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摘 要：在PLC下变频牵引机车智能控制系统研究过程中，主要对变频器端子控制技术进行应用，并配合Modbus串口通信控制实现对机车的智能监控。本文根据以往工作经验，对机车智能控制系统的结构组成进行总结，并从控制系统的通讯功能、变频驱动系统、智能控制功能三方面，论述了基于PLC下变频牵引机车智能控制系统的具体研究方法。
关键词：变频牵引；智能控制系统；通讯功能
中图分类号：U455.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）12-0232-01
前 言
随着变频牵引机车应用范围越来越广，在控制系统的研究上也得到了不断完善。目前，大部分机车控制系统均可以通过变频器的多段控制对用户的使用需求进行满足。但在实际研究过程中，由于机车的控制系统主要由单片机的使用为主，并通过自行研制的电路板实施系统控制，不但降低了整个系统的运行速度，系统的稳定性也逐渐下降。
1 机车智能控制系统的结构组成
在机车控制系统设计过程中，主要包括TP177触摸屏、MD380变频器和224X PPLC组成。在此过程中，224XP PLC上设有两个串行通信口，为相关控制工作提供了很多方便。其中，设计人员将Port1作为PPI的有效通讯口，该通讯口主要用于PLC和TP177Micro的触摸屏通讯，并在设备调试工作开展过程中，实现PLC中相关程序的有效下载和监控。除此之外，Port（）主要承担着自由口的作用，为Modbus提供便利条件，此口还可以用于通讯卡的有效连接，利用PLC程序和Modbus程序协议，最终实现对总线通讯设备的良好检验。在Modbus通讯运行过程中，PLC可以通过相关通讯设备实现数据交换，并将变频器的运行频率等参数输入到PLC之中，为变频器的有效运行提供前提条件，还能利用PLC对变频器实施有效的监督和控制。与此同时，PLC还会利用通讯，对变频器的工作状态进行合理调整，这其中包括故障信息的采集和处理，之后将信息传递至设备的触摸屏之上。在机车气路刹车系统组成过程中，主要涉及到变频器、储气罐等零部件。空气压缩机也会在检测信号的作用下进行间歇性工作，而在变频器参数设置上，主要以50Hz的恒频率运行为主，以此来确保各项研究工作的顺利开展。
2 基于PLC下变频牵引机车智能控制系统的具体研究方法
2.1 控制系统的通讯功能
在控制系统通讯功能实施过程中，主要包括操作台、触摸屏等。其中，操作台除了配备常用的控制按钮和档位手柄之外，还会对报警灯和触屏界面进行倾斜设计，这样一来，便可以提升操作人员操作的舒适程度，还能确保操作人员的视野变得更为开阔。如果能够将触摸屏应用到机车控制系统之中，不但可以提升操作系统的可操作性，还能对工作界面的信息量进行有效提升。在触摸屏使用过程中，不但可以对机车的运行方式进行全面显示，还能对驱动电流、电压等状态信息进行合理统计，一旦出现故障，触摸屏便会与PLC相结合，将强大的报警功能有效的展示出来。总的来说，在变频牵引机车智能控制系统研究过程中，主要是对变频器等重要部件进行参数检测，并将状态信息纳入到报警系统的检测条目之中，一旦出现参数异常情况，报警界面便会被自动弹出，从而对故障的具体内容进行显示，为工作人员实施故障排除工作提供了便利条件，实现故障排除效率的有效提升[1]。
2.2 變频驱动系统
一般来说，变频器的控制形式主要由三种，包括面板操作、端子控制和通讯控制。其中，面板控制主要用于变频器的初始调节和维修，而在外部控制过程中，主要会用到端子控制和通讯控制。在控制速度上，Modbus串口通讯稍逊于端子控制，再加上端子通道的设置十分有限，从而导致速度出现很大影响，而在通讯控制过程中，几乎不会受到任何硬件的影响。综合考虑来看，将上述几方面的有利因素结合在一起，在重要控制过程中，可使用端子控制，将通讯控制作为辅助措施。站在机车运行角度来说，在运行过程中主要设置了五个档位，可将这五个档位全部加入到变频器的多端参数控制过程中，还可以利用变频器中的三个端子进行多段速度控制，另外两个可以应用到正反信号控制过程中。与此同时，还可以对智能控制需求进行合理总结，促使控制系统在过载等几项特殊情况之中对机车进行降速处理，但不能对档位进行强制降低，否则机车的整体运行状态将会受到影响。
