浅谈贝加莱PCC在调车绞车中的应用

李彬 姚婷婷 张镭

【摘 要】本文基于传统调车PLC的电控系统基础上，提出了利用贝加莱PCC来实现调车绞车的自动化，通过阐述PCC在性能上的特点，表明了这种新型的调车具有较好的市场推广前景和良好的应用。

【关键词】贝加莱PCC；调车；绞车；应用

贝加莱可编程计算器控制器是一种面向运动调控，PCC的软件可以分时多任务机制构筑其软件运行平台，应用程序的运行周期与程序长短没有直接关系，而仅受到操作系统的循环周期决定，它将应用程序的扫描周期与外部控制周期进行有效区分，能够真正满足实时控制的需求。基于这种操作系统，PCC的应用程序能够由多任务模块构成，这对项目软件开发具有十分重要的意义。

一、贝加莱PCC

调车绞车采用的是双驱动四绳轮传动结构，也就是双驱动齿轮减速器带动四摩擦轮，摩擦轮进而能够带动钢丝绳，钢丝绳牵引铁牛，铁牛进而带动列车。调车绞车能够双向调车，防止咬绳和爬绳的单电机双向驱动四个绳槽式摩擦轮的调车绞车。它的结构特征为双联齿轮空套在一个输出轴上，轴齿轮能够同时对两个输出轴进行驱动，两个输出轴上装有四个绳轴式摩擦轮。传统的控制系统主要采用的是继电器接触时完成控制，这种系统的可靠性较差，精度低，而且硬件设备接线比较复杂，系统很容易出现故障。之后再调速系统上采用了磁场正向的晶闸管直流可逆调速系统，也有采用先进水平的交-交变频的现代交流调速系统，并开始利用了PLC技术，与继电器接触器控制系統相结合的方案，运用更高层次集成了标准PLC和工业控制计算的特点的可编程控制器PCC，其是对控制系统的升级改造，能够取得良好的效果，实现传统调车绞车控制系统工程中无法实现的功能。

贝加莱PCC产品目前已经实现在电源功能，当完成一个系统之后需要扩容的情况下，可以在不改变原有硬件的条件上以模块增加拓展的方式实现扩容，同时也有的软件无需改动需要以模块的方式添加新的软件即可完成。多任务操作系统包括了不同循环时间，不同优先级别的任务等级，具体有以下几方面的优势：首先，在进行编程过程中的项目可以有多个独立任务实现，每个任务都是相对独立的程序里完成不同的功能任务。其次，用户可以按照需求设定每个任务的询问时间。最后，对于一些特殊任务响应时间不会受到程序循环时间的影响。其次，从x20系统来看，调车绞车常采用了PCC的x20系统，这个系统能够为调车绞车提供不同级别的诊断功能，能够在模块上通过LED显示屏显示，总线状态区状态和通道状态分别用不同的方式进行显示，比如绿色可以表示运行正常，而红色表示运行出现故障。USB，RS232目前已经成为B&R;的标准化设备，后期不需要增加成本，能够实现网络功能和设备的外连接。除此之外，每一个CPU也集成了不同的接口，能够实现实时进行网络通信，便于资源共享和数据接收，x20CPU可以实现无风扇运行，对于这一部分在后期不需要进行相应的维护。

（1）系统硬件

X20系统模块包括总线模块，电源模块和输入输出模块这三个部分共同构成的，集三位于一体，其中I/o模块是电气隔离，可以通过EMC的方法实现保护，能够有效屏蔽外部的电气干扰，这三个模块中每一个模块都是由三个基本单元组成的，分别是端子排，电气模块底座模块，这种模块化的特性使得该系统能够汇集传统导轨式及插电式系统的优点，然后在系统之外实现与接线电气模块的热插拔，可以自由使用总线插槽供配件，利用端子排可以随意拆线，用螺丝刀按住弹簧夹就可以将导线取下来，并在一定的空间内进行大量接线，此外，x20系统各个控制部件可以安装在底部上，底部提供I/O总线槽，系统总线槽，电源线槽，这种底板能够固定与导轨和机架上，与电源直接接触，系统电源是集中供电的电压为24vdc。

（2）软件编程。这些软件相比传统的PLC，能够将编程与画面实现一体化，并且储存于同一个软件中，PLC可以直接从储存器中读取数据，当出现故障时，只需要将读卡器取下，放入电脑中将程序和画面进行修改，然后重新下载到PCC中就可使用，能够有效避免人为因素到现场修改的麻烦，节约时间，同时，编程语言除了一些流程图，语句表之外，还可以增加Basic和C语言等高级语言。

二、人机界面模块

操作箱上装有触屏显示器，显示器上的画面如下图所示。

可以提供对于绞车控制按钮以及实时进行绞车运行状态监视，便于显示绞车的运行状态和操作。除此之外，该触屏器自带了CPU，是由一根三星屏蔽线以及柜内的通讯模块零件构成的，由于其传输距离较长，因此不会受到外界因素的干扰，性能比较稳定。

三、PCC驱动系统的特点

首先，在速度和精确度方面，该系统的一个扫描时间和通信时间循环为400微秒，其次具备了灵活性，伺服驱动对于标准定位能够做出配置，由于这种配置的灵活性，而且能只需要在应用程序上进行小范围的改动就可以实现任何任务的操作。最后具有完全的集成式伺服驱动与贝加莱的产品具有完全的兼容性，可用于编程整个系统，包括系统中的组件，可以来自同一个内核贝加莱系统，在操作方面具有安全性，为了能够确保在任何状态下都能够实现优质产品，保证产品质量，贝加莱强调产品质量保证和持续生产过程的检测，在系统开发中完成了整个测试，包括高温，剧烈振动等环境。

可编程计算机控制器，作为一个全新的概念于90年代中期在工控界提出，它融合了传统的PLC和IPC的优点，既具有PLC的高可靠性和易扩展性，又有着IPC的强大运算/处理能力和较高的实时性及开放性，是一种新一代可编程计算机控制器，代表了当今工业控制技术的发展趋势。在硬件结构方面，PCC的特点是很明显的，它兼具了PC机采用高性能CPU及大容量存储单元和PLC采用模块式结构的优点。其CPU具有多处理器结构并配备了大容量存储单元，配备了多种专用模块和功能模块，以专用模块的方式对高精度运动控制功能和智能温度控制功能进行集成，与常规PLC相比较，PCC最大的特点就在于其引入了类似大型计算机的Runtime定性分时多任务操作系统理念，并辅之以多样化的应用软件设计手段。将该系统运用与调车绞车上，能够给控制绞车自动化运行和调整方向，通过控制器可以对绞车的行车速度和方向进行控制，可以实时监测绞车的运行状态和故障报警信息。

四、小结

利用了贝加莱智能通知系统，相比传统的PLC来说，在软件、硬件、人机界面性的方面具有明显的优势，能够大大提高调车绞车运行的稳定性，从后期实践调查来看，该系统正式运行之后各项指标均可以达到设计要求。

【参考文献】

[1]陆地， 朱磊， 刘晨，等. 新型PID参数优化方法在煤炭调车绞车系统中的应用[C].中国电工技术学会电力电子学会学术年会. 2010.

[2]朱磊. 改进型自适应遗传算法在煤炭调车绞车系统中的应用[D].西安建筑科技大学，2011.