一种轨道除沙机试验样机控制系统专利检索- 流体压力执行机构;一般液压技术和气动技术专利检索查询-专利查询网

一种轨道除沙机试验样机控制系统
申请号	CN201510915938.0	申请日	2015-12-14	公开(公告)号	CN106870512A	公开(公告)日	2017-06-20
申请人	韩会义;			发明人	韩会义;
摘要	一种轨道除沙机试验样机控制系统，该控制系统分为行走控制和工作控制两部分。行走控制是对整机行走速度与工作速度的切换、整机前进、后退及停止等操作进行控制；工作控制的主要内容为集沙箱体升降控制、侧翼开合控制、扬沙回转机构正反转控制，以及刮沙链、运输带、扬沙带的顺序启停控制和单独点动控制。该系统具有较高的通讯可靠，实时保证了轨道除沙机的稳定运行。
权利要求	1.一种轨道除沙机试验样机控制系统，其特征是：所述控制系统内容分为行走控制和工作控制两部分，行走控制是对整机行走速度与工作速度的切换、整机前进、后退及停止等操作进行控制；工作控制的主要内容为集沙箱体升降控制、侧翼开合控制、扬沙回转机构正反转控制，以及刮沙链、运输带、扬沙带的顺序启停控制和单独点动控制。 2.根据权利要求1所述的一种轨道除沙机试验样机控制系统，其特征是：所述控制系统的电磁铁13YA控制溢流阀的开启，电磁铁14YA控制调速阀的开启，实现行走速度与工作速度之间的切换，电磁铁15YA、16YA通过控制三位四通电磁阀的各位置动作，进而控制液压马达的正反转，实现整车的行走动作。 3.根据权利要求1所述的一种轨道除沙机试验样机控制系统，其特征是：所述工作回路中有一个起总控开关作用的溢流阀，工作回路正常工作的前提是控制溢流阀开启的电磁铁1YA一直处于通电状态，左下方的两个三位四通换向阀分别控制左、右侧翼的展合。 4.根据权利要求1所述的一种轨道除沙机试验样机控制系统，其特征是：所述控制系统采用基于可编程逻辑控制器的控制系统，主控制器选用FX2N系列48点PLC，其输入端连接按钮，按下按钮实现信号输入；其输出端连接DC24V继电器，防止PLC输出端电流过大，确保PLC正常工作，利用继电器的触点控制全部电磁铁的通断。 5.根据权利要求1所述的一种轨道除沙机试验样机控制系统，其特征是：所述控制系统的PLC控制通过按钮实现系统的输入，将按钮连接至PLC输入端，由PLC自身供电。
说明书全文	一种轨道除沙机试验样机控制系统所属技术领域 [0001] 本发明涉及一种轨道除沙机试验样机控制系统，适用于机械领域。背景技术 [0002] 铁路运输是我国的经济命脉，在交通运输综合体系中发挥着重要的作用。但在我国西部沙害地区，风沙会对铁路运营维护造成严重的影响，最直接、最主要的是由线路积沙造成的列车减速、停运及脱轨现象。目前，国内尚无高效的轨道除沙机械设备，国外也很难查到关于铁路专用除沙车的资料。我国主要采用手工清理，环境恶劣，工作效率低下，特别是繁忙干线，线路维护与营运矛盾突出。 [0003] 2006年4月，兰新铁路南疆铁路线部分区段被积沙掩埋，近2万旅客滞留在乌鲁木齐、哈密等站。灾情发生后，乌鲁木齐铁路局迅速组织5000多名干部职工全力清除线路积沙。随着我国铁路建设线路的不断延伸，将会有更多线路处于沙害侵袭区域。研制适合我国国情的、具有自主知识产权的高效轨道除沙设备，对解决沙害铁路干线的紧急疏通具有重要意义和工程实用价值。发明内容 [0004] 本发明提出了一种轨道除沙机试验样机控制系统，基于CAN总线技术，采用CAN2.0B通讯协议对该系统进行设计，其硬件核心选用采用PC/104计算机＋CAN通信卡组成的系统,液压辅助驱动单元关键节点采用DSP芯片TMS320LF2407构成的系统。该系统具有较高的通讯可靠，实时保证了轨道除沙机的稳定运行。 [0005] 本发明所采用的技术方案是：所述控制系统内容分为行走控制和工作控制两部分。