工程機械發動機轉速自動控制裝置的製作方法

2023-12-01 21:17:11 1

專利名稱：工程機械發動機轉速自動控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工程機械發動機轉速自動控制裝置。
背景技術：
現有的工程機械中副發動機轉速調節是手動操作，操作者根據轉速表顯示的速 度，手動拉動手柄，通過拉動與油門相連的拉線，從而控制發動機油門開度來完成。轉速表 的速度信號由發動機的轉速傳感器發送。其缺陷是1、速度控制不準確，隨意性大。2、提高 了操作者的工作強度，可能由於誤操作而造成發動機在高速運行狀態下停機而損壞設備。 3、不能滿足系統自動化的要求。

發明內容為了解決現有工程機械發動機不能自動調速及轉速控制不準確的技術問題，本實 用新型提供一種可實現多檔速度設定、自動實現加減速和返回怠速的工程機械發動機轉速 自動控制裝置。 本實用新型解決上述技術問題的技術方案是包括轉速傳感器、、PLC可編程序控 制器、速度選擇開關、起動選擇開關、步進電機控制器、步進電機，轉速傳感器檢測的脈衝信 號送PLC可編程序控制器高速計數口 ，速度設定及起動選擇開關與PLC可編程序控制器輸 入點相連，步進電機控制器的輸入端與PLC可編程序控制器輸出點相連，其輸出端與步進 電機相連，步進電機通過拉線的機械連接與發動機的油門連接。 本實用新型的技術效果在於本實用新型採用速度閉環控制，PLC可編程序控制 器高速計數口讀取轉速表發送的脈衝信號，通過運算與設定速度進行比較，輸出不同的開 關信號給步進電機控制器，步進電機控制器控制步進電機的運動方向及運行距離，步進電 機與油門通過拉線連接，通過步進電機對拉線的拉放實現油門的開與關，從而決定發動機 供油量大小，進而控制發動機轉速，本實用新型通過速度閉環控制，可以準確地控制速度。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。

