一种内燃机车水温控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种内燃机车水温控制系统，属于内燃机车自动控制技术领域。目的是为了克服温度继电器容易失灵的问题，使用温度测量电路将机车现有水温继电器进行替代优化，通过增加U/F转换器及相关电路，将温度测量电路的温度信号传递到机车现有PLC，由PLC实现温控系统无触点控制。控制系统包括PLC控制器，还包括变压电路、温度传感器、测温放大电路、U/F转换电路，所述变压电路分别连接温度传感器、测温放大电路、U/F转换电路，所述温度传感器连接测温放大电路，所述测温放大电路连接U/F转换电路，所述U/F转换电路连接PLC控制器，本发明专利技术的水温控制系统适合于各种内燃机车的自动控制系统使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术具体涉及一种内燃机车水温控制系统，属于内燃机车自动控制

技术介绍
目前，内燃机车水温控制多采用温度继电器控制，当油、水温度达到温度继电器控制温度时，温度继电器动作，实现接通或断开后续电路，以保证机车温度在正常范围内，使机车得以正常运行。但是由于温度继电器内部为触点接触，触点接触不良或者温度整定值不准时，相应后续电路便动作不及时，外在表征有40℃时机车不走车；60℃柴油机转速不可以上9位；65℃温度柴油机可以停机或者侧百叶窗打不开；73℃以下风扇不停；78℃以上时风扇不转；85℃不报警；90℃不卸载等等故障现象。如果严重时，可造成柴油机缸套变形、机车密封垫老化失效等后果，影响机车正常运用。
技术实现思路
因此，本专利技术目的是为了克服温度继电器容易失灵的问题，使用温度测量电路将机车现有水温继电器进行替代优化，通过增加U/F转换器及相关电路，将温度测量电路的温度信号传递到机车现有PLC，由PLC实现温控系统无触点控制。具体的技术方案是，一种内燃机车水温控制系统，包括PLC控制器，还包括变压电路、温度传感器、测温放大电路、U/F转换电路，所述变压电路分别连接温度传感器、测温放大电路、U/F转换电路，所述温度传感器连接测温放大电路，所述测温放大电路连接U/F转换电路，所述U/F转换电路
连接PLC控制器，所述变压电路用于为温度传感器、测温放大电路、U/F转换电路提供工作电压，所述温度传感器用于将被测水温转换为电压值，所述测温放大电路用于将温度传感器测得的电压值放大，所述U/F转换电路用于将测温放大电路得到的电压放大值经过电压/频率转换后向PLC控制器输出频率脉冲。进一步的，所述变压电路包括24输入电源和三个输出电路，第一输出电路包括三端稳压器7915，输出+15V电压，作为测温放大电路、U/F转换电路的工作电压，第二输出电路包括稳压二极管和电阻，输出-6V电压，作为U/F转换电路的失压调节电路工作电压，第三输出电路包括第一输出电路和三端稳压器78L06，输出+6V电压，作为温度传感器的工作电压。进一步的，所述测温放大电路包括三个运算放大器，其中两个运算放大器组成第一放大极，加入另一个运算放大器组成第二放大极。进一步的，所述U/F转换电路输出频率为0-6kHz。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的一种内燃机车水温控制系统，利用内燃机车现有的PLC控制器，通过温度测量、放大和电压/频率转换，实现温控系统无触点控制，克服了现有技术温度继电器容易出现故障的问题，适合于各种内燃机车的自动控制系统使用。附图说明图1为本专利技术一种内燃机车水温控制系统的结构示意图；图2为变压电路的电路原理图；图3为温度传感器的测温电路的电路原理图；图4为测温放大电路的电路原理图；图5为U/F转换电路的电路原理图；图6为PLC控制器进行温度信号处理的程序梯形图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行说明：如图1所示，一种内燃机车水温控制系统，包括PLC控制器，还包括变压电路、温度传感器、测温放大电路、U/F转换电路，变压电路分别连接温度传感器、测温放大电路、U/F转换电路，温度传感器连接测温放大电路，测温放大电路连接U/F转换电路，U/F转换电路连接PLC控制器，变压电路用于为温度传感器、测温放大电路、U/F转换电路提供工作电压，温度传感器用于将被测水温转换为电压值，测温放大电路用于将温度传感器测得的电压值放大，U/F转换电路用于将测温放大电路得到的电压放大值经过电压/频率转换后向PLC控制器输出频率脉冲。