PLC在8K机车控制系统的应用研究

摘要

8K型电力机车的电气控制系统采用的是传统的继电器控制系统，属触点式控制系统。机车控制系统控制范围广且复杂，系统工作可靠与否直接决定了机车运行的可靠性和安全性。经过多年运行，由于外界各种不良因素影响，致使控制系统继电器故障频繁发生，维修排障困难。
　　针对上述情况，我单位采用可编程控制器(PLC)系统取代原继电器控制系统，改造后的PLC控制系统成功取代原有中间继电器和电器柜内大量联线，基本杜绝了原系统由于继电器本身原因造成的各类故障。
　　本文对8K机车PLC改造的必要性、可行性进行了论证。在深入分析机车原有控制系统的基础上，提出需要改造的控制功能，确定了PLC改造的技术方案。对PLC型号的选择、各模块需要数量的计算、机架的配置、I/O地址分配、PLC电器柜的布置、软件模块的分类以及控制（功能）模块软件的编制等几个方面进行了介绍，重点介绍了需要改造的控制功能以及控制（功能）模块软件的编制，这也是本次PLC改造的重点。
　　由于PLC控制系统较继电器控制系统可靠性大大提高，确保了8K型电力机车长期安全可靠运行，减轻了检修维护工作，显著降低了机车运行成本。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 8K机车简介

1．2 8K机车控制电路改造的必要性

1．3 8K机车控制系统进行PLC改造的可行性

1．4 本论文研究的内容及目标

1．4．1 主要研究的内容

1．4．2 重点研究事项及目标

1．4．3 论文的主要内容

第2章 PLC简介

2．1 PLC诞生与发展简介

2．1．1 PLC的诞生

2．1．2 PLC的发展

2．2 PLC的分类、特点

2．2．1 PLC的分类

2．2．2 PLC的特点

2．3 PLC的组成与工作原理

2．3．1 PLC的组成

2．3．2 PLC的工作原理

第3章 8K电力机车原有控制电路分析

3．1 控制电源

3．2 车顶高压隔离开关控制电路

3．3 受电弓控制电路

3．4 重联继电器控制电路

3．5 主断路器控制

3．6 机车运行工况控制电路

3．7 线路接触器控制电路

3．8 保护控制电路

第4章 8K电力机车PLC控制系统改造设计

4．1 基本原则

4．2 PLC软件的信号分类和主要功能模块

4．3 系统选型

4．4 各模块型号和数量的确定

4．4．1 CPU的确定

4．4．2 电源型号和数量的确定

4．4．3 扩展模块型号和数量的确定

4．4．4 输入／输出模块型号和数量的确定

4．5 系统控制网络设计

4．6 系统显示监控装置设计

4．7 PLC系统扩展方式

4．8 PLC控制柜改造硬件组成

第5章 PLC改造软件设计

5．1 软件组成

5．2 PLC系统I／O地址分配

5．3 逻辑控制关系图

5．4 控制软件功能模块说明

5．4．1 25KV高压控制模块功能说明FC1

5．4．2 牵引再生制动控制模块功能说明FC2

5．4．3 空气制动控制模块控制功能说明FC3

5．4．4 辅助电路控制模块功能说明FC4

5．4．5 电子柜控制模块及故障显示记录模块功能说明FC5

5．5 可靠性设计

5．5．1 系统可靠性设计

5．5．2 模块化结构设计

5．5．3 系统冗余设计

5．5．4 软件可靠性设计

5．6 软件编程

5．6．1 编程软件STEP 7简介

5．6．2 创建项目并进行硬件组态

5．6．3 I／O参数及模块地址设置

5．6．4 定义符号

5．6．5 功能(逻辑控制)部分软件程序设计

第6章 应用效果

6．1 系统运行情况

6．2 机车PLC控制系统运行监控效果

6．3 系统维护性

6．4 改造产生的效益

结论

致谢

参考文献

附录