翻抛机自动控制系统仿真实验平台技术方案

本技术属于环保行业中的污泥处理技术领域，具体涉及一种翻抛机自动控制系统仿真实验平台，包括电源模块、自动纠偏功能仿真模块、翻抛机行走控制仿真模块、翻抛机滚筒控制仿真模块以及翻抛机护臂、刷子和进槽控制仿真模块；电源模块给仿真实验平台各模块供电；自动纠偏功能仿真模块用于对天线放大器和引导天线进行仿真和测试；翻抛机行走控制仿真模块用于对控制行走的PLC‑1进行仿真和测试；翻抛机滚筒控制仿真模块用于对控制滚筒的PLC‑2进行仿真和测试；翻抛机护臂、刷子和进槽控制仿真模块对控制护臂、刷子和天线动作的PLC‑3进行仿真和测试。本技术可仿真模拟翻抛机所有的输入量、输出量及全部控制功能，仿真模拟翻抛机的整个电气控制系统的动作。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于环保行业中的污泥处理，具体涉及一种翻抛机自动控制系统仿真实验平台。

技术介绍

1、翻抛机是污泥堆肥工艺中的重要设备。它依靠高速旋转的滚筒（转子）对发酵槽内的污泥堆体进行翻抛，达到降温、除湿和疏松堆体的目的，在污泥好氧发酵工艺中具有非常重要的作用。翻抛机采用柴油机动力，通过plc控制液压系统，驱动履带行走、驱动滚筒（转子）高速旋转和各种辅助功能部件的动作，同时，通过传感器采集设备的运行参数和驾驶员的指令，反馈给plc，plc根据采集到的信息和指令，对翻抛机进行自动控制和手动控制，并保证翻抛机在发酵槽上作业时能够自动进行纠偏。

2、翻抛机电气自动控制系统由5大核心部件（控制模块）及周边电路组成，其核心部件价值高昂，每台翻抛机仅电气核心部件就高达近50万元人民币，损坏后，只能通过厂家采购，采购渠道单一，采购价格不可控。为了降低运行成本，需要对这些核心部件进行维修。

3、1. 由于翻抛机5大核心部件（plc、显示器、天线放大器、引导天线和信号发生器）之间除了信号发生器之外，通过can总线都有数据交换，各动作需要依赖交换的数据才能正常执行，因此，核心部件的维修和测试，必须接入整车电气控制系统中才能进行，脱离系统，无法单独运行，也无法判断是否正常，更无法进行测试维修。

4、例如，负责履带行走控制的plc（编号为265a1-ae），需要接收到另一块plc（编号为266a1-af）发来的滚筒高度信号，才能执行行走操作。所以，plc的维修和测试，必须连接在翻抛机上的控制系统中进行。

5、2. 由于维修测试需要仪表和工具较多，且需要大量的时间，翻抛机驾驶室空间有限，在现场无法提供维修环境。

6、3. 维修这些核心部件，需要协商翻抛机的停机时间，严重影响堆肥工艺，进而影响堆肥质量。

技术实现思路

1、本技术的目的是为了解决现有技术中存在的问题，提出一种翻抛机自动控制系统仿真实验平台，可以完全脱离翻抛机实体，放置在室内使用；可以仿真模拟翻抛机所有的输入量、输出量及全部控制功能，仿真模拟翻抛机的整个电气控制系统的动作，通过仿真操作，对各个模块进行功能测试和维修；可以有效提升对核心部件的维修效率，减少停机时间，降低翻抛机的运行成本。

2、为实现上述目的，所采取的技术方案是：

3、本技术提供了一种翻抛机自动控制系统仿真实验平台，包括：

4、电源模块，给仿真实验平台各模块供电；

5、自动纠偏功能仿真模块，包括2个天线放大器、4个引导天线和信号发生器，用于对天线放大器和引导天线进行仿真和测试；

6、翻抛机行走控制仿真模块，包括plc-1、2个履带速度传感器、4个压力变送器、1个方向摇杆总成、7个电磁阀和9个开关，用于对控制行走的plc-1进行仿真和测试；

7、翻抛机滚筒控制仿真模块，包括plc-2、4个开关、3个可调节的分压电路、2个压力变送器、1个温度变送器、1个滚筒高度变送器、6个电磁阀和二极管或门电路，用于对控制滚筒的plc-2进行仿真和测试；

8、翻抛机护臂、刷子和进槽控制仿真模块，包括plc-3、5个开关和10个继电器，用于对控制护臂、刷子和天线动作的plc-3进行仿真和测试；

9、所述plc-1、plc-2和plc-3通过can总线并联，所述plc-1、plc-2与显示器通过can总线相连，所述plc-2与柴油发动机ecu通过can总线相连。

10、根据本技术翻抛机自动控制系统仿真实验平台，进一步地，所述电源模块包括依次相连的220vac插座jp1、断路器qf1和直流电源ac/dc变换器u1，220v交流电源由220vac插座jp1引入，断路器qf1作为总开关和短路保护，直流电源ac/dc变换器u1将220v交流电源变换成低压24v直流电源。

