CN204895398U - 一种基于plc的机车电动刮雨器控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于PLC的机车电动刮雨器控制装置，包括电源电路（1），PLC（2），刮刷旋钮开关（3），喷淋按钮（4），左刮臂电机驱动电路（5），左刮臂电机（6），左刮臂（7），左刮臂到位检测开关（8），右刮臂电机驱动电路（9），右刮臂电机（10），右刮臂（11），右刮臂到位检测开关（12），喷淋电机驱动电路（13），喷淋电机（14）。刮刷旋钮开关控制PLC输出脉宽调制信号，通过左、右刮臂电机驱动电路，驱动左、右刮臂电机，带动左、右刮臂进行刮刷运动。机车电动刮雨器控制装置采用PLC控制，具有稳定性好、寿命长、故障率低的优点。

Description

一种基于PLC的机车电动刮雨器控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种机车电动刮雨器控制装置的电子技术领域，尤其适用于机车、城轨、地铁等轨道交通用电动刮雨器的控制。

背景技术

机车电动刮雨器具有特殊性：机车直流110V电源（电动刮雨器供电电源）波动严重（±30％），电网冲激电压高，运行转矩负载大，机车频繁出现两车交会、进入隧道等雨刮转矩负载骤增等特殊情况。

目前机车电动刮雨器的控制，采用专门设计的电子电路进行控制，但是故障率比较高，因此急需一种稳定性好、寿命长、故障率低的机车电动刮雨器控制装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种稳定性好、寿命长、故障率低的机车电动刮雨器控制装置，实现刮雨器快速、慢速和间歇刮刷，并且实现喷淋的功能。

本实用新型的技术方案是：一种基于PLC的机车电动刮雨器控制装置，包括电源电路，PLC，刮刷旋钮开关，喷淋按钮，左刮臂电机驱动电路，左刮臂电机，左刮臂，左刮臂到位检测开关，右刮臂电机驱动电路，右刮臂电机，右刮臂，右刮臂到位检测开关，喷淋电机驱动电路，喷淋电机组成；刮刷旋钮开关是4位旋钮开关，当刮刷旋钮开关旋转到“慢速”、“快速”或“间歇”位置，PLC输出脉宽调制信号，通过左刮臂电机驱动电路、右刮臂电机驱动电路，驱动左刮臂电机、右刮臂电机，带动左刮臂、右刮臂进行“慢速”、“快速”或“间歇”的刮刷运动；当按下喷淋按钮时，PLC通过喷淋电机驱动电路控制喷淋电机运行，进行喷水。

所述电源电路，由压敏电阻、功率型NTC热敏电阻、直流隔离电源组成；第一直流电源是机车110V直流电源；第一直流电源正极VD1和第一直流电源负极GND1之间连接压敏电阻；直流隔离电源，1脚通过功率型NTC热敏电阻连接第一直流电源正极VD1，2脚连接第一直流电源负极GND1，3脚输出第二直流电源正极VD2，4脚输出第二直流电源负极GND2；第二直流电源是24V直流电源，向PLC、刮刷旋钮开关、喷淋按钮、左刮臂电机驱动电路、左刮臂到位检测开关、右刮臂电机驱动电路、右刮臂到位检测开关、喷淋电机驱动电路等提供电源。

所述PLC，24V+电源端口连接第二直流电源正极VD2，24V-电源和COM端口连接第二直流电源负极GND2，输出公共端COM0连接第二直流电源负极GND2。

所述刮刷旋钮开关，1脚连接第二直流电源正极VD2，2脚连接PLC的输入0.00端口，3脚连接PLC的输入0.01端口，4脚连接PLC的输入0.02端口，5脚连接PLC的输入0.03端口。

