CN112376337B - 一种钢轨打磨机电气控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种钢轨打磨机电气控制系统及控制方法，包括PLC，所述PLC显示输出端连接显示屏显示输入端，所述PLC控制信号输出端连接打磨控制器控制信号输入端，所述打磨控制器打磨输出端连接打磨电机打磨控制输入端，所述PLC角度数据输入端连接角度传感器角度数据输出端，所述PLC进给信号输入端连接进给传感器进给数据输入端，所述PLC照明输出端连接灯光照明模块照明输入端，发电模块电压输出端连接高频整流模块电压输入端，所述高频整流模块电压输出端连接升压稳压模块电压输入端，所述升压稳压模块供电输出端连接PLC供电输入端。还提供了一种钢轨打磨机电气控制方法，能够有效提高轨道打磨的精度，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及轨道打磨技术领域，具体涉及一种钢轨打磨机电气控制系统及控制方法。
背景技术
运输轨道长期暴露在空气中，其表面容易氧化生锈。由于列车在行驶过程中需要依靠轨道来导电，氧化生锈后的轨道其导电性能及表面平整性较差，严重影响列车的正常行驶。因此，需要定期对轨道进行维护，打磨掉其表面的氧化层。
现有技术的轨道打磨主要依靠电动打磨机，电动打磨机包括砂轮及手柄，砂轮能够在电力的作用下转动从而打磨轨道的上表面。打磨时，操作人员需要手持手柄抬起电动打磨机，并将砂轮对准轨道的上表面，然后沿轨道的延伸方向移动砂轮，以实现打磨。存在控制精度低、无砂轮磨耗数据、无角度控制、故障率高等缺点，因此急需一种能够有效控制轨道打磨电机的控制系统，提高打磨精度。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种钢轨打磨机电气控制系统及控制方法，能够自动控制钢轨打磨机打磨轨道，提高轨道打磨的精度。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种钢轨打磨机电气控制系统，包括PLC，所述PLC显示输出端连接显示屏显示输入端，所述PLC控制信号输出端连接打磨控制器控制信号输入端，所述打磨控制器打磨输出端连接打磨电机打磨控制输入端，所述PLC角度数据输入端连接角度传感器角度数据输出端，所述PLC进给信号输入端连接进给传感器进给数据输出端，所述PLC照明输出端连接灯光照明模块照明输入端，发电模块电压输出端连接高频整流模块电压输入端，所述高频整流模块电压输出端连接升压稳压模块电压输入端，所述升压稳压模块供电输出端连接PLC供电输入端。
上述方案中：所述发电模块正极连接熔断器F1一端，熔断器F1另一端连接高频整流模块正极输入端，所述发电模块负极连接高频整流模块负极输入端，所述高频整流模块正极输出端连接升压稳压模块正极输入端，所述高频整流模块负极输出端连接升压稳压模块负极输入端，所述升压稳压模块正极输出端连接显示屏正极输入端，所述升压稳压模块负极输出端连接显示屏负极输入端，所述升压稳压模块正极输出端连接打磨控制器正极输入端，所述升压稳压模块负极输出端连接打磨控制器负极，所述打磨控制器三相分别连接打磨电机三相，所述打磨电机信号反馈发送端连接打磨控制器信号反馈接收端；
所述升压稳压模块正极输出端连接PLC正极输入端，所述升压稳压模块负极输出端连接PLC负极输入端，所述PLC上升输入端连接上升开关信号输出端，所述PLC上升输出端连接上升继电器绕组一端，上升继电器绕组另一端连接升压稳压模块负极输出端，上升继电器常开触点一端连接打磨控制器上升信号输入端，上升继电器常开触点另一端连接打磨控制器公共端；
所述PLC下降输入端连接下降开关信号输出端，所述PLC下降输出端连接下降继电器绕组一端，下降继电器绕组另一端连接升压稳压模块负极输出端，下降继电器常开触点一端连接打磨控制器下降信号输入端，下降继电器常开触点另一端连接打磨控制器公共端；
所述PLC清零输入端连接清零开关信号输出端，所述PLC刹车输出端连接刹车继电器绕组一端，刹车继电器绕组另一端连接升压稳压模块负极输出端，刹车继电器常开触点一端连接打磨控制器刹车信号输入端，刹车继电器常开触点另一端连接打磨控制器公共端；