在本具体实施方式中，采用LM231型U/F转换器以及部分电路的改造，而U/F转换需要一定地输入电压，温度传感器输出电压非常低，所以还需要有一个测量放大电路，采用三个运算放大器LM224；为了与机车仪表传感器通用，传感器采用WZB－269型铂热电阻，通过电桥将传感器电阻变化变为电压变化。由于本地为高原地区，沸水温度低于100℃，且机车水温调控范围为40－90℃，所以设计0－90℃温度变化对应输出频率为0－6kHz。通过改造后，机车便可以利用温度传感器通过U/F转换器向PLC发出脉冲，PLC进行处理后，对外输出，进而控制电路通断。U/F变换器电源电压为4－40V，且失调电压调节还需要一定负电压；运算放大器电源电压为3－30V；测温电桥需要6V电压。根据机车PLC现用24V电源实际情况，进行电源部分设计，如图2所示，24V电源电压经过三端稳压7915建立起+15V电压；经带温度补偿的稳压二极管D和R1，建立起－6V电压，Rf是+15V电源电压的最小负载，以免－6V旁路电流影响+15电压；由三端稳压78L06再在+15V电压后建立+6V电压。其中，+15V电压作为LM224与LM231的电源电压；+6V电压做为测温电桥电源电压；－6V电压做为LM231失压调节电路电源。如图3所示，测量取样部分采用不平衡电桥原理。当被测温度为0℃时，
电桥处于平稳状态，μD与μC间电压为0V。当被测温度升高后，Rt电阻增大，电桥失去平衡，μD点电位升高，μD与μC间产生电压，被测温度越高，Rt电阻越大，μD与μC间电压越高。如图4所示：测量放大部分采用有三个运算放大器的LM224，构成测量放大电路，电源采用+15V单电源。电路有两个放大级，第一级由运算放大器A1、A2组成，它们都是同相输入，故输入电阻很高，并且由于电路结构对称，可很好地抑制零点漂移；第二级由运算放大器A3组成差分放大电路。第一级放大电路因为R6＝R7，所以W2的中点是“地”电位(即与地的电位相同)，因此第一级输出电压为： u A 1 - u A 2 = ( 1 + 2 R 6 W 2 ) ( u C - u D ) ]]>即第一级闭环电压放大倍数为当W2取10K时，放大倍数为7，所以改变W2的值，就可调节放大倍数。对于A3构成的第二级放大电路，取R8＝R9，R10＝R11，则第二级输出电压为： u E = - R 10 R 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机车水温控制系统，包括PLC控制器，其特征在于，所述内燃机车水温控制系统还包括变压电路、温度传感器、测温放大电路、U/F转换电路，所述变压电路分别连接温度传感器、测温放大电路、U/F转换电路，所述温度传感器连接测温放大电路，所述测温放大电路连接U/F转换电路，所述U/F转换电路连接PLC控制器，所述变压电路用于为温度传感器、测温放大电路、U/F转换电路提供工作电压，所述温度传感器用于将被测水温转换为电压值，所述测温放大电路用于将温度传感器测得的电压值放大，所述U/F转换电路用于将测温放大电路得到的电压放大值经过电压/频率转换后向PLC控制器输出频率脉冲。

【技术特征摘要】
1.一种内燃机车水温控制系统，包括PLC控制器，其特征在于，所述内燃机车水温控制系统还包括变压电路、温度传感器、测温放大电路、U/F转换电路，所述变压电路分别连接温度传感器、测温放大电路、U/F转换电路，所述温度传感器连接测温放大电路，所述测温放大电路连接U/F转换电路，所述U/F转换电路连接PLC控制器，所述变压电路用于为温度传感器、测温放大电路、U/F转换电路提供工作电压，所述温度传感器用于将被测水温转换为电压值，所述测温放大电路用于将温度传感器测得的电压值放大，所述U/F转换电路用于将测温放大电路得到的电压放大值经过电压/频率转换后向PLC控制器输出频率脉冲。2.如权利要求1所述的内燃机车水...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫良钦，张宁，秦先广，
申请(专利权)人：内蒙古包钢钢联股份有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15