一种基于PLC的内燃机监控系统的制作方法

一种基于plc的内燃机监控系统
技术领域
[0001]
本发明涉及内燃机监控的技术领域，尤其是涉及一种基于plc的内燃机监控系统。


背景技术：

[0002]
目前机车在运行时，需要对机车的内燃机运行参数进行监控，以确保机车正常运行，现有的内燃机参数采集方法有两种：1、通过接线方式，将内燃机上各种传感器采集的参数信号传输至操作台，并分别通过不同仪表进行显示，该方式需要布置较多线路，因而容易发生故障，存在较多的故障隐患，且仪表显示不够直观。2、使用can仪表采集各传感器传输到can总线上的信号，该方式虽布线少，但是仪表板固化，不能够适用多种机型。综上所述，两种方式只能实现内燃机参数的监视，不能同时将内燃机监控系统与机车内多种监控系统相整合。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的是提供一种基于plc的内燃机监控系统，能够将内燃机与机车各系统有机地整合在一起，同时又能稳定、便捷的采集各传感器参数。
[0004]
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于plc的内燃机监控系统，包括plc控制器、与plc控制器相连接并监控机车运行情况的整车监控系统、与plc控制器相连接的人机交互显示屏、设置在内燃机上的内燃机ecu以及连接于内燃机和内燃机ecu的can总线，所述plc控制器与内燃机ecu之间连接有串口协议转换器，所述串口协议转换器分别对内燃机ecu的通信协议和plc控制器的通信协议进行转换，实现plc控制器对内燃机参数信号的收集和监控。
[0005]
通过采用上述技术方案，内燃机内的传感器将采集到的参数信号经can总线传输至内燃机ecu，随后串口协议转换器对内燃机的can报文映射，然后plc控制采集协议转换器中数据，并通过人机交互显示屏将内燃机参数进行显示，同时plc控制器将整车监控系统采集的信号传输至人机交互显示屏进行显示，实现内燃机监控与整车监控的有机结合。
[0006]
本发明进一步设置为：所述整车监控系统包括：车速采集模块，连接于plc控制器，用于检测机车行驶速度；当检测到机车行驶速度时，输出车速信号；液压油压力采集模块，连接于plc控制器，用于检测液压油箱内的压力；当检测到液压油箱内的压力时，输出液压检测信号；液压油温度采集模块，连接于plc控制器，用于检测液压油温度；当检测到液压油温度时，输出液压油温度信号；燃油液位采集模块，连接于plc控制器，用于检测燃油液位；当检测到燃油液位时，输出燃油液位信号。
[0007]
通过采用上述技术方案，当plc控制器接收到各个采集模块输出的信号时，plc控制器向人机交互显示屏输出相对应的显示信号，随后人机交互显示屏将相关显示信号进行
显示，方便工作人员直观了解到整车运行情况。
[0008]
本发明进一步设置为：所述整车监控系统还包括机车运转时间监控模块，所述机车运转时间监控模块设置在plc控制器内，用于监控机车的运行时间。
[0009]
通过采用上述技术方案，通过对机车运行时间进行累计，能够对发动机的保养提供参考，方便工作人员使用不同保养方案对机车进行保养。
[0010]
本发明进一步设置为：所述整车监控系统还包括缓速器时长监控模块，连接于plc控制器，用于监控机车缓速器大档位使用时间以及缓速器有效延时时间。
[0011]
通过采用上述技术方案，通过监控缓速器的工作时长和有效延时，能够及时对缓速器的工作档位进行切换，避免缓速器过热损坏，延长缓速器的使用寿命。
[0012]
本发明进一步设置为：所述整车监控系统还包括自动驻车监控模块，所述自动驻车监控模块连接于plc控制器，用于监控机车停车时间；当机车停车时长达到预设值时，自动驻车监控模块输出自动驻车信号，当plc控制器接收到自动驻车信号时，启动驻车制动。
[0013]
通过采用上述技术方案，通过对自动控制驻车制动，能够简化操作，并保证行车安全。
[0014]
本发明进一步设置为：还包括车速自调系统，所述车速自调系统包括连接于plc控制器的指令输入器以及与plc控制器相连接的机车油门，当指令输入器向plc输入车速控制指令后，plc控制器输出油门控制信号使机车车速变化。
[0015]
通过采用上述技术方案，当工作人员需要调整机车行车速度时，只需要向指令输入器输入需要的机车速度，随后plc控制器根据指令调整机车油门，从而改变机车内燃机的工作状态，从而改变机车的行车速度，方便工作人员对机车进行操作控制。
[0016]
本发明进一步设置为：所述内燃机ecu的通信协议设置为sae j1939 通用协议标准，用于内燃机can总线通讯；内燃机内的传感器定时将采集到的参数以报文形式发送到can总线上，连接于can总线上的监控单元通过sae j1939 通用协议标准接收报文。
[0017]
