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TwidoPLC在喷油泵校验控制系统的应用

1. 概述

近年来中国机动车产量和保有量迅速增长，机动车排放造成的污染问题逐渐显现出来，要使环境能够容纳更多的机动车,降低排放负荷是解决机动车污染问题的必然选择和有效手段。2004年，北京全面实行了欧II排放标准，2005年7月北京实行欧III排放标准，低精密冲床排放甚至零排放汽车将成为未来汽车工业的发展方向。

随着柴油机技术水平的提高，柴油机的使用呈上升趋势。喷油泵是柴油机的重要总成，其工作性能直接影响与其匹配的柴油机的动力性、经济性和排放，所以喷油泵的调试是柴油机的生产和维修的直至看到油液面到达视油窗1半便可一个重要环节。喷油泵的调试在喷油泵试验台上进行，调试质量与喷油泵试验台所反映的油量真实性密切相关。

目前国内喷油泵实验台大多采用单片机开发，喷油泵进油口温度控制，温度控制范围在±2℃，无法满足喷油泵欧Ⅱ排放标准的检验要求。进口实验台以博世为例，全套引进大约200万人民币左右。采用施耐德Twido PLC和ATV31变频器配合控制，触摸屏设置和监控整个校验过程，除可满足欧II排放标准喷油泵的校验要求外，也大大降低了成本，同时解决了原有实验台操作不直观、界面不友好及维护升级困难等缺点。

2. 系统描述

系统要实现智能化的试验模式，操作简捷方便简单、界面友好美观，重要参数（转数、温度、压力、计数值）要醒目。系统安全、可靠、使用的技术，细致考虑，涉及多方位。

1) 系统框图

2) 施耐德电气元件配置表

３) 系统组成及剃须刀功能

1 油箱

(1) 热油箱采用电阻丝加热，通过PID功能配合热油箱温度传感器的拜耳材料科技创新汽车涂料技术促进节能减排反馈将热油箱温度控制在设置范围内。

(2) 冷油箱采用压缩机制冷，由于压缩机不能够频繁启动，故采用前馈控制，通过冷油箱温度传感器反馈的上下限温度来开启和关闭制冷机。

(3) 热油箱、冷油箱的加热和制冷工作前提：油泵开启，油位正常。油位报警实时在触摸屏中显示。

(4) 热油温度、冷油温度、制冷机最小起动时间可在触摸屏中设置。

2 油泵

油泵控制为外部电路完成，热油泵、冷油泵同时启停。PLC采集油泵起动信号作为控制油箱加热和制冷起动的条件。

3 温度和压力控制和测量

温度通过PLC控制热油和冷油电磁阀的开启时间将油混合的方式为世界提供中国绿色制造解决方案，将回油温度控制在设置值的±0.3℃。进油压力、泵腔压力稳定并在触摸屏上显示。不同流量喷油泵的校验参数通过触摸屏一键转换。

4 牙签机电机控制和量油计数值设置

电机控制采用2种不同方式，控制精度±1转/分。为防止分配泵干磨，油泵起动后方可起动电机。

(1) 第一种方式为自动方式，即PLC和变频器通过内置的RS485接口连接，MODBUS RTU协议DRIVECOM标准进行通讯控制。可实现对电机的正转、反转、停机和20段转速的控制。每一转速可单独设置回油温度和量油次数值。大大增加了可靠性，并减少了模拟量输出的成本和接线复杂度。

(2) 第二种方式为手动方式，即通过变频器的外部AI/DI端子通过电位器V模拟量信号自由调速并控制电机正反转。对应输出为转/分。回油温度和量油计数值单独设置。

5 量油次数和控制

量油计数采用霍尔开关检测，通过PLC高速计数功能计算，大大提高了精确度。开始计数时电磁铁汽车曲轴吸合拉开挡油板，油开始进入量油杯。计数到，电磁铁释放推回挡油板。油从挡油板回流。

6 报警

多种实时报警功能：油箱油位报警，霍尔开关损坏报警，制冷时间报警，油温未在控制范围内量油计数报警，变频器故障报警，急停报警。

3. 结束语

(1)使用全套施耐德产品，如XBTG人机界面，Twido PLC，使控制系统能够更好的相互结合，实现无缝化通信。

(2)充分利用XBTG触摸屏内部大量的内存空间来存放用户工艺参数，简化了Twido PLC的编程工作，使PLC系统更容易。

(3)可以读取变频器内部许多参数，如电机电流，电机转速等等，用于变频器的故障报警，更好地维护保养设备。

(7)ATV31可以实现控制与给定分开，这样可以保证系统在发生故障时及时停车。