所述PLC转数信号输入端连接转数传感器信号输出端，所述PLC照明信号输出端连接照明继电器绕组一端，照明继电器绕组另一端连接升压稳压模块负极输出端，所述照明继电器照明控制信号输出端连接照明模块控制信号输入端。
上述方案中：打磨电机机油箱内设有机油液位传感器，打磨电机燃油箱内设有燃油液位传感器；
所述机油液位传感器机油检测信号输出端连接PLC机油油位信号输入端，所述PLC机油过高报警信号输出端连接报警模块机油过高信号输入端，所述PLC机油过低报警信号输出端连接报警模块机油过低信号输入端，所述燃油液位传感器燃油检测信号输出端连接PLC燃油油位信号输入端，所述PLC燃油过高报警信号输出端连接报警模块燃油过高信号输入端，所述PLC燃油过低报警信号输出端连接报警模块燃油过低信号输入端。
上述方案中：还包括角度调节电机，所述角度调节用于调整打磨电机的角度，所述角度调节电机受控端连接PLC角度调节控制端。
上述方案中：所述打磨控制器带动打磨电机向下移动的单位移动距离为0.0625mm。
上述方案中：所述燃油液位传感器包括第一电感，所述第一电感一端连接第一电容一端、第三电阻一端、第四电阻一端和第三电容一端，所述第一电感另一端连接第一电容另一端，所述第一电感另一端还连接第二电阻一端和第一三极管集电极，第一三极管基极连接第二电阻另一端和第二电容一端，第二电容另一端连接第二电感一端，第一三极管发射极连接第一电阻一端，第二电感另一端和第三电容另一端均连接第一电阻另一端，第四电阻另一端连接放大器异相输入端，所述放大器同相输入端连接第六电阻一端，第六电阻另一端连接滑动变阻器滑动端，所述滑动变阻器第一固定端连接第五电阻一端，第五电阻另一端连接第三电阻另一端，滑动变阻器第二固定端连接第一电阻另一端，放大器输出端连接第七电阻一端，第七电阻另一端为燃油检测信号输出端。
上述方案中：所述打磨电机为无刷电机，所述显示屏为触摸显示屏。
本发明还提供了一种钢轨打磨机电气控制方法，包括上述方案中的一种钢轨打磨机电气控制系统，还包括以下步骤：
S1：启动控制系统，进入准备工作；
S2：将钢轨打磨机安装至需要打磨的轨道上；
S3：设置打磨参数，并通过PLC的存储模块对打磨参数进行存储；
S4：触发显示屏的启动打磨电机指令，显示屏向PLC发送启动打磨电机指令，通过PLC启动打磨电机；
PLC向打磨电机燃油电动阀发送连通燃油箱指令，通过燃油电动阀连通燃油箱，PLC向节气门电动阀发出打开1/3开度指令，节气门电动阀打开1/3开度；PLC向打磨电机阻风门电动阀发送关闭指令，打磨电机阻风门电动阀关闭阻风门；
PLC向打磨电机点火装置发送启动打磨电机指令，打磨电机点火装置开始点火，打磨电机启动后，PLC向打磨电机阻风门电动阀发送打开指令，打磨电机阻风门电动阀打开阻风门；PLC向节气门电动阀发出增加开度指令，节气门电动阀增加节气门的开度；
S5：根据设置的打磨参数对轨道进行打磨；
当需要调整打磨电机抬高时，触发上升开关S1，上升开关S1向PLC传输向上移动打磨电机指令，PLC向打磨控制器发送向上移动打磨电机指令，通过打磨控制器带动打磨电机回到初始位置；
S6：打磨完毕后，PLC调取存储模块中的打磨参数，PLC根据打磨参数计算总体磨耗，并将总体磨耗和打磨参数发送至存储模块进行存储；
当需要清零时，触发清零开关S3，清零开关S3向PLC发送清零信号，PLC向存储模块发送将清零设置参数指令，存储模块将设置的参数进行清零，便于下一次打磨。
上述方案中：所述步骤S1还包括以下步骤：
S1-1：PLC实时向机油液位传感器发出获取当前机油液位检测指令，机油液位传感器检测打磨电机机油箱内的机油液位信息后，向PLC发送当前打磨电机机油箱内的机油液位信息，PLC根据当前打磨电机机油箱内的油位信息判断是否需要进行补充，若当前打磨电机机油箱内的机油液位信息低于最低机油液位限度，则PLC向报警模块发送机油过低信号，报警模块发出机油过低报警提示音；
S1-2：通过人工向打磨电机的机油箱内充入机油，PLC通过机油液位传感器实时获取机油箱内的机油液位信息，当PLC判断到当前打磨电机机油箱内的油位高于最高机油液位限度时，PLC向报警模块发送机油过高信号，报警模块发出机油过高报警提示音；
