工程机械发动机转速自动控制装置

1.一种工程机械发动机转速自动控制装置，其特征是：包括转速传感器、PLC可编程序控制器、速度选择开关、起动选择开关、步进电机控制器、步进电机，转速传感器检测的脉冲信号送PLC可编程序控制器高速计数口，速度设定及起动选择开关与PLC可编程序控制器输入点相连，步进电机控制器的输入端与PLC可编程序控制器输出点相连，其输出端与步进电机相连，步进电机通过拉线的机械连接与发动机的油门连接。

工程机械发动机转速自动控制装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种工程机械发动机转速自动控制装置。\n背景技术\n[0002] 现有的工程机械中副发动机转速调节是手动操作，操作者根据转速表显示的速度，手动拉动手柄，通过拉动与油门相连的拉线，从而控制发动机油门开度来完成。转速表的速度信号由发动机的转速传感器发送。其缺陷是：1、速度控制不准确，随意性大。2、提高了操作者的工作强度，可能由于误操作而造成发动机在高速运行状态下停机而损坏设备。\n3、不能满足系统自动化的要求。\n发明内容\n[0003] 为了解决现有工程机械发动机不能自动调速及转速控制不准确的技术问题，本实用新型提供一种可实现多档速度设定、自动实现加减速和返回怠速的工程机械发动机转速自动控制装置。\n[0004] 本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：包括转速传感器、、PLC可编程序控制器、速度选择开关、起动选择开关、步进电机控制器、步进电机，转速传感器检测的脉冲信号送PLC可编程序控制器高速计数口，速度设定及起动选择开关与PLC可编程序控制器输入点相连，步进电机控制器的输入端与PLC可编程序控制器输出点相连，其输出端与步进电机相连，步进电机通过拉线的机械连接与发动机的油门连接。\n[0005] 本实用新型的技术效果在于：本实用新型采用速度闭环控制，PLC可编程序控制器高速计数口读取转速表发送的脉冲信号，通过运算与设定速度进行比较，输出不同的开关信号给步进电机控制器，步进电机控制器控制步进电机的运动方向及运行距离，步进电机与油门通过拉线连接，通过步进电机对拉线的拉放实现油门的开与关，从而决定发动机供油量大小，进而控制发动机转速，本实用新型通过速度闭环控制，可以准确地控制速度。\n[0006] 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。\n附图说明\n[0007] 图1为本实用新型的结构示意图。\n[0008] 图2为本实用新型的控制流程图。\n具体实施方式\n[0009] 参见图1、2，本实用新型包括转速传感器、PLC可编程序控制器、速度选择开关、起动-停止选择开关、步进电机控制器、步进电机。PLC高速计数口读取来自转速传感器的脉冲数，计算出发动机的转速，速度选择开关以开关量输入，进行速度的设定。PLC通过实际速度与设定速度的比较，输出信号给步进电机控制器，控制步进电机的运行方向及行程，通过拉线的机械连接，进而控制油门的开关量，达到控制发动机速度的目的。图1说明如下：\n[0010] SR1：转速传感器。测量发动机转速，输出脉冲信号。\n[0011] BV1：转速表。接收转速传感器发送的脉冲信号，显示速度，同时将该脉冲信号电压放大至与PLC相匹配的脉冲信号。\n[0012] SA1：速度设定选择开关。两档自锁选择开关，分别连接PLC的数字量输入端，PLC根据需要设定该输入端相应的速度值。如设定标准档对应发动机转速1700r/min，加强档对应发动机转速2000r/min。两档转速对应的发动机速度在PLC程序中可任意设定，同时该选择开关可根据需要设定成多档选择开关。\n[0013] SA2：装置起动-停止选择开关。选择起动档，发动机自动调速，选择停止档，发动机返回怠速状态。当该装置与系统配合时，系统的起动停止开关可取代该选择开关进行操作。\n[0014] A1：PLC可编程序控制器。本装置采用西门子S7-200可编程序控制器，型号为\n6ES7214-1AD23-OXB0。其高速计数口输入点I0.0与速度表脉冲信号相连，选择开关SA1、SA2连接PLC输入点，分别为I0.1、I0.2、I0.3。步进电机控制器的加减速信号线连接PLC输出点，分别为Q0.0、Q0.1。PLC的功能是：将高速计数口读取的脉冲数运算成转速度；当系统起动或停止时，将该速度与设定速度进行比较，根据计算结果输出Q0.0或Q0.1，从而控制步进电机控制器。\n[0015] A2为油门步进电机控制器。当加速信号接通时，控制步进电机后退；当减速信号接通时，控制步进电机前进；当加减速信号同时接通时，控制步进电机返回原点；当加减速信号都不通时，步进电机不动作。\n[0016] M1为步进电机。通过拉线与油门进行软连接。步进电机后退，拉动油门，油门开度增大，发动机加速；步进电机前进，油门自动收回，油门开度减小，发动机减速；步进电机前进至原点，油门开度为零，发动机成怠速状态；当未接收到信号时，步进电机不动作，油门开度不变，发动机转速不变。\n[0017] 速度设定选择开关通过对PLC多点输入进行多档速度设定(V设)，每个输入点在PLC程序中设定成相应的速度。转速传感器检测发动机转速输出脉冲信号，经过信号放大器将脉冲信号放大后输入PLC高速计数口，PLC通过读取一定时段(10毫秒)的脉冲数计算成发动机实际转速(V实)。当选择起动后，PLC将发动机实际转速与当前速度设定选择开关选择的设定转速进行比较，根据比较的结果输出不同的信号给步进电机控制器。\n[0018] 本实用新型的具体工作过程如下：副发动机启动后，自动运行到怠速状态，转速传感器发出脉冲信号给转速表，转速表显示速度，同时将脉冲信号放大给PLC可编程序控制器。PLC通过高速计数口将脉冲计算即时对应的发动机实际速度V实。当选择“起动”时，PLC根据速度选择开关所设定的速度V设与实际检测速度V实进行比较：当V实＜V设时，PLC输出增加信号，步进电机控制器控制电机后退，通过连接在电机和油门之间的拉线将油门开度增大，从而使发动机转速升高至设定速度；反之，当V实＞V设时，PLC输出减少信号，步进电机控制器控制电机前进，由于通过连接在电机和油门之间的拉线拉力减小，油门开度自动减小，从而使发动机转速降低至设定速度。当选择“停止”时，PLC同时输出加减信号，步进电机控制器控制电机返回原点，油门开度自动减小至零，发动机回到怠速状态。