基于PLC的内燃机车逻辑控制系统的研究

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摘 要：PLC控制系统是机械工业领域重要技术手段，是当前较为常用的自动化、智能化控制技术，能有效提高控制系统的控制水平和准确性，弥补传统控制系统灵敏性与可靠性差故障率高的不足，保障控制系统稳定性，降低运维成本。PLC逻辑控制系统中融入了通信技术、计算机技术、智能控制技术、机械自动化技术、遥感技术，操作方便灵活，非常值得广泛推广和应用。近些年，内燃机车逻辑控制领域，便开始尝试应用PLC控制系统来提高控制水平，进行系统优化。本文将针对PLC的内燃机车逻辑控制系统展开研究和分析。

关键词：PLC技术；控制系统；内燃机车；逻辑控制

引言：随着经济的快速发展，整个社会交通运输业务需求越来越大，内燃机车运输速度和载重明显提高，这便对内燃基础控制系统性能与功能提出了更多要求。但传统内燃机车控制系统线路复杂，不仅运维难度大，控制触头多，且系统稳定性与可靠性差，故障率较高，在长期大电流通过情况下，易发生触头烧毁现象，将直接影响内燃机车运行安全。而基于plc控制系统下的内燃机车逻辑控制系统，不仅能简化控制线路，降低运维难度，还能提高系统可靠性，非常值得应用。因此内燃机车领域应积极融入PLC技术，以提高控制水平。

一、内燃机车特点及其发展

内燃机车以内燃机作为原动力，通过传动装置驱动车轮的机车，其原理是燃料在气缸内燃烧，将热能转换为机械能带动传动装置，从而转换为适合机车牵引特性要求的机械能，实现动轮的驱动，具体可分为：机械传动、电力传动、液力传动三大类。对于内燃机车的研究，最早开始于20世纪初，1924年苏联成功研制世界上第一台内燃机车并成功投入使用。同年德国自主成功研发内燃机车。次年美国成功研制电力传动内燃机车。第二次世界大战后，内燃机车技术得到空前发展，性能与制造技术水平明显提高，运力提高约50%。20世纪50年代到60年代期间，大功率硅整流器研制成功，内燃机车数量快速增长，70年电子技术融入内燃机车制造领域，其性能与可靠性越来越高[1]。现代内燃机车已逐渐走向智能化、自动化控制阶段，融入了大量微机控制技术和电气技术，技术含量越来越高[2]。

二、基于PLC的内燃机车逻辑控制系统

控制系统是影响内燃机车运行稳定性与可靠性的关键，关系着行车安全，传统内燃机车是通过继电器与触点控制器实现控制。而这种传统控制系统线路复杂，控制触头数量多，系统故障率高，系统稳定性与可靠性较差，易发生触头烧毁现象，将严重影响控制有效性和灵敏性[3]。而基于PLC技术的逻辑控制系统，实现了一种智能化系统控制，控制效率更高，系统结构灵活性更强，稳定性更好，非常值得推广和应用。

（一）PLC控制技术

PLC控制技术是广泛应用于当今机械控制领域的现代化智能控制技术，最早出现于20世纪后期，1969年，美国成功开发第一套PLC控制系统。PLC控制系统问世后，世界各国纷纷对PLC控制技术进行了研究，20世纪80年代PLC控制技术已十分成熟，开始应用到工业领域，而且随着微处理技术的发展，PLC控制系统功能越来越丰富，性能越来越高。进入21世纪PLC控制系统中不仅融入了微处理技术，还融入大量电气设备以及传感技术，成为先进的可编程逻辑控制器，能执行逻辑控制命令，可随时加载控制指令到内存存储与执行，成为推动工业发展，促进社会生产力提高的重要技术。PLC控制系统根据结构类型不同可分为：模块式与固定式，该控制系统不仅系统结构灵活节凑，且稳定性与功能性强。

（二）基于PLC的内燃机车逻辑控制系统

通过前文对PLC控制系统的分析，不难看出该技术具有非常强的应用优势，能有效弥补传统控制系统缺陷，为内燃机车逻辑控制技术改革创新提供了途径。基于PLC控制系统下的内燃机车逻辑控制系统，能简化控制线路，降低运维难度，全面提升控制系统可靠性。基于PLC的内燃机车逻辑控制系统在设计方面，采取模块化设计思路，使用了智能电气设备，通过软硬件技术的结合来实现智能控制，通常会采用固件系统。这类系统具有一定专业性和针对性，且独立性强，同时又具有兼容性，控制精度高，编程简单，系统设计与实现成本低。具体设计为保障内燃机车运行安全，PLC控制系统设计与实现中应尽量不要改动主电路、励磁电路、辅助电路。控制信号设计与实现中，要对控制电路进行优化，减少对PLC模拟信号的限制，可利用WJT来对控制线路进行优化。这种设计方式，不仅能增大模拟量，还能减少PLC输入接点，简化系统结构，降低系统运维成本，若配合电控接触器，在进行优化后输入接点仅为31个，而输出接点则更是减少到了23个。显然这样的系统结构形式更灵活，而且在经过合理优化设计后，系统运行速度和效率也有明显提升。

结束语：内燃机车对促进交通运输发展，提高运力有很大帮助，是铁路运输主要牵引动力，担负着繁重运输任务，对国家建设、国民经济发展起着积极作用。但当前传统内燃机车控制系统显然已无法满足当前交通运输对内燃机车的要求，进行技术改革创新，融入PLC技术，进行信息化、智能化控制已成为必然趋势，内燃机车控制应积极融入PLC控制系统。

参考文献

[1] 康存洪，黄李锐. 米轨东风21型电传动内燃机车电气控制系统的优化改进[D].西南交通大学，2014，4（18）：67-68.

[2] 廖丽. GK1、GK1B型内燃机车风源净化控制系统的PLC程序设计[J]. 攀枝花学院学报，2014，03：63-65.

[3] 王曦. 现代内燃机车无触点改造及智能模块的研究与开发[D].北京交通大学，2014，15（14）：25-32.