11、根据本技术翻抛机自动控制系统仿真实验平台，进一步地，所述自动纠偏功能仿真模块中：2个天线放大器包括天线放大器268a1和天线放大器269a1， 4个引导天线包括左前引导天线b1、右前引导天线b2、左后引导天线b3和右后引导天线b4；24v直流电源通过熔断器f4加在两个天线放大器的电源接口，所述左前引导天线b1和右前引导天线b2连接至天线放大器268a1的ant接口，所述左后引导天线b3和右后引导天线b4连接至天线放大器269a1的ant接口；所述天线放大器268a1与天线放大器269a1通过can总线相连；所述天线放大器268a1与plc-3通过can总线相连。

12、根据本技术翻抛机自动控制系统仿真实验平台，进一步地，所述信号发生器产生一个10khz的正弦交流电流，此电流在流经信号线时会在信号线周围产生交变磁场，引导天线安装在信号线的正上方，其中心线与信号线相重合。

13、根据本技术翻抛机自动控制系统仿真实验平台，进一步地，所述翻抛机行走控制仿真模块中：2个履带速度传感器用两个脉冲信号发生器仿真左、右履带的速度传感器信号；4个压力变送器用4个电流信号发生器仿真模拟右侧履带后退压力、右侧履带前进压力、左侧履带后退压力和左侧履带前进压力；方向摇杆总成由电阻r1、r2、r3、r4、rp1和rp2组成，通过改变rp1和rp2中间抽头位置，获得一个变化的电压，此电压输入到plc-1，plc-1输出控制比例电磁阀y1到y6，模拟翻抛机的前进、后退、转向和调速功能；9个开关包括sa1、sa2、sa3、sa4、sa5、sa6、sa7、sa8和sa9，均采用扭子开关，sa1用于仿真翻抛机的运动和静止，sa2和sa3分别模拟前、后障碍物接近开关的功能，sa4和sa5分别模拟手刹开关和脚刹开关，sa6模拟座椅开关，sa7是工作/行走模式转换开关，sa8是摇杆模式信号激活开关，sa9是手动模式信号激活开关。

14、根据本技术翻抛机自动控制系统仿真实验平台，进一步地，所述plc-1还与刹车电磁阀y7相连。

15、根据本技术翻抛机自动控制系统仿真实验平台，进一步地，所述翻抛机滚筒控制仿真模块中：4个开关包括sa1、sa2、sa3和sa4，均采用扭子开关，sa1和sa2分别模拟仿真滚筒的反转和正转指令，sa3和sa4分别模拟仿真滚筒的升起和降低指令；3个可调节的分压电路包括由r1、rp1和r2组成可调节的分压电路，用于模拟设定滚筒速度，由r3、rp2和r4组成可调节的分压电路，用于模拟设定滚筒高度，由r5和rp3组成可调节的分压电路，模拟柴油液位；2个压力变送器、1个温度变送器和1个滚筒高度变送器用4个电流信号发生器仿真模拟滚筒工作压力、滚筒提升压力、液压油温度和滚筒实际高度；6个电磁阀包括正转电磁阀y1、反转电磁阀y2、引擎风扇速度电磁阀y3、升起滚筒电磁阀y4、降低滚筒电磁阀y5和旁路电磁阀y6；所述二极管或门电路由二极管d1至d10组成，二极管或门电路驱动旁路电磁阀y6。

16、根据本技术翻抛机自动控制系统仿真实验平台，进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种翻抛机自动控制系统仿真实验平台，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的翻抛机自动控制系统仿真实验平台，其特征在于，所述电源模块包括依次相连的220VAC插座JP1、断路器QF1和直流电源AC/DC变换器U1，220V交流电源由220VAC插座JP1引入，断路器QF1作为总开关和短路保护，直流电源AC/DC变换器U1将220V交流电源变换成低压24V直流电源。

3.根据权利要求2所述的翻抛机自动控制系统仿真实验平台，其特征在于，所述自动纠偏功能仿真模块中：2个天线放大器包括天线放大器268A1和天线放大器269A1， 4个引导天线包括左前引导天线B1、右前引导天线B2、左后引导天线B3和右后引导天线B4；24V直流电源通过熔断器F4加在两个天线放大器的电源接口，所述左前引导天线B1和右前引导天线B2连接至天线放大器268A1的ANT接口，所述左后引导天线B3和右后引导天线B4连接至天线放大器269A1的ANT接口；所述天线放大器268A1与天线放大器269A1通过CAN总线相连；所述天线放大器268A1与PLC-3通过CAN总线相连。

<p>4.根据权利要求3所述的翻抛机自动控制系统仿真实验平台，其特征在于，所述信号发生器产生一个10KHz的正弦交流电流，此电流在流经信号线时会在信号线周围产生交变磁场，引导天线安装在信号线的正上方，其中心线与信号线相重合。