所述喷淋按钮，1脚连接第二直流电源正极VD2，2脚连接PLC的输入0.04端口。

所述左刮臂到位检测开关，1脚连接第二直流电源正极VD2，2脚连接PLC的输入0.05端口。

所述右刮臂到位检测开关，1脚连接第二直流电源正极VD2，2脚连接PLC的输入0.06端口。

所述左刮臂电机驱动电路，由第一固态继电器、第一二极管组成；第一固态继电器的1脚输入正极脚连接第二直流电源正极VD2，2脚输入负极脚连接PLC的输出100.00端口，3脚负载正极脚通过左刮臂电机连接第一直流电源正极VD1，4脚负载负极脚连接第一直流电源负极GND1；第一二极管与左刮臂电机并联。

所述右刮臂电机驱动电路，由第二固态继电器、第二二极管组成；第二固态继电器的1脚输入正极脚连接第二直流电源正极VD2，2脚输入负极脚连接PLC的输出100.01端口，3脚负载正极脚通过右刮臂电机连接第一直流电源正极VD1，4脚负载负极脚连接第一直流电源负极GND1；第二二极管与右刮臂电机并联。

所述喷淋电机驱动电路，由第三固态继电器、第三二极管组成；第三固态继电器的1脚输入正极脚连接第二直流电源正极VD2，2脚输入负极脚连接PLC的输出100.02端口，3脚负载正极脚通过喷淋电机连接第一直流电源正极VD1，4脚负载负极脚连接第一直流电源负极GND1；第三二极管与喷淋电机并联。

所述直流隔离电源型号是PV15-27B24R2。

所述PLC型号是CP1E-N20DT-D。

所述刮刷旋钮开关型号是LW39-16B-4BE-1111X/2P。

所述喷淋按钮型号是XB7-EA5C。

所述第一固态继电器、第二固态继电器、第三固态继电器型号是LSD-200P10D3。

本实用新型的有益效果是，采用基于PLC的方式控制电动刮雨器，系统稳定性好、寿命长、故障率低。

附图说明

图1是一种基于PLC的机车电动刮雨器控制装置的系统结构方框图。

图2是一种基于PLC的机车电动刮雨器控制装置的电路原理图。

图3是一种基于PLC的机车电动刮雨器控制装置的主程序流程图。

具体实施方式

结合附图和实例对本实用新型进一步说明如下。

如图1所示，一种基于PLC的机车电动刮雨器控制装置，由电源电路（1），PLC（2），刮刷旋钮开关（3），喷淋按钮（4），左刮臂电机驱动电路（5），左刮臂电机（6），左刮臂（7），左刮臂到位检测开关（8），右刮臂电机驱动电路（9），右刮臂电机（10），右刮臂（11），右刮臂到位检测开关（12），喷淋电机驱动电路（13），喷淋电机（14）组成；刮刷旋钮开关（3）是4位旋钮开关，当刮刷旋钮开关（3）旋转到“慢速”、“快速”或“间歇”位置，PLC（2）输出脉宽调制信号，通过左刮臂电机驱动电路（5）、右刮臂电机驱动电路（9），驱动左刮臂电机（6）、右刮臂电机（10），带动左刮臂（7）、右刮臂（11）进行“慢速”、“快速”或“间歇”的刮刷运动；当按下喷淋按钮（4）时，PLC（2）通过喷淋电机驱动电路（13）控制喷淋电机（14）运行，进行喷水。

如图2所示，一种基于PLC的机车电动刮雨器控制装置由机车110V直流电源供电，电源电路（1）包括压敏电阻Rv1、功率型NTC热敏电阻Rt1、直流隔离电源U1组成；第一直流电源是机车110V直流电源；第一直流电源正极VD1和第一直流电源负极GND1之间连接压敏电阻Rv1，实现过压保护作用；直流隔离电源U1，1脚通过功率型NTC热敏电阻Rt1连接第一直流电源正极VD1，2脚连接第一直流电源负极GND1，3脚输出第二直流电源正极VD2，4脚输出第二直流电源负极GND2；第二直流电源是24V直流电源，向PLC（2）、刮刷旋钮开关（3）、喷淋按钮（4）、左刮臂电机驱动电路（5）、左刮臂到位检测开关（8）、右刮臂电机驱动电路（9）、右刮臂到位检测开关（8）、喷淋电机驱动电路（13）等提供电源；功率型NTC热敏电阻Rt1实现抑制开机瞬间产生的浪涌电流的作用；针对机车110V电源变化范围大，在80V-135V之间变化的特点，直流隔离电源U1具有宽电压输入特性，输入电压范围80-1000V，能够保证输出24V的稳压直流电源。