2.3 智能控制功能
①报警功能设置，一旦机车在运行过程中出现故障现象，智能系统将进行自动报警，此时面板报警灯也会发出间断性的警报声像，将整个屏幕切换到报警页面之中，并对故障原因进行全面显示。②防晕睡功能，为了避免司机产生大意等行为，需要对此功能进行合理设计。例如，当机车处于某一档位行使时，如果司机不能在规定时间的30s内进行换挡操作，智能控制系统便会在屏幕上发出一次提醒，如果超过5min依然没有进行换挡操作，防晕睡功能便会被彻底激发。③过载保护功能，当电机中的工作电流大于PLC设定值3s之后，过载保护功能便会得到彻底激发，同时提醒司机做换挡处理。如果在10s之后电流仍处于过大状态，PLC便会将对变频器的输出频率进行更改，直到输出电流恢复到正常值之后，PLC才会停止工作[2]。
3 总 结
综上所述，将PLC和触摸屏技术引入到变频牵引机车系统控制之中，不仅会对机车的使用功能进行大幅度提升，还能促使各项功能实现有效扩展，为系统的调试和维修工作提供方便。另外，由于PLC的作用，可以为安全定位操作等工作提供便利条件，促使智能牵引系统朝着更加科学化的方向发展，并为相关机械的开发提供参考。
参考文献
[1]吴起行，刘哲纬.基于改进型RBF神经网络算法的PMSM电流源变频调速器研究[J].机电信息，2017（36）：64～65.
[2]张莉军.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用及其前景[J].机械管理开发，2017，32（10）：117～118.
收稿日期：2018-3-25
作者简介：班 靖（1989-），男，甘肃庆阳人，助理工程师，本科，毕业于兰州交通大学，研究方向为电气控制。
雷 统（1989-），男，甘肃临洮人，助理工程师，本科，毕业于兰州理工大学，研究方向为机械设计。
关键词：变频牵引；智能控制系统；通讯功能
中图分类号：U455.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）12-0232-01
前 言
随着变频牵引机车应用范围越来越广，在控制系统的研究上也得到了不断完善。目前，大部分机车控制系统均可以通过变频器的多段控制对用户的使用需求进行满足。但在实际研究过程中，由于机车的控制系统主要由单片机的使用为主，并通过自行研制的电路板实施系统控制，不但降低了整个系统的运行速度，系统的稳定性也逐渐下降。
1 机车智能控制系统的结构组成
在机车控制系统设计过程中，主要包括TP177触摸屏、MD380变频器和224X PPLC组成。在此过程中，224XP PLC上设有两个串行通信口，为相关控制工作提供了很多方便。其中，设计人员将Port1作为PPI的有效通讯口，该通讯口主要用于PLC和TP177Micro的触摸屏通讯，并在设备调试工作开展过程中，实现PLC中相关程序的有效下载和监控。除此之外，Port（）主要承担着自由口的作用，为Modbus提供便利条件，此口还可以用于通讯卡的有效连接，利用PLC程序和Modbus程序协议，最终实现对总线通讯设备的良好检验。在Modbus通讯运行过程中，PLC可以通过相关通讯设备实现数据交换，并将变频器的运行频率等参数输入到PLC之中，为变频器的有效运行提供前提条件，还能利用PLC对变频器实施有效的监督和控制。与此同时，PLC还会利用通讯，对变频器的工作状态进行合理调整，这其中包括故障信息的采集和处理，之后将信息传递至设备的触摸屏之上。在机车气路刹车系统组成过程中，主要涉及到变频器、储气罐等零部件。空气压缩机也会在检测信号的作用下进行间歇性工作，而在变频器参数设置上，主要以50Hz的恒频率运行为主，以此来确保各项研究工作的顺利开展。
