CN103452680A - 一种发电机油门控制系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种发电机油门控制系统及其方法，属于长输管道建设技术领域。该系统驱动模块用于通过驱动源使发动机驱动液压泵；发电模块用于通过液压马达的高速旋转使中频发电机中频发电；检测模块通过光栅传感器检测光栅在一个时间段内的光栅脉冲数；脉冲比较模块将光栅脉冲数与高速区间脉冲值进行比较；调制模块根据脉冲比较模块的比较结果，通过直流电机的驱动器对直流电机脉宽调制；控制模块通过直流电机实时控制发动机的油门拉杆。本发明针对新型焊接工程车焊接过程中出现的停焊、续焊等情况，实时控制发动机的油门，避免能源的大量流失。
Description
技术领域
本发明属于长输管道建设技术领域，特别涉及一种发电机油门控制系统及其方法。
背景技术
当前国内长输管道的焊接工程车均属于油类发动机驱动工频发电机作为动力电源.管道焊接工程车是通过发动机同轴驱动液压泵产生循环高压油，通过油路传输至液压马达并驱动液压马达与其同轴连接中频发电机转子，使转子高速旋转产生2500HZ中频电，电流经过整流模块的整流后输出进行焊接。在焊接过程中会出现停焊、续焊等诸多情况，当前车辆若不控制油门的增减会导致上述能量转换的不稳定性，同时会影响焊接。当发动机启动后，以额定功率输出，不会因停焊、续焊而改变当前车辆的能量损耗，因此在能源消耗方面存在诸多浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种发电机油门控制系统及其方法，解决了现有技术发动机油门因停焊和续焊等原因造成的能源转换不稳定性和消耗等技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种发电机油门控制系统，包括驱动模块、发电模块、检测模块、脉冲比较模块、调制模块和控制模块；
所述驱动模块用于通过驱动源使发动机驱动液压泵，然后所述液压泵通过流量油压控制液压马达，所述驱动模块与所述发电模块相连；
所述发电模块用于通过所述液压马达的高速旋转使中频发电机中频发电，在所述液压马达和所述中频发电机同轴上安装至少一条光栅，所述发电模块与所述检测模块相连；
所述检测模块通过光栅传感器检测所述光栅在一个时间段内的光栅脉冲数，所述检测模块与所述脉冲比较模块相连；
所述脉冲比较模块通过可编程逻辑控制器将所述光栅在一个时间段内的光栅脉冲数与设定的高速区间脉冲值进行比较，所述脉冲比较模块和所述调制模块相连；
所述调制模块根据所述脉冲比较模块的所述比较结果，通过直流电机的驱动器对所述直流电机脉宽调制，所述调制模块与所述控制模块相连；
所述控制模块通过所述直流电机实时控制所述发动机的油门拉杆，所述控制模块与所述驱动模块相连。
进一步地，所述光栅的条数为15条。
进一步地，所述光栅传感器为数字光栅传感器。
一种发电机油门控制方法，包括如下步骤：
通过驱动源使发动机驱动液压泵，然后所述液压泵通过流量油压控制液压马达；
通过所述液压马达的高速旋转使中频发电机中频发电，在所述液压马达和所述中频发电机同轴上安装至少一条光栅；
通过光栅传感器检测所述光栅在一个时间段内的光栅脉冲数；
通过可编程逻辑控制器将所述光栅在一个时间段内的光栅脉冲数与设定的高速区间脉冲值进行比较；
根据所述比较结果，通过直流电机的驱动器对所述直流电机脉宽调制；
通过所述直流电机实时控制所述发动机的油门拉杆。
进一步地，所述通过直流电机的驱动器对直流电机脉宽调制的方法包括如下步骤：
当光栅在一个时间段内的光栅脉冲数大于所述设定的高速区间脉冲值时，根据可编程逻辑控制器接受并输出的脉冲信号，接通所述直流电机的驱动器，使所述直流电机反转。
进一步地，所述通过直流电机的驱动器对直流电机脉宽调制的方法包括如下步骤：
当光栅在一个时间段内的光栅脉冲数小于所述设定的高速区间脉冲值时，根据可编程逻辑控制器接受并输出的脉冲信号，接通所述直流电机的驱动器，使所述直流电机正转。
进一步地，所述通过直流电机的驱动器对直流电机脉宽调制的方法包括如下步骤：
当光栅在一个时间段内的光栅脉冲数等于所述设定的高速区间脉冲值时，根据可编程逻辑控制器无脉冲信号输出，切断所述直流电机的驱动器，使所述直流电机不转。