S1-3：PLC向燃油液位传感器发出获取当前燃油液位检测指令，燃油液位传感器检测打磨电机燃油箱内的燃油液位信息后，向PLC发送当前打磨电机燃油箱内的燃油液位信息，PLC根据当前打磨电机燃油箱内的燃油液位信息判断是否需要进行补充，若当前打磨电机燃油箱内的燃油液位信息低于最低燃油液位限度，则PLC向燃油报警模块发送燃油过低信号，燃油报警模块发出燃油过低报警提示音；
S1-4：通过人工向打磨电机的燃油箱内充入燃油，PLC通过燃油液位传感器实时获取燃油箱内的燃油液位信息，当PLC判断到当前打磨电机燃油箱内的燃油液位高于最高燃油液位限度时，PLC向燃油报警模块发送燃油过高信号，燃油报警模块发出燃油过高报警提示音；
S1-5：打磨电机的机油和燃油均处于正常状态时，PLC向角度检测传感器发送检测当前打磨电机指令，角度检测传感器检测当前打磨电机的角度，并将检测到的角度信号发送至PLC，所述PLC根据接收到的当前角度信号向角度调整电机发送将打磨电机调整至垂直状态；
S1-6：通过人工检查当前打磨石的厚度是否需要更换、高度是否需要调整。
上述方案中，所述步骤2包括以下步骤：
S2-1，钢轨打磨机安装在轨道上之后，控制系统设置需要打磨的起始点和结束点，钢轨打磨机从设置的打磨起始点进行打磨操作，如果检测到未到达结束点则继续进行打磨，如果检测到已经到达结束点则停止打磨，控制系统控制钢轨打磨机按照预先设定的打磨方式进行直线打磨；
S2-2，检测当前打磨石的厚度，并记录打磨石工作时间，判断打磨石打磨多长时间损耗完毕，根据需要打磨的钢轨截面轮廓判断打磨石需要调整打磨钢轨截面角度，将截面轮廓与打磨钢轨截面角度进行匹配；计算钢轨轮廓与打磨石接触的受力面，定义沿钢轨轮廓最外沿的受力面为最初接触面，标记为M，获取实测最初接触面、取最小实测最初接触面组成的接触面集合，在接触面集合中取平均值面积，如果M小于平均值面积则归类为M1集合，如果M大于平均值面积则归类为M2集合；
S2-3，依次计算打磨石打磨距离D1、D2……Dn获取M1集合和M2集合，在打磨距离D1所获取的M1集合和M2集合，判断该M1集合和M2集合在D1中的分布状态，从而调整打磨质量，对接触面在M1集合和M2集合之间的状态调整打磨石的受力状态，对钢轨打磨机上下移动实时调整，
S2-4，将单个打磨距离进行步进打磨过程中，针对每一段打磨距离D1、D2……或Dn统计打磨石的打磨量，计算钢轨打磨机打磨钢轨的全部打磨区域需要打磨石的数量；将钢轨各个打磨区域的钢轨打磨面积根据所需打磨石数量进行面积分配，为每个钢轨打磨石分配打磨面积区域，从左侧设置打磨原点，截面轮廓与打磨钢轨截面角度进行匹配后通过坐标标定进行对齐；实现钢轨打磨机测量的截面轮廓与打磨钢轨截面角度在坐标系中对齐。
上述方案中：所述步骤S3还包括以下步骤：
S3-1：触发显示屏的设置指令，进入设置界面；
S3-2：触发下降开关，下降开关向PLC传输向下移动打磨电机指令，PLC向打磨控制器发送向下移动打磨电机指令，通过打磨控制器带动打磨电机向下移动一个移动单位的高度；
持续触发下降开关，直至打磨电机的磨石与轨道互相接触，触发显示屏的设置初始位置指令，设置当前的高度位置为初始位置，显示屏将设置的初始位置发送至PLC，PLC将设置的初始位置数据发送至存储模块进行保存；
S3-2：设置磨石进程；在设置界面设置磨石进程，显示屏接收到设置的磨石进程后，向PLC发送设定的磨石进程数据，PLC将接收到的磨石进程数据发送至存储模块进行保存；
S3-3：设置打磨角度；在设置界面设置打磨角度，显示屏接收到设置的打磨角度后，向PLC发送设定的打磨角度数据，PLC将接收到的打磨角度数据发送至存储模块进行保存。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：能够有效、稳定的控制钢轨打磨机打磨轨道，提高自动化程度，提高轨道打磨的精度，提高工作效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明控制系统的系统图；
图2是本发明控制系统的电路细节图；
图3是本发明控制系统的另一电路细节图；
图4是本发明控制系统的另一电路细节图；
