李彬 姚婷婷 張鐳

【摘 要】本文基于傳統(tǒng)調(diào)車PLC的電控系統(tǒng)基礎(chǔ)上，提出了利用貝加萊PCC來實(shí)現(xiàn)調(diào)車絞車的自動化，通過闡述PCC在性能上的特點(diǎn)，表明了這種新型的調(diào)車具有較好的市場推廣前景和良好的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】貝加萊PCC；調(diào)車；絞車；應(yīng)用

貝加萊可編程計算器控制器是一種面向運(yùn)動調(diào)控，PCC的軟件可以分時多任務(wù)機(jī)制構(gòu)筑其軟件運(yùn)行平臺，應(yīng)用程序的運(yùn)行周期與程序長短沒有直接關(guān)系，而僅受到操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定，它將應(yīng)用程序的掃描周期與外部控制周期進(jìn)行有效區(qū)分，能夠真正滿足實(shí)時控制的需求?；谶@種操作系統(tǒng)，PCC的應(yīng)用程序能夠由多任務(wù)模塊構(gòu)成，這對項(xiàng)目軟件開發(fā)具有十分重要的意義。

一、貝加萊PCC

調(diào)車絞車采用的是雙驅(qū)動四繩輪傳動結(jié)構(gòu)，也就是雙驅(qū)動齒輪減速器帶動四摩擦輪，摩擦輪進(jìn)而能夠帶動鋼絲繩，鋼絲繩牽引鐵牛，鐵牛進(jìn)而帶動列車。調(diào)車絞車能夠雙向調(diào)車，防止咬繩和爬繩的單電機(jī)雙向驅(qū)動四個繩槽式摩擦輪的調(diào)車絞車。它的結(jié)構(gòu)特征為雙聯(lián)齒輪空套在一個輸出軸上，軸齒輪能夠同時對兩個輸出軸進(jìn)行驅(qū)動，兩個輸出軸上裝有四個繩軸式摩擦輪。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)主要采用的是繼電器接觸時完成控制，這種系統(tǒng)的可靠性較差，精度低，而且硬件設(shè)備接線比較復(fù)雜，系統(tǒng)很容易出現(xiàn)故障。之后再調(diào)速系統(tǒng)上采用了磁場正向的晶閘管直流可逆調(diào)速系統(tǒng)，也有采用先進(jìn)水平的交-交變頻的現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)，并開始利用了PLC技術(shù)，與繼電器接觸器控制系統(tǒng)相結(jié)合的方案，運(yùn)用更高層次集成了標(biāo)準(zhǔn)PLC和工業(yè)控制計算的特點(diǎn)的可編程控制器PCC，其是對控制系統(tǒng)的升級改造，能夠取得良好的效果，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)調(diào)車絞車控制系統(tǒng)工程中無法實(shí)現(xiàn)的功能。

貝加萊PCC產(chǎn)品目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在電源功能，當(dāng)完成一個系統(tǒng)之后需要擴(kuò)容的情況下，可以在不改變原有硬件的條件上以模塊增加拓展的方式實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容，同時也有的軟件無需改動需要以模塊的方式添加新的軟件即可完成。多任務(wù)操作系統(tǒng)包括了不同循環(huán)時間，不同優(yōu)先級別的任務(wù)等級，具體有以下幾方面的優(yōu)勢：首先，在進(jìn)行編程過程中的項(xiàng)目可以有多個獨(dú)立任務(wù)實(shí)現(xiàn)，每個任務(wù)都是相對獨(dú)立的程序里完成不同的功能任務(wù)。其次，用戶可以按照需求設(shè)定每個任務(wù)的詢問時間。最后，對于一些特殊任務(wù)響應(yīng)時間不會受到程序循環(huán)時間的影響。其次，從x20系統(tǒng)來看，調(diào)車絞車常采用了PCC的x20系統(tǒng)，這個系統(tǒng)能夠?yàn)檎{(diào)車絞車提供不同級別的診斷功能，能夠在模塊上通過LED顯示屏顯示，總線狀態(tài)區(qū)狀態(tài)和通道狀態(tài)分別用不同的方式進(jìn)行顯示，比如綠色可以表示運(yùn)行正常，而紅色表示運(yùn)行出現(xiàn)故障。USB，RS232目前已經(jīng)成為B&R;的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備，后期不需要增加成本，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能和設(shè)備的外連接。除此之外，每一個CPU也集成了不同的接口，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，便于資源共享和數(shù)據(jù)接收，x20CPU可以實(shí)現(xiàn)無風(fēng)扇運(yùn)行，對于這一部分在后期不需要進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)。

