文档介绍：工程机械底盘柴油机调速系统的设计
一、概述
图3-1 柴油机调速电路模块连接图
右图3-1是柴油机调速电路
模块连接图,其中PLC接收钮子开关的信号,经过PLC的处理后发出脉宽可控制的PWM波形,PWM波形通过步进电机驱动器放大后驱动步进电机作径向运动,然后通过柴油机油门拉丝最终控制柴油机转速的调整。待柴油机速度稳定后通过霍尔传感器传感数据送回PLC,经PLC处理后送入显
示器进行转速的实时显示,达到完整的闭环控制系统。
二、设计要求
本次课程设计要求设计出一套工程机械底盘柴油机调速电路,使得我们可以在拨动一个调速按钮或开关时,就可以控制底盘的柴油机转速,以满足我们工程机械产品对底盘速度的要求。
三、设计方案论证
本文设计出的工程机械底盘柴油机调速系统,包括一个PLC的处理器、步进电机驱动器、步进电机及显示器,调速按钮发出指令传送给PLC,PLC处理数据后通过步进电机驱动器控制步进电机径向运动,从而控制柴油机的转速,待柴油机速度稳定后通过发电机W端口发回数据并显示,实现一个完整的闭环控制系统。
以上的闭环控制系统能够反馈调速后的结果,当调速没达到要求的时候,能够自动进行反馈修正,能较好的实现工程机械底盘柴油机的转速调节。
四、电气原理图的设计
作为以柴油机为主要动力源的工程机械产品,除去部分采用电力及不同控制方式外,大部分的产品都采用步进电机方式控制柴油机转速,其中包括柴油机拖泵、挖掘机等等产品,好处在于无需更改柴油机上面ECU的任何参数,保证了机器的稳定性,缺点也很明显,由于需要额外的设备来满足要求,所以成本及故障率都会增加。下图3-2为柴油机调速电路图,,PLC采集信号后通过分析处理改变PWM波的占空比,,,即可控制步进电机。由于PLC输出功率有限故需要搭配步进电机驱动器才能正常驱动步进电机。,从而用于识别柴油机实时转速为多少。
图3-2柴油机调速电路
五、主要元器件选型
可编程控制器的CPU选择
S7-200 CPU224的PLC集成14输入/10输出共24个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块,最大扩展至256路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可以很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统,具有更多的输入/输出点,更强的模块扩展能力,更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。
根据上面表格的I/O分配,通过查阅手册选择S7-200 CPU224基本单元(14DI/10DO出)1台。CPU224有14个输入端口,10个输出端口,满足系统对输入输出端口的要求,