图5是本发明控制方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1-图4所示的一种钢轨打磨机电气控制系统，包括PLC，PLC显示输出端连接显示屏显示输入端，PLC控制信号输出端连接打磨控制器控制信号输入端，打磨控制器打磨输出端连接打磨电机打磨控制输入端，PLC角度数据输入端连接角度传感器角度数据输出端，PLC进给信号输入端连接进给传感器进给数据输出端，PLC照明输出端连接灯光照明模块照明输入端，发电模块电压输出端连接高频整流模块电压输入端，高频整流模块电压输出端连接升压稳压模块电压输入端，升压稳压模块供电输出端连接PLC供电输入端。
发电模块正极连接熔断器F1一端，熔断器F1另一端连接高频整流模块正极输入端，发电模块负极连接高频整流模块负极输入端，高频整流模块正极输出端连接升压稳压模块正极输入端，高频整流模块负极输出端连接升压稳压模块负极输入端，升压稳压模块正极输出端连接显示屏正极输入端，升压稳压模块负极输出端连接显示屏负极输入端，升压稳压模块正极输出端连接打磨控制器正极输入端，升压稳压模块负极输出端连接打磨控制器负极，打磨控制器三相分别连接打磨电机三相，打磨电机信号反馈发送端连接打磨控制器信号反馈接收端；发电机来的9-20V交流电进入到高频整流模块，经过高频整流模块整流后形成8.1-18V的直流电，直流电在经过升压稳压模块调整后输出一个稳定的DC24V，为整个系统的各电子元件稳定供电。
升压稳压模块正极输出端连接PLC正极输入端，升压稳压模块负极输出端连接PLC负极输入端，PLC上升输入端连接上升开关S1信号输出端，PLC上升输出端连接上升继电器KP1绕组一端，上升继电器KP1绕组另一端连接升压稳压模块负极输出端，上升继电器KP1常开触点一端连接打磨控制器上升信号输入端，上升继电器KP1常开触点另一端连接打磨控制器公共端；
PLC下降输入端连接下降开关S2信号输出端，PLC下降输出端连接下降继电器KP2绕组一端，下降继电器KP2绕组另一端连接升压稳压模块负极输出端，下降继电器KP2常开触点一端连接打磨控制器下降信号输入端，下降继电器KP2常开触点另一端连接打磨控制器公共端；
PLC清零输入端连接清零开关S3信号输出端，PLC刹车输出端连接刹车继电器KP3绕组一端，刹车继电器KP3绕组另一端连接升压稳压模块负极输出端，刹车继电器KP3常开触点一端连接打磨控制器刹车信号输入端，刹车继电器KP3常开触点另一端连接打磨控制器公共端；
PLC转数信号输入端连接转数传感器B1信号输出端，PLC照明信号输出端连接照明继电器KP4绕组一端，照明继电器KP4绕组另一端连接升压稳压模块负极输出端，照明继电器KP4照明控制信号输出端连接照明模块控制信号输入端。
打磨电机机油箱内设有机油液位传感器，打磨电机燃油箱内设有燃油液位传感器；机油液位传感器机油检测信号输出端连接PLC机油油位信号输入端，PLC机油过高报警信号输出端连接报警模块机油过高信号输入端，PLC机油过低报警信号输出端连接报警模块机油过低信号输入端，燃油液位传感器燃油检测信号输出端连接PLC燃油油位信号输入端，PLC燃油过高报警信号输出端连接报警模块燃油过高信号输入端，PLC燃油过低报警信号输出端连接报警模块燃油过低信号输入端。
还包括角度调节电机，角度调节用于调整打磨电机的角度，角度调节电机受控端连接PLC角度调节控制端；
打磨控制器以0.0625mm为一个移动单位向下移动打磨电机。
燃油液位传感器包括第一电感L1，第一电感L1一端连接第一电容C1一端、第三电阻R3一端、第四电阻R4一端和第三电容C3一端，第一电感L1另一端连接第一电容C1另一端，第一电感L1另一端还连接第二电阻R2一端和第一三极管VT1集电极，第一三极管VT1基极连接第二电阻R2另一端和第二电容C2一端，第二电容C2另一端连接第二电感L2一端，第一三极管VT1发射极连接第一电阻R1一端，第二电感L2另一端和第三电容C3另一端均连接第一电阻R1另一端，第四电阻R4另一端连接放大器IC1异相输入端，放大器IC1同相输入端连接第六电阻R6一端，第六电阻R6另一端连接滑动变阻器RP1滑动端，滑动变阻器RP1第一固定端连接第五电阻R5一端，第五电阻R5另一端连接第三电阻R3另一端，滑动变阻器RP1第二固定端连接第一电阻R1另一端，放大器IC1输出端连接第七电阻R7一端，第七电阻R7另一端为燃油检测信号输出端。
打磨电机为无刷电机，显示屏为触摸显示屏。
如图5所示，本发明还提供了一种钢轨打磨机电气控制方法，包括上述的一种钢轨打磨机电气控制系统，还包括以下步骤：
S1：启动控制系统，进入准备工作；
