摘要：針對(duì)割草機(jī)變速器試驗(yàn)臺(tái)離合裝置試驗(yàn)，對(duì)原時(shí)間繼電器控制離合時(shí)間改造成為PLC控制系統(tǒng)，文章對(duì)改造后的變速器試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)進(jìn)行了總結(jié)與分析。 關(guān)鍵詞： PLC控制器 割草機(jī)試驗(yàn)臺(tái) 應(yīng)用 1.引言 我公司在開發(fā)研制生產(chǎn)割草機(jī)變速器的過程中，為試驗(yàn)割草機(jī)變速器的工況狀態(tài)，專為割草機(jī)變速器設(shè)計(jì)生產(chǎn)了試驗(yàn)臺(tái)。試驗(yàn)臺(tái)能夠模擬變速箱實(shí)際工作狀態(tài)，并測量和顯示出其轉(zhuǎn)速、扭矩、振動(dòng)、徑向壓力和箱體溫度等性能參數(shù)，經(jīng)系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)處理和綜合分析后生成測試報(bào)表。用戶可以方便地完成各種類型試驗(yàn)，并得到相應(yīng)報(bào)表。系統(tǒng)功能齊全，人機(jī)界面良好，操作簡單，抗干擾能力強(qiáng)，目前已投入實(shí)際應(yīng)用。該試驗(yàn)臺(tái)的離合裝置試驗(yàn)是針對(duì)帶有離合機(jī)構(gòu)的變速器而增加的功能，主要用于離合裝置壽命試驗(yàn)。開始設(shè)計(jì)的線路為用JS7時(shí)間繼電器控制線路，控制線路多，接線復(fù)雜，且繼電器長期帶電工作，繼電器觸點(diǎn)易老化，繼電器機(jī)械壽命也不能達(dá)到要求。隨著設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間越來越長，故障點(diǎn)相應(yīng)增加，維護(hù)工作量越來越大，嚴(yán)重影響割草機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的安全運(yùn)行。為保障試驗(yàn)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需對(duì)原繼電控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。 2.項(xiàng)目的實(shí)施簡介 該項(xiàng)目為適應(yīng)工況要求增加的試驗(yàn)帶離合裝置的割草機(jī)變速器離合壽命試驗(yàn)。試驗(yàn)要求：連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)150小時(shí)，離合齒輪嚙合10秒/次，離合齒輪分離5秒/次，即離合周期為15秒。150小時(shí)的離合周期數(shù)為36000次。該試驗(yàn)?zāi)康臑椋? （1）試驗(yàn)離合彈簧拉力和壽命能否保證36000次離合試驗(yàn)； （2）試驗(yàn)割草機(jī)變速箱在加載的條件下變速器的離合齒輪離合及磨損狀況。這兩項(xiàng)達(dá)標(biāo)，才能保證離合裝置安全可靠。經(jīng)方案設(shè)計(jì)，項(xiàng)目與2004年實(shí)施后，通過輕載試驗(yàn)、加載試驗(yàn)證明試驗(yàn)效果良好。功能齊全、穩(wěn)定可靠，投入試驗(yàn)至今，已取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 3.系統(tǒng)組成 割草機(jī)變速器試驗(yàn)臺(tái)離合裝置PLC控制系統(tǒng)是以可編程序控制器PLC為核心的控制、執(zhí)行、聲光報(bào)警和一次、二次外圍元件組成。CPM系列PLC在編程環(huán)境等方面，它不僅具備了以往的小型PLC所具有的功能，就是作為小型控制器或在傳感控制器應(yīng)用，也能適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場不同的需求。因此我們選用可編程序控制器的型號(hào)為CPM2A—20CDR-D。該機(jī)型體積小、可與計(jì)算機(jī)通訊，便于監(jiān)控、調(diào)試和排除故障，豐富和完善了對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的檢修、維護(hù)手段，提高了自動(dòng)化水平。