一种基于PLC的直流电机车智能控制系统.pdf

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1、·80·煤矿机电2012年第4期一种基于PLC的直流电机车智能控制系统樊永杰(盘江六盘水装备制造有限公司，贵州六枝553402)摘要：针对煤矿井下电机车采用凸轮控制存在的问题，介绍了一种在电机车上采用PIC单片机实现智能控制的方法，重点介绍单片机主电路和控制回路的组成及工作原理。此方法既可减轻维护劳动强度，又可提高运行效率和安全，延长电机车的使用寿命。关键词：直流电机车；单片机；IGBT功率器件中图分类号：TD64文献标识码：A文章编号：1001—0874(2012)04—0080—02OneDCLocomotiveIntelligent

2、ControlSystemBasedonPLCFANYong-fie(PanjiangLiupanshuiEquipmentManufactureCo．，Ltd．，Liuzhi553402，China)Abstract：Aimingattheproblemsthatelectriclocomotiveadoptscamcontrolatundergroundcoalmine，introducesonePICsinglechipintelligentcontrolmethodusedonlocomotive．Thecompositionan

3、dworkingprincipleofmaincircuitandcontrolloopareintroduced．Thismethoddoesnotonlyreducelaborstrength，butalsoimproveoperationeficiencyandsafety，prolongservicelifeofelectriclocomotive．Keywords：DClocomotive；singlechip(SCM)；IGBTpowerdevice电机车是专门用于煤矿井下主要运输和辅助运图1所示。输的运载工具，在传统设计中主

4、要采用凸轮控制接点开通或关断电路中的电阻以达到调速的目的。这卜_-种调速方式不仅使一部分电能消耗在电阻上，而且3在接通和关断过程中发生“拉弧”现象，整个机车电卜__路存在很大的安全隐患。为此，在电路中采用了4PIC16F887单片机和无触点接通和关断的IGBT功率开关器件，并在人机接口上采用了液晶显示，不仅提高经济效益，而且确保井下安全生产。图1单片机智能控制电路原理图1主电路组成及工作原理机车的运行工况主要有两种：向前和向后。向本单片机智能控制技术的主电路由蓄电池GB，前运行时的电路流程为：从蓄电池GB正极输出的主接触器s，续流二极管D

5、，IGBT功率开关器件VT直流电经直流接触器s、功率开关VT、直流电机转～VT4，以及直流牵引电动机等组成。电路原理如子A、A：、功率开关VT、直流电机励磁线圈D、D参考文献：[3]韦继良．3G无线监控的应用[J]．中国安防，2011(9)：90-92．[1]阴江烽．3G业务在图书馆的扩展应用分析及其关键技术[J]．作者简介：焦保国(1967一)，男，高级工程师。1990年毕业于山西河南科技大学学报，2007(4)：97-99．矿业学院(现太原理工大学)电气工程系，现任太原东山煤矿有限责[2]李以华，胡坚波．3G业务分类与应用[J]．现代

6、电信科技，2006任公司副总工程师，主要从事煤矿信息化建设和技术管理工作，发表(9)：53-57．论文6篇。(收稿日期：2012—02—16；责任编辑：姚克)2012年第4期煤矿机电·8l·到蓄电池GB负极。机车向后运行时的电路流程运行过程中，单片机不断地检查蓄电池电压、主电路为：从蓄电池GB正极输出的直流电经直流接触器电流、IGBT功率开关器件温度等影响机车运行安全s、功率开关VL、直流电机转子A、A：、功率开关的参数，如果发现哪项参数造成电机车运行不安全，VT2、直流电机励磁线圈D、D到蓄电池GB负极。就会自动切断所有控制输出，并通过

7、显示接口输出功率开关VT。和VT同时导通和关断，功率开关报警指示，待消除故障后方可运行电机车。VT和VL同时导通和关断。直流牵引电动机两端的电压与蓄电池的电压关系如下式所示：单片机智能控制系统程序流程图见图2。E=(／)U=(1)式中：E——蓄电池两端电压，V；r——功率开关导通时间，S；功率开关工作时间又称为工作周期，功率开关导通和关断时间之和为一个工作周期，S；状态显示——导通比，功率开关导通时间与工作周期的比值；[，一直流牵引电动机两端的电压，V。由直流牵引电动机的调速原理可知，改变直流牵引电动机两端的电压即可达到调速的目的。根据式

8、(1)，如果功率开关的工件周期固定，控制功率开一一关的导通时间，使导通比OL连续变化，则直流牵引电动机两端的电压亦随之变化，从而实现范围宽广的平滑调速。图1中续流二极管的作用是减少直流牵引电动