（1）系統(tǒng)硬件

X20系統(tǒng)模塊包括總線模塊，電源模塊和輸入輸出模塊這三個部分共同構(gòu)成的，集三位于一體，其中I/o模塊是電氣隔離，可以通過EMC的方法實(shí)現(xiàn)保護(hù)，能夠有效屏蔽外部的電氣干擾，這三個模塊中每一個模塊都是由三個基本單元組成的，分別是端子排，電氣模塊底座模塊，這種模塊化的特性使得該系統(tǒng)能夠匯集傳統(tǒng)導(dǎo)軌式及插電式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，然后在系統(tǒng)之外實(shí)現(xiàn)與接線電氣模塊的熱插拔，可以自由使用總線插槽供配件，利用端子排可以隨意拆線，用螺絲刀按住彈簧夾就可以將導(dǎo)線取下來，并在一定的空間內(nèi)進(jìn)行大量接線，此外，x20系統(tǒng)各個控制部件可以安裝在底部上，底部提供I/O總線槽，系統(tǒng)總線槽，電源線槽，這種底板能夠固定與導(dǎo)軌和機(jī)架上，與電源直接接觸，系統(tǒng)電源是集中供電的電壓為24vdc。

（2）軟件編程。這些軟件相比傳統(tǒng)的PLC，能夠?qū)⒕幊膛c畫面實(shí)現(xiàn)一體化，并且儲存于同一個軟件中，PLC可以直接從儲存器中讀取數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)故障時，只需要將讀卡器取下，放入電腦中將程序和畫面進(jìn)行修改，然后重新下載到PCC中就可使用，能夠有效避免人為因素到現(xiàn)場修改的麻煩，節(jié)約時間，同時，編程語言除了一些流程圖，語句表之外，還可以增加Basic和C語言等高級語言。

二、人機(jī)界面模塊

操作箱上裝有觸屏顯示器，顯示器上的畫面如下圖所示。

可以提供對于絞車控制按鈕以及實(shí)時進(jìn)行絞車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，便于顯示絞車的運(yùn)行狀態(tài)和操作。除此之外，該觸屏器自帶了CPU，是由一根三星屏蔽線以及柜內(nèi)的通訊模塊零件構(gòu)成的，由于其傳輸距離較長，因此不會受到外界因素的干擾，性能比較穩(wěn)定。

三、PCC驅(qū)動系統(tǒng)的特點(diǎn)

首先，在速度和精確度方面，該系統(tǒng)的一個掃描時間和通信時間循環(huán)為400微秒，其次具備了靈活性，伺服驅(qū)動對于標(biāo)準(zhǔn)定位能夠做出配置，由于這種配置的靈活性，而且能只需要在應(yīng)用程序上進(jìn)行小范圍的改動就可以實(shí)現(xiàn)任何任務(wù)的操作。最后具有完全的集成式伺服驅(qū)動與貝加萊的產(chǎn)品具有完全的兼容性，可用于編程整個系統(tǒng)，包括系統(tǒng)中的組件，可以來自同一個內(nèi)核貝加萊系統(tǒng)，在操作方面具有安全性，為了能夠確保在任何狀態(tài)下都能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，保證產(chǎn)品質(zhì)量，貝加萊強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品質(zhì)量保證和持續(xù)生產(chǎn)過程的檢測，在系統(tǒng)開發(fā)中完成了整個測試，包括高溫，劇烈振動等環(huán)境。

可編程計算機(jī)控制器，作為一個全新的概念于90年代中期在工控界提出，它融合了傳統(tǒng)的PLC和IPC的優(yōu)點(diǎn)，既具有PLC的高可靠性和易擴(kuò)展性，又有著IPC的強(qiáng)大運(yùn)算/處理能力和較高的實(shí)時性及開放性，是一種新一代可編程計算機(jī)控制器，代表了當(dāng)今工業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢。在硬件結(jié)構(gòu)方面，PCC的特點(diǎn)是很明顯的，它兼具了PC機(jī)采用高性能CPU及大容量存儲單元和PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。其CPU具有多處理器結(jié)構(gòu)并配備了大容量存儲單元，配備了多種專用模塊和功能模塊，以專用模塊的方式對高精度運(yùn)動控制功能和智能溫度控制功能進(jìn)行集成，與常規(guī)PLC相比較，PCC最大的特點(diǎn)就在于其引入了類似大型計算機(jī)的Runtime定性分時多任務(wù)操作系統(tǒng)理念，并輔之以多樣化的應(yīng)用軟件設(shè)計手段。將該系統(tǒng)運(yùn)用與調(diào)車絞車上，能夠給控制絞車自動化運(yùn)行和調(diào)整方向，通過控制器可以對絞車的行車速度和方向進(jìn)行控制，可以實(shí)時監(jiān)測絞車的運(yùn)行狀態(tài)和故障報警信息。

四、小結(jié)

利用了貝加萊智能通知系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)的PLC來說，在軟件、硬件、人機(jī)界面性的方面具有明顯的優(yōu)勢，能夠大大提高調(diào)車絞車運(yùn)行的穩(wěn)定性，從后期實(shí)踐調(diào)查來看，該系統(tǒng)正式運(yùn)行之后各項(xiàng)指標(biāo)均可以達(dá)到設(shè)計要求。

【參考文獻(xiàn)】

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