本系統(tǒng)共需5個(gè)輸入點(diǎn)和5個(gè)輸出點(diǎn)，PLC電源電壓選用AC220V, 輸入額定電壓為PLC內(nèi)部電源DC24V, 輸出額定電壓為PLC外部電源DC24V,輸出電流為2A/點(diǎn)，采用繼電器輸出方式，程序表達(dá)使用梯形圖形式，本系統(tǒng)僅設(shè)置自動(dòng)工作方式。附表為PLC外部I/O接口（見附表），梯形圖（見圖1）。 附表 PLC外部I/O接口 4.編程技巧 許多延時(shí)電路和計(jì)數(shù)電路都要按照一定的步驟進(jìn)行，各動(dòng)作間的連鎖和互動(dòng)關(guān)系必然復(fù)雜，如果用一般的邏輯進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，會(huì)使程序變得冗長和復(fù)雜。用可編程序控制器（PLC）里提供的計(jì)數(shù)器指令，也可完成長延時(shí)電路。不僅編制的程序簡潔、直觀，而且編程方法簡單，容易掌握。下面就本程序的編制方法作簡要說明： 該梯形圖中，長延時(shí)電路采用1.0秒時(shí)鐘脈沖和計(jì)數(shù)器CNT000、CNT001、CNT002組成，分別為秒計(jì)時(shí)、分計(jì)時(shí)、和小時(shí)計(jì)時(shí)，小時(shí)數(shù)設(shè)定為150小時(shí)。齒輪離合時(shí)間控制有TIM003、TIM004組成，采用聯(lián)鎖方式，離合周期為15S/T，實(shí)現(xiàn)齒輪嚙合時(shí)間10秒和分離時(shí)間5秒的互換。動(dòng)作原理：運(yùn)行條件鈕子開關(guān)閉合，按起動(dòng)按鈕，運(yùn)行指示燈亮，長延時(shí)電路開始計(jì)時(shí)，實(shí)現(xiàn)秒、分、小時(shí)計(jì)數(shù)；同時(shí)TIM003、TIM004輪流10S、5S定時(shí)交替工作，實(shí)現(xiàn)齒輪離合，離合計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，以便試驗(yàn)人員監(jiān)視離合次數(shù)。齒輪離合電磁鐵開始通電、斷電工作，由電磁鐵拉動(dòng)彈簧使離合齒輪離合。試驗(yàn)過程中如主電機(jī)停轉(zhuǎn)或冷卻水壓低，報(bào)警指示燈亮，提醒試驗(yàn)人員排除故障，故障排除后，按報(bào)警接除按鈕，報(bào)警指示燈滅。試驗(yàn)時(shí)間到即開機(jī)150小時(shí)（或計(jì)數(shù)器顯示36000次），1002試驗(yàn)時(shí)間到指示燈亮，運(yùn)行停止。運(yùn)行條件鈕子開關(guān)置關(guān)?？蛇M(jìn)行下一次試驗(yàn)。PLC控制接線圖見圖2。 5.安裝和使用注意事項(xiàng) 安裝和調(diào)試、使用時(shí)，一定要注意水壓繼電器的工作情況。因?yàn)槲覀兊募虞d試驗(yàn)使用了磁粉制動(dòng)器。磁粉制動(dòng)器是根據(jù)電磁原理和利用磁粉傳遞轉(zhuǎn)矩的，它具有激磁電流和傳遞轉(zhuǎn)矩基本成線性關(guān)系，在同滑差無關(guān)的情況下能夠傳遞一定的轉(zhuǎn)矩，響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。由于電磁作用，長時(shí)間運(yùn)行會(huì)使磁粉制動(dòng)器表面溫度升高，所以必須通入冷卻水冷卻，磁粉離合器運(yùn)轉(zhuǎn)后即通水（水壓不大于1.5/cm2）冷卻，使其表面溫度不得超過80℃。使用過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)管道堵塞、冷卻水壓低，造成報(bào)警指示燈LD2亮，應(yīng)著重檢查冷卻水水壓，或定期用除垢劑清除磁粉制動(dòng)器內(nèi)結(jié)垢的冷卻管路。 6.結(jié)束語 割草機(jī)變速器試驗(yàn)臺(tái)離合裝置改造兩年來，運(yùn)行非常穩(wěn)定、軟件設(shè)計(jì)合理、操作簡便易行，并由醒目的輸入、輸出指示，計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，自動(dòng)化程度高。經(jīng)該試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)出廠的變速器產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量都有很大提高。 參考文獻(xiàn) [1]OMRON可編程序控制器編程手冊(cè) [2]可編程序控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001