本发明提供的发电机油门控制系统及其方法，针对新型焊接工程车焊接过程中出现的停焊、续焊等情况，通过光栅传感器检测在不同情况下的光栅脉冲数，然后通过可编程逻辑控制器对该光栅脉冲值进行判断，通过控制直流电机，实时控制发动机的油门，避免能源的大量流失。安装该发电机油门控制系统后，焊接工程车在一个台班内油耗降低了40﹪。
附图说明
图1为本发明实施例提供的发电机油门控制系统局部电路图；
图2为本发明实施例提供的发电机油门控制系统实现流程图。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例提供的一种发电机油门控制系统，包括驱动模块、发电模块、检测模块、脉冲比较模块、调制模块和控制模块；
驱动模块用于通过驱动源使发动机驱动液压泵，然后液压泵通过流量油压控制液压马达，驱动模块与发电模块相连；
发电模块用于通过液压马达的高速旋转使中频发电机中频发电，在液压马达和中频发电机同轴上安装至少一条光栅，发电模块与检测模块相连，在本发明实施例中，光栅的条数为15条；
检测模块通过光栅传感器检测光栅在一个时间段内的光栅脉冲数，检测模块与脉冲比较模块相连；
脉冲比较模块通过可编程逻辑控制器将光栅在一个时间段内的光栅脉冲数与设定的高速区间脉冲值进行比较，脉冲比较模块和调制模块相连；
调制模块根据脉冲比较模块的比较结果，通过直流电机的驱动器对直流电机脉宽调制，调制模块与控制模块相连；
控制模块通过直流电机实时控制发动机的油门拉杆，控制模块与驱动模块相连。
其中，在本发明实施例中，光栅传感器为数字光栅传感器
一种发电机油门控制方法，包括如下步骤：
通过驱动源使发动机驱动液压泵，然后液压泵通过流量油压控制液压马达；
通过液压马达的高速旋转使中频发电机中频发电，在液压马达和所述中频发电机同轴上安装至少一条光栅；
通过光栅传感器检测光栅在一个时间段内的光栅脉冲数；
通过可编程逻辑控制器将光栅在一个时间段内的光栅脉冲数与设定的高速区间脉冲值进行比较；
根据所述比较结果，通过直流电机的驱动器对所述直流电机脉宽调制；
通过直流电机实时控制发动机的油门拉杆。
参见图1和图2，在本发明实施例中，具体包括如下步骤：
步骤101：打开钥匙门接通整车电路，发动机通过驱动源驱动液压泵，然后液压泵通过流量油压控制液压马达，使液压马达进行运转并产生高速旋转的动能，产生的动能轴向驱动2500HZ中频发电机的转子，2500HZ中频发电机通过高速旋转进行中频发电，中频发电机在带负荷焊接时应运行在3000转/min；
步骤102：打开中频发电机开关让中频发电机自动控制，此时继电器J1动作，常闭触点打开，手动控制SB1失效，为了安全起见，SB2可用，但只能减油门，而此时，中频发电机高速旋转，光栅传感器检测15条光栅一个时间段内的光栅脉冲数；
步骤103：可编程逻辑控制器（PLC）将15条光栅一个时间段内的光栅脉冲数与设定的高速区间脉冲值进行比较，根据比较结果通过直流电机的驱动器对直流电机脉宽调制；
在图1中，数字光栅传感器检测轴上的15白光栅脉冲数（其余部位为黑色），连续给可编程逻辑控制器的X0、COM输入脉冲信号。可编程逻辑控制器的程序截取40ms的光栅脉冲个数，在本发明实施例中，设定的高速区间脉冲值为30个，将截取40ms的光栅脉冲个数与高速区间脉冲值进行对比，有3种以下情况：
当由焊接转到停焊时，负载迅速减小，中频发电机转速升高，截取40ms的光栅脉冲个数比30个多，也就是脉冲个数大于高速区间脉冲值，可编程逻辑控制器接收脉冲信号并运算输出Y0、COM0,Y2、COM2，接通直流电机驱动器的黄、棕、白线，电机反转，发动机减油门，使40ms的脉冲个数等于30个，使中频发电机的电流保持恒速稳定；此时仍然可以拨动点动开关SB2，（SB1失效，不能手动加速）接通J3、J4继电器线圈，J3、J4继电器常开触点闭合，接通直流电机驱动器的黄、棕、白线，电机反转，发动机减油门。减油门状态PLC和SB2都可控，以免因程序故障一直加油门发生危险。
