電流、電壓等狀態(tài)信息進(jìn)行合理統(tǒng)計，一旦出現(xiàn)故障，觸摸屏便會與PLC相結(jié)合，將強(qiáng)大的報警功能有效的展示出來。總的來說，在變頻牽引機(jī)車智能控制系統(tǒng)研究過程中，主要是對變頻器等重要部件進(jìn)行參數(shù)檢測，并將狀態(tài)信息納入到報警系統(tǒng)的檢測條目之中，一旦出現(xiàn)參數(shù)異常情況，報警界面便會被自動彈出，從而對故障的具體內(nèi)容進(jìn)行顯示，為工作人員實施故障排除工作提供了便利條件，實現(xiàn)故障排除效率的有效提升[1]。

2.2 變頻驅(qū)動系統(tǒng)

一般來說，變頻器的控制形式主要由三種，包括面板操作、端子控制和通訊控制。其中，面板控制主要用于變頻器的初始調(diào)節(jié)和維修，而在外部控制過程中，主要會用到端子控制和通訊控制。在控制速度上，Modbus串口通訊稍遜于端子控制，再加上端子通道的設(shè)置十分有限，從而導(dǎo)致速度出現(xiàn)很大影響，而在通訊控制過程中，幾乎不會受到任何硬件的影響。綜合考慮來看，將上述幾方面的有利因素結(jié)合在一起，在重要控制過程中，可使用端子控制，將通訊控制作為輔助措施。站在機(jī)車運行角度來說，在運行過程中主要設(shè)置了五個檔位，可將這五個檔位全部加入到變頻器的多端參數(shù)控制過程中，還可以利用變頻器中的三個端子進(jìn)行多段速度控制，另外兩個可以應(yīng)用到正反信號控制過程中。與此同時，還可以對智能控制需求進(jìn)行合理總結(jié)，促使控制系統(tǒng)在過載等幾項特殊情況之中對機(jī)車進(jìn)行降速處理，但不能對檔位進(jìn)行強(qiáng)制降低，否則機(jī)車的整體運行狀態(tài)將會受到影響。

2.3 智能控制功能

①報警功能設(shè)置，一旦機(jī)車在運行過程中出現(xiàn)故障現(xiàn)象，智能系統(tǒng)將進(jìn)行自動報警，此時面板報警燈也會發(fā)出間斷性的警報聲像，將整個屏幕切換到報警頁面之中，并對故障原因進(jìn)行全面顯示。②防暈睡功能，為了避免司機(jī)產(chǎn)生大意等行為，需要對此功能進(jìn)行合理設(shè)計。例如，當(dāng)機(jī)車處于某一檔位行使時，如果司機(jī)不能在規(guī)定時間的30s內(nèi)進(jìn)行換擋操作，智能控制系統(tǒng)便會在屏幕上發(fā)出一次提醒，如果超過5min依然沒有進(jìn)行換擋操作，防暈睡功能便會被徹底激發(fā)。③過載保護(hù)功能，當(dāng)電機(jī)中的工作電流大于PLC設(shè)定值3s之后，過載保護(hù)功能便會得到徹底激發(fā)，同時提醒司機(jī)做換擋處理。如果在10s之后電流仍處于過大狀態(tài)，PLC便會將對變頻器的輸出頻率進(jìn)行更改，直到輸出電流恢復(fù)到正常值之后，PLC才會停止工作[2]。

3 總 結(jié)

綜上所述，將PLC和觸摸屏技術(shù)引入到變頻牽引機(jī)車系統(tǒng)控制之中，不僅會對機(jī)車的使用功能進(jìn)行大幅度提升，還能促使各項功能實現(xiàn)有效擴(kuò)展，為系統(tǒng)的調(diào)試和維修工作提供方便。另外，由于PLC的作用，可以為安全定位操作等工作提供便利條件，促使智能牽引系統(tǒng)朝著更加科學(xué)化的方向發(fā)展，并為相關(guān)機(jī)械的開發(fā)提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]吳起行，劉哲緯.基于改進(jìn)型RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的PMSM電流源變頻調(diào)速器研究[J].機(jī)電信息，2017（36）：64～65.

[2]張莉軍.變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用及其前景[J].機(jī)械管理開發(fā)，2017，32（10）：117～118.

收稿日期：2018-3-25

作者簡介：班 靖（1989-），男，甘肅慶陽人，助理工程師，本科，畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)，研究方向為電氣控制。

雷 統(tǒng)（1989-），男，甘肅臨洮人，助理工程師，本科，畢業(yè)于蘭州理工大學(xué)，研究方向為機(jī)械設(shè)計。