S1-1：PLC实时向机油液位传感器发出获取当前机油液位检测指令，机油液位传感器检测打磨电机机油箱内的机油液位信息后，向PLC发送当前打磨电机机油箱内的机油液位信息，PLC根据当前打磨电机机油箱内的油位信息判断是否需要进行补充，若当前打磨电机机油箱内的机油液位信息低于最低机油液位限度，则PLC向报警模块发送机油过低信号，报警模块发出机油过低报警提示音；
S1-2：通过人工向打磨电机的机油箱内充入机油，PLC通过机油液位传感器实时获取机油箱内的机油液位信息，当PLC判断到当前打磨电机机油箱内的油位高于最高机油液位限度时，PLC向报警模块发送机油过高信号，报警模块发出机油过高报警提示音；
S1-3：PLC向燃油液位传感器发出获取当前燃油液位检测指令，燃油液位传感器检测打磨电机燃油箱内的燃油液位信息后，向PLC发送当前打磨电机燃油箱内的燃油液位信息，PLC根据当前打磨电机燃油箱内的燃油液位信息判断是否需要进行补充，若当前打磨电机燃油箱内的燃油液位信息低于最低燃油液位限度，则PLC向燃油报警模块发送燃油过低信号，燃油报警模块发出燃油过低报警提示音；
S1-4：向打磨电机的燃油箱内充入燃油，PLC通过燃油液位传感器实时获取燃油箱内的燃油液位信息，当PLC判断到当前打磨电机燃油箱内的燃油液位高于最高燃油液位限度时，PLC向燃油报警模块发送燃油过高信号，燃油报警模块发出燃油过高报警提示音；
S1-5：打磨电机的机油和燃油均处于正常状态时，PLC向角度检测传感器发送检测当前打磨电机指令，角度检测传感器检测当前打磨电机的角度，并将检测到的角度信号发送至PLC，PLC根据接收到的当前角度信号向角度调整电机发送将打磨电机调整至垂直状态；
S1-6：检查当前打磨石的厚度是否需要更换、打磨石的高度是否需要调整；
S1-7：检查完毕后，触发显示屏的完成检查指令，显示屏向PLC发出完成检查指令，PLC调整控制系统至待机状态；
S2：将钢轨打磨机安装至需要打磨的轨道上；
S3：设置打磨参数，并通过PLC的存储模块对打磨参数进行存储；
所述S3包括：S3-1：触发显示屏的设置指令，进入设置界面；
S3-2：触发下降开关S2，下降开关S2向PLC传输向下移动打磨电机指令，PLC向打磨控制器发送向下移动打磨电机指令，通过打磨控制器带动打磨电机向下移动一个移动单位的高度；
持续触发下降开关S2，直至打磨电机的磨石与轨道互相接触，触发显示屏的设置初始位置指令，设置当前的高度位置为初始位置，显示屏将设置的初始位置发送至PLC，PLC将设置的初始位置数据发送至存储模块进行保存；
S3-2：设置磨石进程；在设置界面设置磨石进程，显示屏接收到设置的磨石进程后，向PLC发送设定的磨石进程数据，PLC将接收到的磨石进程数据发送至存储模块进行保存；
S3-3：设置打磨角度；在设置界面设置打磨角度，显示屏接收到设置的打磨角度后，向PLC发送设定的打磨角度数据，PLC将接收到的打磨角度数据发送至存储模块进行保存；
S4：触发显示屏的启动打磨电机指令，显示屏向PLC发送启动打磨电机指令，通过PLC启动打磨电机；
PLC向打磨电机燃油电动阀发送连通燃油箱指令，通过燃油电动阀连通燃油箱，PLC向节气门电动阀发出打开1/3开度指令，节气门电动阀打开1/3开度；PLC向打磨电机阻风门电动阀发送关闭指令，打磨电机阻风门电动阀关闭阻风门；
PLC向打磨电机点火装置发送启动打磨电机指令，打磨电机点火装置开始点火，打磨电机启动后，PLC向打磨电机阻风门电动阀发送打开指令，打磨电机阻风门电动阀打开阻风门；PLC向节气门电动阀发出增加开度指令，节气门电动阀增加节气门的开度；
S5：根据设置的打磨参数对轨道进行打磨，若需要对打磨进行调整则可触发显示屏上的相应指令进行调整，通过PLC的存储模块对调整的打磨指令进行存储；
当需要调整打磨电机抬高时，触发上升开关S1，上升开关S1向PLC传输向上移动打磨电机指令，PLC向打磨控制器发送向上移动打磨电机指令，通过打磨控制器带动打磨电机回到初始位置；
S6：打磨完毕后，PLC调取存储模块中的打磨参数，PLC根据打磨参数计算总体磨耗，并将总体磨耗和打磨参数发送至存储模块进行存储；
当需要清零时，触发清零开关S3，清零开关S3向PLC发送清零信号，PLC向存储模块发送将清零设置参数指令，存储模块将设置的参数进行清零，便于下一次打磨。
所述S2包括：