行走控制是对整机行走速度与工作速度的切换、整机前进、后退及停止等操作进行控制；工作控制的主要内容为集沙箱体升降控制、侧翼开合控制、扬沙回转机构正反转控制，以及刮沙链、运输带、扬沙带的顺序启停控制和单独点动控制。 [0006] 所述控制系统的电磁铁13YA控制溢流阀的开启，电磁铁14YA控制调速阀的开启，实现行走速度与工作速度之间的切换，电磁铁15YA、16YA通过控制三位四通电磁阀的各位置动作，进而控制液压马达的正反转，实现整车的行走动作。行走回路工作的条件是电磁铁13YA一直处于开启状态。当整车以行走速度前进时，须将电磁铁15YA开启；当整车以工作速度前进时，须同时将电磁铁14YA和15YA开启；当整车后退时，须将电磁铁16YA开启。 [0007] 所述工作回路中也有一个起总控开关作用的溢流阀。工作回路正常工作的前提是控制溢流阀开启的电磁铁1YA一直处于通电状态。左下方的两个三位四通换向阀分别控制左、右侧翼的展合。电磁铁2YA通电，压力油进入左侧翼展合液压缸上腔，从下腔流出，活塞杆收缩，左侧翼展开；3YA通电，压力油进入左侧翼展合液压缸下腔，从上腔流出，活塞杆伸出，左侧翼合拢；同理，4YA通电，右侧翼展开；5YA通电，右侧翼合拢。 [0008] 所述扬沙回转和集沙箱体升降液压回路中，最左侧的三位四通换向阀，其上叠加液控单向阀和调速阀，用于控制集沙箱体升降；电磁铁6YA通电，压力油进入箱体抬升液压缸的上腔，从下腔流出，活塞杆收缩，集沙箱体抬升；7YA通电，压力油进入箱体抬升液压缸下腔，从上腔流出，活塞杆伸出，集沙箱体下降。右侧的三位四通换向阀用于控制液压马达(驱动扬沙回转机构)的正反转；8YA通电时，压力油从扬沙回转马达油口A进入，马达正转，将扬沙输送装置摆至轨道一侧；9YA通电，压力油从扬沙回转马达油口B进入，马达反转，将扬沙输送装置摆至轨道另一侧。 [0009] 所述控制系统采用基于可编程逻辑控制器(PLC)的控制系统。主控制器选用FX2N系列48点PLC，其输入端连接按钮，按下按钮实现信号输入；其输出端连接DC24V继电器，防止PLC输出端电流过大，确保PLC正常工作，利用继电器的触点控制全部电磁铁的通断。 [0010] 所述控制系统的PLC控制通过按钮实现系统的输入，将按钮连接至PLC输入端，由PLC自身供电。选用的按钮有三种类型：第一类采用自动复位型的按钮，即瞬时动作，这样的按钮可用于系统启动、整车前进、传送装置顺序启动、传送装置顺序停止，以及刮沙链点动等；第二类采用自保持型的按钮，即交替动作，这样的按钮可用于控制左、右侧翼展开、集沙箱体抬升和集沙箱体下降等；第三类采用急停按钮，按下即保持锁定状态(通过旋转可使按钮弹起)，用于系统停止。PLC输出侧连接DC24V继电器，利用开关电源对继电器供电，并在继电器的两端反向并联二极管，以提高触点的寿命。 [0011] 本发明的有益效果是：基于CAN总线技术，采用CAN2.0B通讯协议对该系统进行设计，其硬件核心选用采用PC/104计算机＋CAN通信卡组成的系统,液压辅助驱动单元关键节点采用DSP芯片TMS320LF2407构成的系统。该系统具有较高的通讯可靠，实时保证了轨道除沙机的稳定运行。附图说明 [0012] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 [0013] 图1是本发明的沙机试验样机行走回路液压原理图。 [0014] 图2是本发明的左、右侧翼展合过程的液压原理图。 [0015] 图3是本发明的扬沙回转和集沙箱体升降液压原理图。 [0016] 图4是本发明的传送装置液压原理图。 [0017] 图5是本发明的PLC连接图。 [0018] 图6是本发明的车行走部分梯形图程序。