淺談貝加萊PCC在調車絞車中的應用

李彬 姚婷婷 張鐳

【摘 要】本文基于傳統調車PLC的電控系統基礎上，提出了利用貝加萊PCC來實現調車絞車的自動化，通過闡述PCC在性能上的特點，表明了這種新型的調車具有較好的市場推廣前景和良好的應用。

【關鍵詞】貝加萊PCC；調車；絞車；應用

貝加萊可編程計算器控制器是一種面向運動調控，PCC的軟件可以分時多任務機制構筑其軟件運行平臺，應用程序的運行周期與程序長短沒有直接關系，而僅受到操作系統的循環周期決定，它將應用程序的掃描周期與外部控制周期進行有效區分，能夠真正滿足實時控制的需求。基于這種操作系統，PCC的應用程序能夠由多任務模塊構成，這對項目軟件開發具有十分重要的意義。

一、貝加萊PCC

調車絞車采用的是雙驅動四繩輪傳動結構，也就是雙驅動齒輪減速器帶動四摩擦輪，摩擦輪進而能夠帶動鋼絲繩，鋼絲繩牽引鐵牛，鐵牛進而帶動列車。調車絞車能夠雙向調車，防止咬繩和爬繩的單電機雙向驅動四個繩槽式摩擦輪的調車絞車。它的結構特征為雙聯齒輪空套在一個輸出軸上，軸齒輪能夠同時對兩個輸出軸進行驅動，兩個輸出軸上裝有四個繩軸式摩擦輪。傳統的控制系統主要采用的是繼電器接觸時完成控制，這種系統的可靠性較差，精度低，而且硬件設備接線比較復雜，系統很容易出現故障。之后再調速系統上采用了磁場正向的晶閘管直流可逆調速系統，也有采用先進水平的交-交變頻的現代交流調速系統，并開始利用了PLC技術，與繼電器接觸器控制系統相結合的方案，運用更高層次集成了標準PLC和工業控制計算的特點的可編程控制器PCC，其是對控制系統的升級改造，能夠取得良好的效果，實現傳統調車絞車控制系統工程中無法實現的功能。

貝加萊PCC產品目前已經實現在電源功能，當完成一個系統之后需要擴容的情況下，可以在不改變原有硬件的條件上以模塊增加拓展的方式實現擴容，同時也有的軟件無需改動需要以模塊的方式添加新的軟件即可完成。多任務操作系統包括了不同循環時間，不同優先級別的任務等級，具體有以下幾方面的優勢：首先，在進行編程過程中的項目可以有多個獨立任務實現，每個任務都是相對獨立的程序里完成不同的功能任務。其次，用戶可以按照需求設定每個任務的詢問時間。最后，對于一些特殊任務響應時間不會受到程序循環時間的影響。其次，從x20系統來看，調車絞車常采用了PCC的x20系統，這個系統能夠為調車絞車提供不同級別的診斷功能，能夠在模塊上通過LED顯示屏顯示，總線狀態區狀態和通道狀態分別用不同的方式進行顯示，比如綠色可以表示運行正常，而紅色表示運行出現故障。USB，RS232目前已經成為B&R;的標準化設備，后期不需要增加成本，能夠實現網絡功能和設備的外連接。除此之外，每一個CPU也集成了不同的接口，能夠實現實時進行網絡通信，便于資源共享和數據接收，x20CPU可以實現無風扇運行，對于這一部分在后期不需要進行相應的維護。

（1）系統硬件

X20系統模塊包括總線模塊，電源模塊和輸入輸出模塊這三個部分共同構成的，集三位于一體，其中I/o模塊是電氣隔離，可以通過EMC的方法實現保護，能夠有效屏蔽外部的電氣干擾，這三個模塊中每一個模塊都是由三個基本單元組成的，分別是端子排，電氣模塊底座模塊，這種模塊化的特性使得該系統能夠匯集傳統導軌式及插電式系統的優點，然后在系統之外實現與接線電氣模塊的熱插拔，可以自由使用總線插槽供配件，利用端子排可以隨意拆線，用螺絲刀按住彈簧夾就可以將導線取下來，并在一定的空間內進行大量接線，此外，x20系統各個控制部件可以安裝在底部上，底部提供I/O總線槽，系統總線槽，電源線槽，這種底板能夠固定與導軌和機架上，與電源直接接觸，系統電源是集中供電的電壓為24vdc。

（2）軟件編程。這些軟件相比傳統的PLC，能夠將編程與畫面實現一體化，并且儲存于同一個軟件中，PLC可以直接從儲存器中讀取數據，當出現故障時，只需要將讀卡器取下，放入電腦中將程序和畫面進行修改，然后重新下載到PCC中就可使用，能夠有效避免人為因素到現場修改的麻煩，節約時間，同時，編程語言除了一些流程圖，語句表之外，還可以增加Basic和C語言等高級語言。

二、人機界面模塊

操作箱上裝有觸屏顯示器，顯示器上的畫面如下圖所示。

可以提供對于絞車控制按鈕以及實時進行絞車運行狀態監視，便于顯示絞車的運行狀態和操作。除此之外，該觸屏器自帶了CPU，是由一根三星屏蔽線以及柜內的通訊模塊零件構成的，由于其傳輸距離較長，因此不會受到外界因素的干擾，性能比較穩定。

三、PCC驅動系統的特點

首先，在速度和精確度方面，該系統的一個掃描時間和通信時間循環為400微秒，其次具備了靈活性，伺服驅動對于標準定位能夠做出配置，由于這種配置的靈活性，而且能只需要在應用程序上進行小范圍的改動就可以實現任何任務的操作。最后具有完全的集成式伺服驅動與貝加萊的產品具有完全的兼容性，可用于編程整個系統，包括系統中的組件，可以來自同一個內核貝加萊系統，在操作方面具有安全性，為了能夠確保在任何狀態下都能夠實現優質產品，保證產品質量，貝加萊強調產品質量保證和持續生產過程的檢測，在系統開發中完成了整個測試，包括高溫，劇烈振動等環境。

可編程計算機控制器，作為一個全新的概念于90年代中期在工控界提出，它融合了傳統的PLC和IPC的優點，既具有PLC的高可靠性和易擴展性，又有著IPC的強大運算/處理能力和較高的實時性及開放性，是一種新一代可編程計算機控制器，代表了當今工業控制技術的發展趨勢。在硬件結構方面，PCC的特點是很明顯的，它兼具了PC機采用高性能CPU及大容量存儲單元和PLC采用模塊式結構的優點。其CPU具有多處理器結構并配備了大容量存儲單元，配備了多種專用模塊和功能模塊，以專用模塊的方式對高精度運動控制功能和智能溫度控制功能進行集成，與常規PLC相比較，PCC最大的特點就在于其引入了類似大型計算機的Runtime定性分時多任務操作系統理念，并輔之以多樣化的應用軟件設計手段。將該系統運用與調車絞車上，能夠給控制絞車自動化運行和調整方向，通過控制器可以對絞車的行車速度和方向進行控制，可以實時監測絞車的運行狀態和故障報警信息。

四、小結

利用了貝加萊智能通知系統，相比傳統的PLC來說，在軟件、硬件、人機界面性的方面具有明顯的優勢，能夠大大提高調車絞車運行的穩定性，從后期實踐調查來看，該系統正式運行之后各項指標均可以達到設計要求。

【參考文獻】

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