GK型机车温度控制的PLC改进

引言

GK型液力传动机车为1992年公司从资阳机车厂引进设备,主要用于普铁区域铁路运输动力,该型机车的水温控制系统采用有4个开关量的wTyK-12型温度继电器,分别对40℃、60℃、78℃、90℃的温度点进行控制:传动箱油温控制系统采用有两个开关量的wTyK-12型温度继电器,分别对80℃、120℃的温度点进行控制,其感温元件为石蜡与铜粉的混合物,靠传感器机械接点控制输出,技术非常落后,存在温度精度低、误差大、机械接点不可靠、故障率高等缺点,需要经常进行维修及更换,给机车的运行与维护带来了很多问题,也影响了机车的使用率。

1温度控制改进思路

根据内燃机车水温、油温的变化对机车运转的控制,分别在油水系统中安装两只性能可靠的温度传感器,通过对内燃机车水温及油温的数据采样,传输至微机处理后输出,实现在不同温度点时对机车运转的智能控制,具有测量温度迅速准确、工作安全可靠免维护等特点。这样,采用两个模拟量传感器就可以替换原来机车上各个控制点的多个传感器,可靠取代机车原来的水温及油温的点控制系统。

2水温、油温微机控制原理

采用线性模拟量传感器,通过对内燃机车油温及水温的数据采样,传输至微机处理后输出,实现不同温度点时对机车运转的智能控制(图1）。新型温度传感器由温控微机控制器独立提供DC24V工作电源,温度传感器检测机车水温或油温,在0～150℃范围内输出4～20mA电流,各组温度点报警及动作值可以根据机车的实际要求任意设定,微机控制器根据所设置的不同温度点起控,分别输出控制信号,四路控制信号送至PLC控制器完成内燃机车的温度控制。一路85℃输出送至警铃,微机温控器工作后,有两组两位LED数码管分别显示水温和油温的实时温度,当遇有温度超出各设定值时,可输出相对应的温度控制信号,使机车上的PLC实行相应控制,温控器有蜂鸣器报警提示,微机控制器的面板上有温度40℃、60℃、78℃、90℃过桥开关,默认状态在off的位置上,开关处于关断状态,此时为微机输出。如果油水温传感器或微机控制器出现故障,那么每个过桥开关都可以拨到on的位置上,过桥开关接点闭合,替代微机控制器强制输出,送至PLC控制器实现正常的逻辑控制,以保证机车运行。

3原车多点温控改造为微机控制方法

拆除原内燃机车上的4个水温继电器接线,分别为40℃、60℃、78℃、90℃,及两个油温继电器连线,分别为80℃、120℃。利用原继电器安装孔分别在油水系统中安装两个温度传感器,其余已拆除接线的继电器,可在原位置保留,以便堵住其安装孔。新型水温传感器,由温控微机内的24V电源独立供电,传感器走线可利用原温度传感器的线路,例如线号1080#、1074#、1048#的任意两根线接入。

在机车驾驶室控制柜中利用空位安装微机控制器,将原继电器控制线路连接至水温微机控制器的接线端子上。由一路水温传感器模拟信号输入,微机控制四路不同水温温度点开关量输出,由一路油温传感器模拟信号输入,微机控制一路不同油温温度点开关量输出,各水温油温的起控温度点均可按机车实际要求设置,LED即时显示水温、油温数值,由测试用的过桥开关,可以在不到温控点的时候测试机车的其他控制联锁。

4机车加装微机温度控制后的效果

机车安装该水温、油温智能系统后,机车机组保护和温度自动控制实现了无触点数字化自动控制,消除了原来机车油水温控制故障多频次发生的现象,实现了部件的长寿命和可靠工作,明显有效降低了备件消耗和检修成本,提高了内燃机车运用率。改进后的机车基本没有因水温、油温传感器故障回库维修和更换的情况发生,改进前后的效果对比如表1所示。

5结语

通过对内燃机车水温及油温的数据采样,传输至微机处理后输出,实现在不同温度点时对机车运转的智能控制,具有测量温度迅速准确、工作安全可靠免维护等特点,采用两个模拟量传感器就可以替换原来机车上各个控制点的多个传感器,可靠取代机车原来的水温及油温控制系统。