可編程序控制器(習(xí)慣上簡(jiǎn)稱為PLC)。是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，它具有體積小、功能強(qiáng)、靈活通用與維修方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是其高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，受到了用戶的青睞。
PLC在不斷發(fā)展，尚沒有確切的定義，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)(NEMA)(National E1ectric Manufacturer Association)對(duì)PIE的定義是：PLC是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)指令，實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)和算術(shù)運(yùn)算等功能，用來對(duì)各種機(jī)械或生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。
總起來說，PLC是一種成熟通用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)是：軟硬件功能強(qiáng)、使用維護(hù)方便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠。由于PLC配置方便，特別是簡(jiǎn)單易懂的圖形化編程語(yǔ)言，易于工程技術(shù)人員掌握，因此施工設(shè)計(jì)周期可以大大縮短。另外，PLC的輸入輸出點(diǎn)均設(shè)有狀態(tài)指示燈，便于故障的查找與處理。
內(nèi)燃機(jī)車的順序控制一般采用繼電器控制電路，中間繼電器較多，接線復(fù)雜，通用性差。1990年后，液力傳動(dòng)工礦機(jī)車開始采用PLC完成順序控制，取消了大部分中間繼問器、計(jì)數(shù)器和定時(shí)器，減少了接線，機(jī)車控制電路得到簡(jiǎn)化，同時(shí)運(yùn)用可靠性得到很大提高。
電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車除完成比液力傳動(dòng)機(jī)車更多的邏輯控制外，還需要完成大量的模擬量控制。電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車的模擬量控制主要是柴油機(jī)的恒功率控制，就是保證柴油機(jī)在某一恒定轉(zhuǎn)速下，輸出功率恒定。最初柴油機(jī)的恒功率控制用柴油機(jī)調(diào)速器上的功調(diào)電阻實(shí)現(xiàn)，恒功率范圍較窄。后來采用電子恒功率控制裝置，又采用了微機(jī)恒功率控制裝置，恒功率范圍得到擴(kuò)展，但是這些控制裝置可靠性很差，故障頻繁。隨著PLC功能的不斷完善，在電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車上采用PLC完成恒功率控制成為可能。本文主要介紹PLC在DR型機(jī)車上的應(yīng)用情況。
PLC 控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和功能
根據(jù)DF5型機(jī)車的控制要求，選用日本歐姆龍(OMRON)公司的CQM1H型PLC。
1 特點(diǎn)
(1)歐姆龍公司是國(guó)際著名PLC生產(chǎn)商，國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛、部件供應(yīng)齊全，產(chǎn)品升級(jí)換代相兼容，WINDOWS開發(fā)界面；
(2)通過PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整車邏輯控制的無(wú)觸點(diǎn)化，控制邏輯軟件化，提高了整車可靠性；
(3)機(jī)車所有開關(guān)量輸入、輸出信號(hào)，均采用光電隔離，為PLC的安全運(yùn)行提供了可靠保證；
(4)機(jī)車所有開關(guān)量輸入、輸出信號(hào)，均有LED指示燈，指示信號(hào)的輸入、輸出狀態(tài)，這對(duì)了解機(jī)車工作狀態(tài)、快速排除機(jī)車故障，提供了有利支持：
(5)提供了對(duì)整車從恒功率勵(lì)磁控制到機(jī)車邏輯控制的全套解決方案，有利于數(shù)據(jù)信息的綜合利用；
(6)具有機(jī)車的電氣保護(hù)和故障自動(dòng)檢測(cè)、顯示功能；
(7)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)明晰，有利于排查機(jī)車電氣系統(tǒng)的故障，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的常規(guī)維護(hù)。
2 功能
(1)機(jī)車操作指令、狀態(tài)的接收和處理；
(2)柴油機(jī)恒功率勵(lì)磁控制；
(3)機(jī)車邏輯控制；
(4)柴油機(jī)控制；
(5)輔助系統(tǒng)控制；
(6)故障檢測(cè)、保護(hù)及顯示記錄；
(7)機(jī)車參數(shù)顯示及參數(shù)修改等。
3 PLC 控制系統(tǒng)組成
PLC控制系統(tǒng)以DF5型機(jī)車的控制要求為基礎(chǔ)，選用日本OMRON公司的可編程序控制器，其型號(hào)為CQM1H。該P(yáng)LC為完全模塊化結(jié)構(gòu)，由直流24 V電源供電。共配置有11個(gè)模塊。
3．1 PLC部分硬件組成
該P(yáng)LC控制系統(tǒng)由6部分組成，各部分的規(guī)格及參數(shù)分述如下： (1)24 V電源模塊。用于連接24 v直流電源。 (2)CPU模塊。包括兩塊內(nèi)插板以及16路開關(guān)量輸入，內(nèi)插板1暫時(shí)不用，內(nèi)插板2用于頻率信號(hào)輸入，CPU模塊具有運(yùn)行、故障、通訊指示功能，可通過通訊接口外接顯示器。 (3)模擬量輸入模塊。共3塊，12路模擬信號(hào)輸入，該模塊將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，其輸入范圍可根據(jù)需要自行設(shè)定：-10～10 V；0～10 V；1～5 V(4～20 mA)；模擬量輸入模塊還具有均值處理功能和斷線檢查功能，均值處理功能是對(duì)每個(gè)輸入值進(jìn)行8次轉(zhuǎn)換求平均值。當(dāng)輸入電壓低于0．95 V或輸入電流低于3．8 mA時(shí)判定為斷線。 (4)開關(guān)量輸入模塊。共3塊，用于開關(guān)信號(hào)的輸入，其電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。 (5)模擬量輸出模塊。共1塊，把從CPU來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號(hào)輸出。 (6)開關(guān)量輸出模塊。共3塊，48路，采用繼電器輸出，其電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。
3 ．2 外圍設(shè)備配置
為了保證PLC控制系統(tǒng)可靠工作，需要配置合適的外圍設(shè)備，包括電源、輸出隔離模塊等，還包括按鈕、開關(guān)、傳感器、接觸器和信號(hào)顯示燈等用戶輸入輸出設(shè)備。
4 軟件開發(fā)
PLC控制程序可以采用梯形圖或語(yǔ)句編程兩種方式，由于梯形圖與控制邏輯電路比較相似，易于編制與理解，控制程序大多采用梯形圖編制，以機(jī)車機(jī)油泵的控制為例，其梯形圖如圖3所示。
圖中：13．13為燃油泵控制開關(guān)；13．12為柴油機(jī)起動(dòng)按鈕；13．14為機(jī)油泵控制開關(guān)；102．01為機(jī)油泵控制接觸器。 使機(jī)油泵投入工作有兩種方式：閉合燃油泵控制開關(guān)同時(shí)按下柴油機(jī)起動(dòng)按鈕；閉合機(jī)油泵控制開關(guān)使機(jī)油泵微機(jī)輸出點(diǎn)IRl02．01得電，然后通過放大模塊使機(jī)油泵接觸器吸合。
5 應(yīng)用情況
該P(yáng)LC控制系統(tǒng)已成功運(yùn)用到DF5型機(jī)車上，現(xiàn)已推廣運(yùn)用于DF7G型機(jī)車，累計(jì)裝車近百臺(tái)，從運(yùn)用情況看，機(jī)車的故障率明顯下降，PLC本身基本沒有出現(xiàn)問題，完全能夠滿足內(nèi)燃機(jī)車的控制要求。