圖1為本實用新型的結構示意圖。 圖2為本實用新型的控制流程圖。
具體實施方式參見圖1、2，本實用新型包括轉速傳感器、PLC可編程序控制器、速度選擇開關、起 動_停止選擇開關、步進電機控制器、步進電機。PLC高速計數口讀取來自轉速傳感器的脈 衝數，計算出發動機的轉速，速度選擇開關以開關量輸入，進行速度的設定。PLC通過實際速 度與設定速度的比較，輸出信號給步進電機控制器，控制步進電機的運行方向及行程，通過 拉線的機械連接，進而控制油門的開關量，達到控制發動機速度的目的。圖1說明如下[0010] SR1:轉速傳感器。測量發動機轉速，輸出脈衝信號。 BV1 :轉速表。接收轉速傳感器發送的脈衝信號，顯示速度，同時將該脈衝信號電壓 放大至與PLC相匹配的脈衝信號。 SA1 :速度設定選擇開關。兩檔自鎖選擇開關，分別連接PLC的數字量輸入端，PLC 根據需要設定該輸入端相應的速度值。如設定標準檔對應發動機轉速1700r/min，加強檔對 應發動機轉速2000r/min。兩檔轉速對應的發動機速度在PLC程序中可任意設定，同時該選 擇開關可根據需要設定成多檔選擇開關。 SA2 :裝置起動-停止選擇開關。選擇起動檔，發動機自動調速，選擇停止檔，發動 機返回怠速狀態。當該裝置與系統配合時，系統的起動停止開關可取代該選擇開關進行操 作。 Al :PLC可編程序控制器。本裝置採用西門子S7-200可編程序控制器，型號為 6ES7214-1AD23-0XB0。其高速計數口輸入點1。.。與速度表脈衝信號相連，選擇開關SA1、SA2 連接PLC輸入點，分別為Iai、 I。.2、 I。.3。步進電機控制器的加減速信號線連接PLC輸出點， 分別為Q。.。、 Qai。 PLC的功能是將高速計數口讀取的脈衝數運算成轉速度；當系統起動或 停止時，將該速度與設定速度進行比較，根據計算結果輸出Q。.。或Q。. p從而控制步進電機控 制器。 A2為油門步進電機控制器。當加速信號接通時，控制步進電機後退；當減速信號 接通時，控制步進電機前進；當加減速信號同時接通時，控制步進電機返回原點；當加減速 信號都不通時，步進電機不動作。 Ml為步進電機。通過拉線與油門進行軟連接。步進電機後退，拉動油門，油門開度 增大，發動機加速；步進電機前進，油門自動收回，油門開度減小，發動機減速；步進電機前 進至原點，油門開度為零，發動機成怠速狀態；當未接收到信號時，步進電機不動作，油門開 度不變，發動機轉速不變。 速度設定選擇開關通過對PLC多點輸入進行多檔速度設定(Vs)，每個輸入點在
PLC程序中設定成相應的速度。轉速傳感器檢測發動機轉速輸出脈衝信號，經過信號放大器
將脈衝信號放大後輸入PLC高速計數口， PLC通過讀取一定時段(IO毫秒)的脈衝數計算
成發動機實際轉速(V《)。當選擇起動後，PLC將發動機實際轉速與當前速度設定選擇開關
選擇的設定轉速進行比較，根據比較的結果輸出不同的信號給步進電機控制器。 本實用新型的具體工作過程如下副發動機啟動後，自動運行到怠速狀態，轉速傳
感器發出脈衝信號給轉速表，轉速表顯示速度，同時將脈衝信號放大給PLC可編程序控制
器。PLC通過高速計數口將脈衝計算即時對應的發動機實際速度V《。當選擇"起動"時，
PLC根據速度選擇開關所設定的速度V^與實際檢測速度V《進行比較當V《< V^時，PLC
輸出增加信號，步進電機控制器控制電機後退，通過連接在電機和油門之間的拉線將油門
開度增大，從而使發動機轉速升高至設定速度；反之，當V《> V^時，PLC輸出減少信號，步
進電機控制器控制電機前進，由於通過連接在電機和油門之間的拉線拉力減小，油門開度
自動減小，從而使發動機轉速降低至設定速度。當選擇"停止"時，PLC同時輸出加減信號，
步進電機控制器控制電機返回原點，油門開度自動減小至零，發動機回到怠速狀態。
權利要求一種工程機械發動機轉速自動控制裝置，其特徵是包括轉速傳感器、PLC可編程序控制器、速度選擇開關、起動選擇開關、步進電機控制器、步進電機，轉速傳感器檢測的脈衝信號送PLC可編程序控制器高速計數口，速度設定及起動選擇開關與PLC可編程序控制器輸入點相連，步進電機控制器的輸入端與PLC可編程序控制器輸出點相連，其輸出端與步進電機相連，步進電機通過拉線的機械連接與發動機的油門連接。
專利摘要本實用新型公開了一種工程機械發動機轉速自動控制裝置。它包括轉速傳感器、PLC可編程序控制器、速度選擇開關、起動選擇開關、步進電機控制器、步進電機，轉速傳感器檢測的脈衝信號送PLC可編程序控制器高速計數口，速度設定及起動選擇開關與PLC可編程序控制器輸入點相連，步進電機控制器的輸入端與PLC可編程序控制器輸出點相連，其輸出端與步進電機相連，步進電機通過拉線的機械連接與發動機的油門連接。本實用新型可進行多檔速度設定，準確控制發動機轉速；並與其他動作進行聯動，自動實現加減速和返回怠速的功能。
文檔編號F02D11/10GK201448154SQ200920063230
公開日2010年5月5日 申請日期2009年2月13日 優先權日2009年2月13日
發明者秦華 申請人:長沙中聯重工科技發展股份有限公司