S2-1，钢轨打磨机安装在轨道上之后，控制系统设置需要打磨的起始点和结束点，钢轨打磨机从设置的打磨起始点进行打磨操作，如果检测到未到达结束点则继续进行打磨，如果检测到已经到达结束点则停止打磨，控制系统控制钢轨打磨机按照预先设定的打磨方式进行直线打磨；
S2-2，检测当前打磨石的厚度，并记录打磨石工作时间，判断打磨石打磨多长时间损耗完毕，根据需要打磨的钢轨截面轮廓判断打磨石需要调整打磨钢轨截面角度，将截面轮廓与打磨钢轨截面角度进行匹配；计算钢轨轮廓与打磨石接触的受力面，定义沿钢轨轮廓最外沿的受力面为最初接触面，标记为M，获取实测最初接触面、取最小实测最初接触面组成的接触面集合，在接触面集合中取平均值面积，如果M小于平均值面积则归类为M1集合，如果M大于平均值面积则归类为M2集合；
S2-3，依次计算打磨石打磨距离D1、D2……Dn获取M1集合和M2集合，在打磨距离D1所获取的M1集合和M2集合，判断该M1集合和M2集合在D1中的分布状态，从而调整打磨质量，对接触面在M1集合和M2集合之间的状态调整打磨石的受力状态，计算打磨指数，对钢轨打磨机上下移动实时调整，
该打磨指数
其中b为打磨石表面摩擦系数，si为进行i次打磨的工作频率，R为打磨石摩擦半径，E为钢轨打磨受力面积比，ξ为面积比调节系数，Ft为某一时段t打磨钢轨的距离，A为打磨石转动速度比，μ限速参数，C为钢轨震动频率，λ震动频率调节系数，n为钢轨打磨的段数；根据钢轨廓形调整打磨角度，从而提高钢轨打磨质量，依次执行D2……Dn；
S2-4，将单个打磨距离进行步进打磨过程中，针对每一段打磨距离D1、D2……或Dn统计打磨石的打磨量，计算钢轨打磨机打磨钢轨的全部打磨区域需要打磨石的数量；将钢轨各个打磨区域的钢轨打磨面积根据所需打磨石数量进行面积分配，为每个钢轨打磨石分配打磨面积区域，从左侧设置打磨原点，截面轮廓与打磨钢轨截面角度进行匹配后通过坐标标定进行对齐；实现钢轨打磨机测量的截面轮廓与打磨钢轨截面角度在坐标系中对齐。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种钢轨打磨机电气控制系统，其特征在于：包括PLC，所述PLC显示输出端连接显示屏显示输入端，所述PLC控制信号输出端连接打磨控制器控制信号输入端，所述打磨控制器打磨输出端连接打磨电机打磨控制输入端，所述PLC角度数据输入端连接角度传感器角度数据输出端，所述PLC进给信号输入端连接进给传感器进给数据输出端，所述PLC照明输出端连接灯光照明模块照明输入端，发电模块电压输出端连接高频整流模块电压输入端，所述高频整流模块电压输出端连接升压稳压模块电压输入端，所述升压稳压模块供电输出端连接PLC供电输入端；
打磨电机机油箱内设有机油液位传感器，打磨电机燃油箱内设有燃油液位传感器；
所述机油液位传感器机油检测信号输出端连接PLC机油油位信号输入端，所述PLC机油过高报警信号输出端连接报警模块机油过高信号输入端，所述PLC机油过低报警信号输出端连接报警模块机油过低信号输入端，所述燃油液位传感器燃油检测信号输出端连接PLC燃油油位信号输入端，所述PLC燃油过高报警信号输出端连接报警模块燃油过高信号输入端，所述PLC燃油过低报警信号输出端连接报警模块燃油过低信号输入端；
还包括角度调节电机，所述角度调节用于调整打磨电机的角度，所述角度调节电机受控端连接PLC角度调节控制端；
该控制系统的控制方法包括以下步骤：
S1：启动控制系统，进入准备工作；
S1-1：PLC实时向机油液位传感器发出获取当前机油液位检测指令，机油液位传感器检测打磨电机机油箱内的机油液位信息后，向PLC发送当前打磨电机机油箱内的机油液位信息，PLC根据当前打磨电机机油箱内的油位信息判断是否需要进行补充，若当前打磨电机机油箱内的机油液位信息低于最低机油液位限度，则PLC向报警模块发送机油过低信号，报警模块发出机油过低报警提示音；
S1-2：通过人工向打磨电机的机油箱内充入机油，PLC通过机油液位传感器实时获取机油箱内的机油液位信息，当PLC判断到当前打磨电机机油箱内的油位高于最高机油液位限度时，PLC向报警模块发送机油过高信号，报警模块发出机油过高报警提示音；