PLC（2），24V+电源端口连接第二直流电源正极VD2，24V-电源和COM端口连接第二直流电源负极GND2，输出公共端COM0连接第二直流电源负极GND2。

刮刷旋钮开关（3），1脚连接第二直流电源正极VD2，2脚连接PLC（2）的输入0.00端口，3脚连接PLC（2）的输入0.01端口，4脚连接PLC（2）的输入0.02端口，5脚连接PLC（2）的输入0.03端口；刮刷旋钮开关（3）输入“停止”、“慢速”、“快速”、“间歇”的控制信号给PLC（2）。

喷淋按钮（4），1脚连接第二直流电源正极VD2，2脚连接PLC（2）的输入0.04端口；喷淋按钮（4）输入“喷淋”控制信号给PLC（2）。

左刮臂到位检测开关（8），1脚连接第二直流电源正极VD2，2脚连接PLC（2）的输入0.05端口；当左刮臂（7）运行到复位的位置时，接通左刮臂到位检测开关（8），通知PLC（2）左刮臂（7）已经运行到复位位置。

右刮臂到位检测开关（12），1脚连接第二直流电源正极VD2，2脚连接PLC（2）的输入0.06端口；当右刮臂（11）运行到复位的位置时，接通右刮臂到位检测开关（12），通知PLC（2）右刮臂（11）已经运行到复位位置。

左刮臂电机驱动电路（5），包括第一固态继电器K1、第一二极管D1；第一固态继电器K1的1脚输入正极脚连接第二直流电源正极VD2，2脚输入负极脚连接PLC（2）的输出100.00端口，3脚负载正极脚通过左刮臂电机（6）连接第一直流电源正极VD1，4脚负载负极脚连接第一直流电源负极GND1；第一二极管D1与左刮臂电机（6）并联，对左刮臂电机（6）实现续流保护的作用。

当刮刷旋钮开关（3）输入“慢速”的控制信号给PLC（2），PLC（2）的输出100.00端口输出较低有效占空比的脉宽调制信号给第一固态继电器K1的2脚输入负极脚，该脉宽调制信号是低电平有效，通过第一固态继电器K1控制左刮臂电机（6）以较低占空比的脉宽调制方式工作，实现左刮臂（7）连续慢速刮刷；当刮刷旋钮开关（3）输入“快速”的控制信号给PLC（2），PLC（2）的输出100.00端口输出较高有效占空比的脉宽调制信号给第一固态继电器K1的2脚输入负极脚，该脉宽调制信号是低电平有效，通过第一固态继电器K1控制左刮臂电机（6）以较高占空比的脉宽调制方式工作，实现左刮臂（7）连续快速刮刷；当刮刷旋钮开关（3）输入“间歇”的控制信号给PLC（2），PLC（2）的输出100.00端口输出较低有效占空比的脉宽调制信号给第一固态继电器K1的2脚输入负极脚，该脉宽调制信号是低电平有效，通过第一固态继电器K1控制左刮臂电机（6）以较低占空比的脉宽调制方式工作，当左刮臂（7）刮刷完成一个来回后，接通左刮臂到位检测开关（8），PLC（2）的输出100.00端口停止输出刮刷信号，延时一定时间后，重复以上过程，实现间歇刮刷。

右刮臂电机驱动电路（9），包括第二固态继电器K2、第二二极管D2；第二固态继电器K2的1脚输入正极脚连接第二直流电源正极VD2，2脚输入负极脚连接PLC（2）的输出100.01端口，3脚负载正极脚通过右刮臂电机（10）连接第一直流电源正极VD1，4脚负载负极脚连接第一直流电源负极GND1；第二二极管D2与右刮臂电机（10）并联，对右刮臂电机（10）实现续流保护的作用。