具体实施方式 [0019] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 [0020] 如图1，控制系统内容分为行走控制和工作控制两部分。行走控制是对整机行走速度与工作速度的切换、整机前进、后退及停止等操作进行控制；工作控制的主要内容为集沙箱体升降控制、侧翼开合控制、扬沙回转机构正反转控制，以及刮沙链、运输带、扬沙带的顺序启停控制和单独点动控制。 [0021] 控制系统的电磁铁13YA控制溢流阀的开启，电磁铁14YA控制调速阀的开启，实现行走速度与工作速度之间的切换，电磁铁15YA、16YA通过控制三位四通电磁阀的各位置动作，进而控制液压马达的正反转，实现整车的行走动作。行走回路工作的条件是电磁铁13YA一直处于开启状态。当整车以行走速度前进时，须将电磁铁15YA开启；当整车以工作速度前进时，须同时将电磁铁14YA和15YA开启；当整车后退时，须将电磁铁16YA开启。 [0022] 如图2，工作回路中有一个起总控开关作用的溢流阀。工作回路正常工作的前提是控制溢流阀开启的电磁铁1YA一直处于通电状态。左下方的两个三位四通换向阀分别控制左、右侧翼的展合。电磁铁2YA通电，压力油进入左侧翼展合液压缸上腔，从下腔流出，活塞杆收缩，左侧翼展开；3YA通电，压力油进入左侧翼展合液压缸下腔，从上腔流出，活塞杆伸出，左侧翼合拢；同理，4YA通电，右侧翼展开；5YA通电，右侧翼合拢。 [0023] 如图3，扬沙回转和集沙箱体升降液压回路中，最左侧的三位四通换向阀，其上叠加液控单向阀和调速阀，用于控制集沙箱体升降；电磁铁6YA通电，压力油进入箱体抬升液压缸的上腔，从下腔流出，活塞杆收缩，集沙箱体抬升；7YA通电，压力油进入箱体抬升液压缸下腔，从上腔流出，活塞杆伸出，集沙箱体下降。右侧的三位四通换向阀用于控制液压马达(驱动扬沙回转机构)的正反转；8YA通电时，压力油从扬沙回转马达油口A进入，马达正转，将扬沙输送装置摆至轨道一侧；9YA通电，压力油从扬沙回转马达油口B进入，马达反转，将扬沙输送装置摆至轨道另一侧。 [0024] 如图4，控制系统采用基于可编程逻辑控制器(PLC)的控制系统。主控制器选用FX2N系列48点PLC，其输入端连接按钮，按下按钮实现信号输入；其输出端连接DC24V继电器，防止PLC输出端电流过大，确保PLC正常工作，利用继电器的触点控制全部电磁铁的通断。 [0025] 如图5，控制系统的PLC控制通过按钮实现系统的输入，将按钮连接至PLC输入端，由PLC自身供电。选用的按钮有三种类型：第一类采用自动复位型的按钮，即瞬时动作，这样的按钮可用于系统启动、整车前进、传送装置顺序启动、传送装置顺序停止，以及刮沙链点动等；第二类采用自保持型的按钮，即交替动作，这样的按钮可用于控制左、右侧翼展开、集沙箱体抬升和集沙箱体下降等；第三类采用急停按钮，按下即保持锁定状态(通过旋转可使按钮弹起)，用于系统停止。PLC输出侧连接DC24V继电器，利用开关电源对继电器供电，并在继电器的两端反向并联二极管，以提高触点的寿命。 [0026] 如图6，PLC的编程语言采用梯形图表示。梯形图与继电器控制系统的电路图很相似，直观易懂，是使用最多的可编程逻辑控制器图形编程语言。选用三菱GX-Developer模拟器实现程序的录入。 [0027] 利用GX-Simulator对控制程序进行调试，该软件包安装在有GX-Developer的计算机上，能够实现不在线时对控制系统进行调试。将所编写的梯形图程序进行转换后，通过“梯形图逻辑测试启动”菜单命令即可启动仿真。启动仿真后，程序开始在电脑上模拟PLC的写入过程。写入完毕后，可通过软件中的“软元件测试”菜单命令强制一些输入触电为ON状态(即按钮开关的闭合状态)，系统将模拟程序的运行并显示运行状态，通过观察可发现程序是否运行正常，是否满足系统的控制要求。

意见反馈