5.根据权利要求1所述的翻抛机自动控制系统仿真实验平台，其特征在于，所述翻抛机行走控制仿真模块中：2个履带速度传感器用两个脉冲信号发生器仿真左、右履带的速度传感器信号；4个压力变送器用4个电流信号发生器仿真模拟右侧履带后退压力、右侧履带前进压力、左侧履带后退压力和左侧履带前进压力；方向摇杆总成由电阻R1、R2、R3、R4、RP1和RP2组成，通过改变RP1和RP2中间抽头位置，获得一个变化的电压，此电压输入到PLC-1，PLC-1输出控制比例电磁阀Y1到Y6，模拟翻抛机的前进、后退、转向和调速功能；9个开关包括SA1、SA2、SA3、SA4、SA5、SA6、SA7、SA8和SA9，均采用扭子开关，SA1用于仿真翻抛机的运动和静止，SA2和SA3分别模拟前、后障碍物接近开关的功能，SA4和SA5分别模拟手刹开关和脚刹开关，SA6模拟座椅开关，SA7是工作/行走模式转换开关，SA8是摇杆模式信号激活开关，SA9是手动模式信号激活开关。

6.根据权利要求5所述的翻抛机自动控制系统仿真实验平台，其特征在于，所述PLC-1还与刹车电磁阀Y7相连。

7.根据权利要求1所述的翻抛机自动控制系统仿真实验平台，其特征在于，所述翻抛机滚筒控制仿真模块中：4个开关包括SA1、SA2、SA3和SA4，均采用扭子开关，SA1和SA2分别模拟仿真滚筒的反转和正转指令，SA3和SA4分别模拟仿真滚筒的升起和降低指令；3个可调节的分压电路包括由R1、RP1和R2组成可调节的分压电路，用于模拟设定滚筒速度，由R3、RP2和R4组成可调节的分压电路，用于模拟设定滚筒高度，由R5和RP3组成可调节的分压电路，模拟柴油液位；2个压力变送器、1个温度变送器和1个滚筒高度变送器用4个电流信号发生器仿真模拟滚筒工作压力、滚筒提升压力、液压油温度和滚筒实际高度；6个电磁阀包括正转电磁阀Y1、反转电磁阀Y2、引擎风扇速度电磁阀Y3、升起滚筒电磁阀Y4、降低滚筒电磁阀Y5和旁路电磁阀Y6；所述二极管或门电路由二极管D1至D10组成，二极管或门电路驱动旁路电磁阀Y6。

8.根据权利要求1所述的翻抛机自动控制系统仿真实验平台，其特征在于，所述翻抛机护臂、刷子和进槽控制仿真模块中：5个开关包括SA1、SA2、SA3、SA4和SA5，均采用扭子开关，SA1和SA2用于仿真护臂位置的接近开关信号，SA3用于仿真护臂的升起和降下指令，SA4用于仿真刷子的升起和降下指令，SA5用于仿真前、后共四个进槽的接近开关信号，10个继电器用于仿真PLC-3的输出负载。

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【技术特征摘要】

1.一种翻抛机自动控制系统仿真实验平台，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的翻抛机自动控制系统仿真实验平台，其特征在于，所述电源模块包括依次相连的220vac插座jp1、断路器qf1和直流电源ac/dc变换器u1，220v交流电源由220vac插座jp1引入，断路器qf1作为总开关和短路保护，直流电源ac/dc变换器u1将220v交流电源变换成低压24v直流电源。

3.根据权利要求2所述的翻抛机自动控制系统仿真实验平台，其特征在于，所述自动纠偏功能仿真模块中：2个天线放大器包括天线放大器268a1和天线放大器269a1， 4个引导天线包括左前引导天线b1、右前引导天线b2、左后引导天线b3和右后引导天线b4；24v直流电源通过熔断器f4加在两个天线放大器的电源接口，所述左前引导天线b1和右前引导天线b2连接至天线放大器268a1的ant接口，所述左后引导天线b3和右后引导天线b4连接至天线放大器269a1的ant接口；所述天线放大器268a1与天线放大器269a1通过can总线相连；所述天线放大器268a1与plc-3通过can总线相连。

4.根据权利要求3所述的翻抛机自动控制系统仿真实验平台，其特征在于，所述信号发生器产生一个10khz的正弦交流电流，此电流在流经信号线时会在信号线周围产生交变磁场，引导天线安装在信号线的正上方，其中心线与信号线相重合。

5.根据权利要求1所述的翻抛机自动控制系统仿真实验平台，其特征在于，所述翻抛机行走控制仿真模块中：2个履带速度传感器用两个脉冲信号发生器仿真左、右履带的速度传感器信号；4个压力变送器用4个电流信号发生器仿真模拟右侧履带后退压力、右侧履带前进压力、左侧履带后退压力和左侧履带前进压力；方向摇杆总成由电阻r1、r2、r3、r4、rp1和rp2组成，通过改变rp1和rp2中间抽头位置，获得一个变化的电压，此电压输入到plc-1，plc-1输出控制比例电磁阀y1到y6，模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝雷，陈虹，拜孟伟，苏芳准，徐利强，陈亮，袁久于，王啸，董子杨，成二军，姜飞，刘俊芳，王佳敏，张萌，
申请(专利权)人：郑州市污水净化有限公司，
类型：新型
国别省市：