当由停焊转到续焊时，负载迅速增加，中频发电机转速降低，截取40ms的脉冲个数小于30个，也就是脉冲个数小于高速区间脉冲值，可编程逻辑控制器接收脉冲信号并运算输出Y1、COM1，接通直流电机驱动器的黄、白线，电机正转，发动机加油门，使40ms的脉冲个数等于30个，使中频发电机的电流保持恒速稳定；此时SB2有效，可以手动减速，SB1失效，不可以手动加速；
当截取40ms的脉冲个数等于30个、可编程逻辑控制器无输出，直流电机驱动器无信号输入，电动机不转，油门保持不变，使中频发电机的电流保持恒速稳定。
步骤104：直流电机实时控制发动机的油门拉杆；
步骤105：恒速后的中频发电机的电流，经过整流模块的整流后输出进行焊接。
本发明实施例提供的发电机油门控制系统，针对新型焊接工程车焊接过程中出现的停焊、续焊等情况，实时控制发动机的油门，避免能源的大量流失。安装所述发电机油门控制系统后，保持了中频发电机的恒速，焊接工程车在一个台班内油耗降低为原来的60﹪，发动机的油门根据负载的变化而变化，节约了油耗。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种发电机油门控制系统，其特征在于，包括驱动模块、发电模块、检测模块、脉冲比较模块、调制模块和控制模块；
所述驱动模块用于通过驱动源使发动机驱动液压泵，然后所述液压泵通过流量油压控制液压马达，所述驱动模块与所述发电模块相连；
所述发电模块用于通过所述液压马达的高速旋转使中频发电机中频发电，在所述液压马达和所述中频发电机同轴上安装至少一条光栅，所述发电模块与所述检测模块相连；
所述检测模块通过光栅传感器检测所述光栅在一个时间段内的光栅脉冲数，所述检测模块与所述脉冲比较模块相连；
所述脉冲比较模块通过可编程逻辑控制器将所述光栅在一个时间段内的光栅脉冲数与设定的高速区间脉冲值进行比较，所述脉冲比较模块和所述调制模块相连；
所述调制模块根据所述脉冲比较模块的所述比较结果，通过直流电机的驱动器对所述直流电机脉宽调制，所述调制模块与所述控制模块相连；
所述控制模块通过所述直流电机实时控制所述发动机的油门拉杆，所述控制模块与所述驱动模块相连。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述光栅的条数为15条。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述光栅传感器为数字光栅传感器。
4.一种发电机油门控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
通过驱动源使发动机驱动液压泵，然后所述液压泵通过流量油压控制液压马达；
通过所述液压马达的高速旋转使中频发电机中频发电，在所述液压马达和所述中频发电机同轴上安装至少一条光栅；
通过光栅传感器检测所述光栅在一个时间段内的光栅脉冲数；
通过可编程逻辑控制器将所述光栅在一个时间段内的光栅脉冲数与设定的高速区间脉冲值进行比较；
根据所述比较结果，通过直流电机的驱动器对所述直流电机脉宽调制；
通过所述直流电机实时控制所述发动机的油门拉杆。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述通过直流电机的驱动器对直流电机脉宽调制的方法包括如下步骤：
当光栅在一个时间段内的光栅脉冲数大于所述设定的高速区间脉冲值时，根据可编程逻辑控制器接受并输出的脉冲信号，接通所述直流电机的驱动器，使所述直流电机反转。
6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述通过直流电机的驱动器对直流电机脉宽调制的方法包括如下步骤：
当光栅在一个时间段内的光栅脉冲数小于所述设定的高速区间脉冲值时，根据可编程逻辑控制器接受并输出的脉冲信号，接通所述直流电机的驱动器，使所述直流电机正转。
7.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述通过直流电机的驱动器对直流电机脉宽调制的方法包括如下步骤：
当光栅在一个时间段内的光栅脉冲数等于所述设定的高速区间脉冲值时，根据可编程逻辑控制器无脉冲信号输出，切断所述直流电机的驱动器，使所述直流电机不转。
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