S1-3：PLC向燃油液位传感器发出获取当前燃油液位检测指令，燃油液位传感器检测打磨电机燃油箱内的燃油液位信息后，向PLC发送当前打磨电机燃油箱内的燃油液位信息，PLC根据当前打磨电机燃油箱内的燃油液位信息判断是否需要进行补充，若当前打磨电机燃油箱内的燃油液位信息低于最低燃油液位限度，则PLC向燃油报警模块发送燃油过低信号，燃油报警模块发出燃油过低报警提示音；
S1-4：通过人工向打磨电机的燃油箱内充入燃油，PLC通过燃油液位传感器实时获取燃油箱内的燃油液位信息，当PLC判断到当前打磨电机燃油箱内的燃油液位高于最高燃油液位限度时，PLC向燃油报警模块发送燃油过高信号，燃油报警模块发出燃油过高报警提示音；
S1-5：打磨电机的机油和燃油均处于正常状态时，PLC向角度检测传感器发送检测当前打磨电机指令，角度检测传感器检测当前打磨电机的角度，并将检测到的角度信号发送至PLC，所述PLC根据接收到的当前角度信号向角度调整电机发送将打磨电机调整至垂直状态；
S1-6：检测当前打磨石的厚度是否需要更换、打磨石的高度是否需要调整；
S2：将钢轨打磨机安装至需要打磨的轨道上；
S3：设置打磨参数，并通过PLC的存储模块对打磨参数进行存储；
S4：触发显示屏的启动打磨电机指令，显示屏向PLC发送启动打磨电机指令，通过PLC启动打磨电机；
PLC向打磨电机燃油电动阀发送连通燃油箱指令，通过燃油电动阀连通燃油箱，PLC向节气门电动阀发出打开1/3开度指令，节气门电动阀打开1/3开度；PLC向打磨电机阻风门电动阀发送关闭指令，打磨电机阻风门电动阀关闭阻风门；
PLC向打磨电机点火装置发送启动打磨电机指令，打磨电机点火装置开始点火，打磨电机启动后，PLC向打磨电机阻风门电动阀发送打开指令，打磨电机阻风门电动阀打开阻风门；PLC向节气门电动阀发出增加开度指令，节气门电动阀增加节气门的开度；
S5：根据设置的打磨参数对轨道进行打磨；
当需要调整打磨电机抬高时，触发上升开关S1，上升开关S1向PLC传输向上移动打磨电机指令，PLC向打磨控制器发送向上移动打磨电机指令，通过打磨控制器带动打磨电机回到初始位置；
S6：打磨完毕后，PLC调取存储模块中的打磨参数，PLC根据打磨参数计算总体磨耗，并将总体磨耗和打磨参数发送至存储模块进行存储；
当需要清零时，触发清零开关S3，清零开关S3向PLC发送清零信号，PLC向存储模块发送将清零设置参数指令，存储模块将设置的参数进行清零，便于下一次打磨。
2.根据权利要求1所述的一种钢轨打磨机电气控制系统，其特征在于：所述发电模块正极连接熔断器F1一端，熔断器F1另一端连接高频整流模块正极输入端，所述发电模块负极连接高频整流模块负极输入端，所述高频整流模块正极输出端连接升压稳压模块正极输入端，所述高频整流模块负极输出端连接升压稳压模块负极输入端，所述升压稳压模块正极输出端连接显示屏正极输入端，所述升压稳压模块负极输出端连接显示屏负极输入端，所述升压稳压模块正极输出端连接打磨控制器正极输入端，所述升压稳压模块负极输出端连接打磨控制器负极，所述打磨控制器三相分别连接打磨电机三相，所述打磨电机信号反馈发送端连接打磨控制器信号反馈接收端；
所述升压稳压模块正极输出端连接PLC正极输入端，所述升压稳压模块负极输出端连接PLC负极输入端，所述PLC上升输入端连接上升开关(S1)信号输出端，所述PLC上升输出端连接上升继电器(KP1)绕组一端，上升继电器(KP1)绕组另一端连接升压稳压模块负极输出端，上升继电器(KP1)常开触点一端连接打磨控制器上升信号输入端，上升继电器(KP1)常开触点另一端连接打磨控制器公共端；
所述PLC下降输入端连接下降开关(S2)信号输出端，所述PLC下降输出端连接下降继电器(KP2)绕组一端，下降继电器(KP2)绕组另一端连接升压稳压模块负极输出端，下降继电器(KP2)常开触点一端连接打磨控制器下降信号输入端，下降继电器(KP2)常开触点另一端连接打磨控制器公共端；
所述PLC清零输入端连接清零开关(S3)信号输出端，所述PLC刹车输出端连接刹车继电器(KP3)绕组一端，刹车继电器(KP3)绕组另一端连接升压稳压模块负极输出端，刹车继电器(KP3)常开触点一端连接打磨控制器刹车信号输入端，刹车继电器(KP3)常开触点另一端连接打磨控制器公共端；
所述PLC转数信号输入端连接转数传感器(B1)信号输出端，所述PLC照明信号输出端连接照明继电器(KP4)绕组一端，照明继电器(KP4)绕组另一端连接升压稳压模块负极输出端，所述照明继电器(KP4)照明控制信号输出端连接照明模块控制信号输入端。