喷淋电机驱动电路（13），包括第三固态继电器K3、第三二极管D3；第三固态继电器K3的1脚输入正极脚连接第二直流电源正极VD2，2脚输入负极脚连接PLC（2）的输出100.02端口，3脚负载正极脚通过喷淋电机（14）连接第一直流电源正极VD1，4脚负载负极脚连接第一直流电源负极GND1；第三二极管D3与喷淋电机（14）并联，对喷淋电机（14）实现续流保护的作用。

如图3所示，是主程序流程图，主流程工作步骤具体是：

步骤一，上电初始化；

步骤二，PLC检测刮刷旋钮开关的位置，如果是“慢速”位置，运行慢速刮刷子程序；如果是“快速”位置，运行快速刮刷子程序；如果是“间歇”位置，运行间歇刮刷子程序；如果是“停止”位置，运行停止刮刷子程序；

步骤三，PLC检测喷淋按钮是否按下，如果喷淋按钮按下，运行喷淋子程序；

步骤四，转到步骤二。

应当指出，对于经过充分说明的本实用新型来说，还可以具有多种变换及改性的实施方案，并不局限于上述实施方式的具体实例，上述实例仅仅作为本实用新型的说明，而不是限制，总之，本实用新型的保护范围包括哪些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (4)

1.一种基于PLC的机车电动刮雨器控制装置，包括电源电路，PLC，刮刷旋钮开关，喷淋按钮，左刮臂电机驱动电路，左刮臂电机，左刮臂，左刮臂到位检测开关，右刮臂电机驱动电路，右刮臂电机，右刮臂，右刮臂到位检测开关，喷淋电机驱动电路，喷淋电机，其特征在于：所述电源电路，由压敏电阻、功率型NTC热敏电阻、直流隔离电源组成；直流隔离电源，1脚通过功率型NTC热敏电阻连接第一直流电源正极VD1，2脚连接第一直流电源负极GND1，3脚输出第二直流电源正极VD2，4脚输出第二直流电源负极GND2；所述刮刷旋钮开关，1脚连接第二直流电源正极VD2，2脚连接PLC的输入0.00端口，3脚连接PLC的输入0.01端口，4脚连接PLC的输入0.02端口，5脚连接PLC的输入0.03端口；所述左刮臂到位检测开关，1脚连接第二直流电源正极VD2，2脚连接PLC的输入0.05端口；所述右刮臂到位检测开关，1脚连接第二直流电源正极VD2，2脚连接PLC的输入0.06端口；所述左刮臂电机驱动电路，由第一固态继电器、第一二极管组成；第一固态继电器的1脚输入正极脚连接第二直流电源正极VD2，2脚输入负极脚连接PLC的输出100.00端口，3脚负载正极脚通过左刮臂电机连接第一直流电源正极VD1，4脚负载负极脚连接第一直流电源负极GND1；第一二极管与左刮臂电机并联；所述右刮臂电机驱动电路，由第二固态继电器、第二二极管组成；第二固态继电器的1脚输入正极脚连接第二直流电源正极VD2，2脚输入负极脚连接PLC的输出100.01端口，3脚负载正极脚通过右刮臂电机连接第一直流电源正极VD1，4脚负载负极脚连接第一直流电源负极GND1；第二二极管与右刮臂电机并联；所述喷淋电机驱动电路，由第三固态继电器、第三二极管组成；第三固态继电器的1脚输入正极脚连接第二直流电源正极VD2，2脚输入负极脚连接PLC的输出100.02端口，3脚负载正极脚通过喷淋电机连接第一直流电源正极VD1，4脚负载负极脚连接第一直流电源负极GND1；第三二极管与喷淋电机并联。

2.如权利要求1所述的一种基于PLC的机车电动刮雨器控制装置，其特征在于：所述PLC是CP1E-N20DT-D。

3.如权利要求1所述的一种基于PLC的机车电动刮雨器控制装置，其特征在于：所述直流隔离电源是PV15-27B24R2。

4.如权利要求1所述的一种基于PLC的机车电动刮雨器控制装置，其特征在于：所述第一固态继电器、第二固态继电器、第三固态继电器是LSD-200P10D3。