2 基于PLC下变频牵引机车智能控制系统的具体研究方法
2.1 控制系统的通讯功能
在控制系统通讯功能实施过程中，主要包括操作台、触摸屏等。其中，操作台除了配备常用的控制按钮和档位手柄之外，还会对报警灯和触屏界面进行倾斜设计，这样一来，便可以提升操作人员操作的舒适程度，还能确保操作人员的视野变得更为开阔。如果能够将触摸屏应用到机车控制系统之中，不但可以提升操作系统的可操作性，还能对工作界面的信息量进行有效提升。在触摸屏使用过程中，不但可以对机车的运行方式进行全面显示，还能对驱动电流、电压等状态信息进行合理统计，一旦出现故障，触摸屏便会与PLC相结合，将强大的报警功能有效的展示出来。总的来说，在变频牵引机车智能控制系统研究过程中，主要是对变频器等重要部件进行参数检测，并将状态信息纳入到报警系统的检测条目之中，一旦出现参数异常情况，报警界面便会被自动弹出，从而对故障的具体内容进行显示，为工作人员实施故障排除工作提供了便利条件，实现故障排除效率的有效提升[1]。
2.2 變频驱动系统
一般来说，变频器的控制形式主要由三种，包括面板操作、端子控制和通讯控制。其中，面板控制主要用于变频器的初始调节和维修，而在外部控制过程中，主要会用到端子控制和通讯控制。在控制速度上，Modbus串口通讯稍逊于端子控制，再加上端子通道的设置十分有限，从而导致速度出现很大影响，而在通讯控制过程中，几乎不会受到任何硬件的影响。综合考虑来看，将上述几方面的有利因素结合在一起，在重要控制过程中，可使用端子控制，将通讯控制作为辅助措施。站在机车运行角度来说，在运行过程中主要设置了五个档位，可将这五个档位全部加入到变频器的多端参数控制过程中，还可以利用变频器中的三个端子进行多段速度控制，另外两个可以应用到正反信号控制过程中。与此同时，还可以对智能控制需求进行合理总结，促使控制系统在过载等几项特殊情况之中对机车进行降速处理，但不能对档位进行强制降低，否则机车的整体运行状态将会受到影响。
2.3 智能控制功能
①报警功能设置，一旦机车在运行过程中出现故障现象，智能系统将进行自动报警，此时面板报警灯也会发出间断性的警报声像，将整个屏幕切换到报警页面之中，并对故障原因进行全面显示。②防晕睡功能，为了避免司机产生大意等行为，需要对此功能进行合理设计。例如，当机车处于某一档位行使时，如果司机不能在规定时间的30s内进行换挡操作，智能控制系统便会在屏幕上发出一次提醒，如果超过5min依然没有进行换挡操作，防晕睡功能便会被彻底激发。③过载保护功能，当电机中的工作电流大于PLC设定值3s之后，过载保护功能便会得到彻底激发，同时提醒司机做换挡处理。如果在10s之后电流仍处于过大状态，PLC便会将对变频器的输出频率进行更改，直到输出电流恢复到正常值之后，PLC才会停止工作[2]。
3 总 结
综上所述，将PLC和触摸屏技术引入到变频牵引机车系统控制之中，不仅会对机车的使用功能进行大幅度提升，还能促使各项功能实现有效扩展，为系统的调试和维修工作提供方便。另外，由于PLC的作用，可以为安全定位操作等工作提供便利条件，促使智能牵引系统朝着更加科学化的方向发展，并为相关机械的开发提供参考。
参考文献
[1]吴起行，刘哲纬.基于改进型RBF神经网络算法的PMSM电流源变频调速器研究[J].机电信息，2017（36）：64～65.
[2]张莉军.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用及其前景[J].机械管理开发，2017，32（10）：117～118.
收稿日期：2018-3-25
作者简介：班 靖（1989-），男，甘肃庆阳人，助理工程师，本科，毕业于兰州交通大学，研究方向为电气控制。
雷 统（1989-），男，甘肃临洮人，助理工程师，本科，毕业于兰州理工大学，研究方向为机械设计。