3.根据权利要求1所述的一种钢轨打磨机电气控制系统，其特征在于：所述打磨控制器带动打磨电机向下移动的单位移动距离为0.0625mm。
4.根据权利要求1所述的一种钢轨打磨机电气控制系统，其特征在于：所述燃油液位传感器包括第一电感(L1)，所述第一电感(L1)一端连接第一电容(C1)一端、第三电阻(R3)一端、第四电阻(R4)一端和第三电容(C3)一端，所述第一电感(L1)另一端连接第一电容(C1)另一端，所述第一电感(L1)另一端还连接第二电阻(R2)一端和第一三极管(VT1)集电极，第一三极管(VT1)基极连接第二电阻(R2)另一端和第二电容(C2)一端，第二电容(C2)另一端连接第二电感(L2)一端，第一三极管(VT1)发射极连接第一电阻(R1)一端，第二电感(L2)另一端和第三电容(C3)另一端均连接第一电阻(R1)另一端，第四电阻(R4)另一端连接放大器(IC1)异相输入端，所述放大器(IC1)同相输入端连接第六电阻(R6)一端，第六电阻(R6)另一端连接滑动变阻器(RP1)滑动端，所述滑动变阻器(RP1)第一固定端连接第五电阻(R5)一端，第五电阻(R5)另一端连接第三电阻(R3)另一端，滑动变阻器(RP1)第二固定端连接第一电阻(R1)另一端，放大器(IC1)输出端连接第七电阻(R7)一端，第七电阻(R7)另一端为燃油检测信号输出端。
5.根据权利要求1所述的一种钢轨打磨机电气控制系统，其特征在于：所述步骤S2包括以下步骤：
S2-1，钢轨打磨机安装在轨道上之后，控制系统设置需要打磨的起始点和结束点，钢轨打磨机从设置的打磨起始点进行打磨操作，如果检测到未到达结束点则继续进行打磨，如果检测到已经到达结束点则停止打磨，控制系统控制钢轨打磨机按照预先设定的打磨方式进行直线打磨；
S2-2，检测当前打磨石的厚度，并记录打磨石工作时间，判断打磨石打磨多长时间损耗完毕，根据需要打磨的钢轨截面轮廓判断打磨石需要调整打磨钢轨截面角度，将截面轮廓与打磨钢轨截面角度进行匹配；计算钢轨轮廓与打磨石接触的受力面，定义沿钢轨轮廓最外沿的受力面为最初接触面，标记为M，获取实测最初接触面、取最小实测最初接触面组成的接触面集合，在接触面集合中取平均值面积，如果M小于平均值面积则归类为M1集合，如果M大于平均值面积则归类为M2集合；
S2-3，依次计算打磨石打磨距离D1、D2……Dn获取M1集合和M2集合，在打磨距离D1所获取的M1集合和M2集合，判断该M1集合和M2集合在D1中的分布状态，从而调整打磨质量，对接触面在M1集合和M2集合之间的状态调整打磨石的受力状态，对钢轨打磨机上下移动实时调整，
S2-4，将单个打磨距离进行步进打磨过程中，针对每一段打磨距离D1、D2……或Dn统计打磨石的打磨量，计算钢轨打磨机打磨钢轨的全部打磨区域需要打磨石的数量；将钢轨各个打磨区域的钢轨打磨面积根据所需打磨石数量进行面积分配，为每个钢轨打磨石分配打磨面积区域，从左侧设置打磨原点，截面轮廓与打磨钢轨截面角度进行匹配后通过坐标标定进行对齐；实现钢轨打磨机测量的截面轮廓与打磨钢轨截面角度在坐标系中对齐。
6.根据权利要求1所述的一种钢轨打磨机电气控制系统，其特征在于：所述步骤S3还包括以下步骤：
S3-1：触发显示屏的设置指令，进入设置界面；
S3-2：触发下降开关(S2)，下降开关(S2)向PLC传输向下移动打磨电机指令，PLC向打磨控制器发送向下移动打磨电机指令，通过打磨控制器带动打磨电机向下移动一个移动单位的高度；
持续触发下降开关(S2)，直至打磨电机的磨石与轨道互相接触，触发显示屏的设置初始位置指令，设置当前的高度位置为初始位置，显示屏将设置的初始位置发送至PLC，PLC将设置的初始位置数据发送至存储模块进行保存；
S3-2：设置磨石进程；在设置界面设置磨石进程，显示屏接收到设置的磨石进程后，向PLC发送设定的磨石进程数据，PLC将接收到的磨石进程数据发送至存储模块进行保存；
S3-3：设置打磨角度；在设置界面设置打磨角度，显示屏接收到设置的打磨角度后，向PLC发送设定的打磨角度数据，PLC将接收到的打磨角度数据发送至存储模块进行保存。
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