综上所述，本发明的有益技术效果为：1.通过设置plc控制器和协议转换器，能够实现内燃机与机车各系统之间的有机整合，方便工作人员对机车进行操控；2.通过设置整车监控系统，能够对机车运行情况进行监控，保证机车运行安全；3.通过设置车速自调系统，能够方便工作人员对机车进行控制。
附图说明
[0018]
图1是本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
[0019]
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0020]
参照图1，为本发明公开的一种基于plc的内燃机监控系统，包括plc控制器、与plc控制器相连接的人机交互显示屏、设置在内燃机上的内燃机ecu以及连接于内燃机和内燃机ecu的can总线，plc控制器与内燃机ecu之间连接有串口协议转换器，串口协议转换器分别对内燃机ecu的通信协议和plc控制器的通信协议进行转换；内燃机内的传感器将采集到的参数信号经can总线传输至内燃机ecu，随后串口协议转换器对内燃机的can报文映射，然
后plc控制器通过485协议采集协议转换器中的can报文映射数据，并通过人机交互显示屏将内燃机参数进行显示，同时plc控制器将整车监控系统采集的信号传输至人机交互显示屏进行显示，实现内燃机监控与整车监控的有机结合。其中，plc控制器设置为型号为dvp12sa2的机车plc模组，人机交互显示屏设置为dop-b07s515的显示屏，串口协议转换器设置为串口智能can协议转换器；内燃机ecu内用于内燃机can总线通讯的通信协议设置为sae j1939 通用协议标准；内燃机内的传感器定时将采集到的参数以报文形式发送到can总线上，连接于can总线上的监控单元通过sae j1939 通用协议标准接收报文。
[0021]
进一步的，plc控制器还连接有监控机车运行情况的整车监控系统，参照图1，整车监控系统包括：车速采集模块，连接于plc控制器，用于检测机车行驶速度；当检测到机车行驶速度时，输出车速信号；当plc控制器接收到车速信号时，plc控制器向人机交互显示屏输出车速显示信号，当人机交互显示屏接收到车速显示信号时，人机交互显示屏显示车速，从而使工作人员直观了解到车速，方便对机车速度进行把控，同时plc控制器对运行里程进行累计，方便工作人员对机车疲劳程度进行观测；其中，车速采集模块设置为型号为ni8u-mt12h-ap6x-h1141的车速传感器；液压油压力采集模块，连接于plc控制器，用于检测液压油箱内的压力；当检测到液压油箱内的压力时，输出液压检测信号；当plc控制器接收到液压检测信号时，plc控制器向人机交互显示屏输出液压显示信号，当人机交互显示屏接收到液压显示信号时，人机交互显示屏显示液压情况，从而使工作人员直观了解到车速，方便对机车速度进行把控；当压力液压油箱内压力低于1.5mpa时，人机交互显示屏显示液压油压力过低，从而使工作人员进行检修，避免压力过低导致的传动故障；其中，液压油压力采集模块设置为型号为pt5403的压力传感器；液压油温度采集模块，连接于plc控制器，用于检测液压油温度；当检测到液压油温度时，输出液压油温度信号；当plc控制器接收到液压油温度信号时，plc控制器向人机交互显示屏输出液压油温度显示信号，当人机交互显示屏接收到液压油温度显示信号时，人机交互显示屏显示液压油温度，从而方便工作人员及时对液压油进行降温，避免液压油温度过高而导致机车换挡箱的密封圈发生损坏，保证换挡箱正常使用；其中，液压油温度采集模块设置为型号为ta2115的温度变送器；燃油液位采集模块，连接于plc控制器，用于检测燃油液位；当检测到燃油液位时，输出燃油液位信号；当plc控制器接收到燃油液位信号时，plc控制器向人机交互显示屏输出燃油液位显示信号，当人机交互显示屏接收到燃油液位显示信号时，人机交互显示屏显示燃油液位，从而使工作人员及时对机车进行加油，保证机车正常工作，其中，燃油液位采集模块设置为型号为hd-136p1m v1 b1的液位传感器。
[0022]
机车运转时间监控模块，设置为plc控制器自带的plc时间模块，用于监控机车的运行时间；当内燃机启动时，机车运转时间监控模块开始计时，并对机车运行时间进行累计，从而能够对内燃机的保养提供参考，方便工作人员使用不同保养方案对机车进行保养，延长内燃机的使用寿命。
[0023]
当plc控制器接收到各个采集模块输出的信号时，plc控制器向人机交互显示屏输出相对应的显示信号，随后人机交互显示屏将相关显示信号进行显示，方便工作人员直观
了解到整车运行情况。
[0024]
进一步的，参照图1，整车监控系统还包括：缓速器时长监控模块，连接于plc控制器，用于监控机车缓速器大档位使用时间以及缓速器有效延时时间；当机车缓速器大档位使用时间超出预设值时，输出缓速器报警信号；当plc控制器接收到缓速器报警信号时，plc控制器向人机交互显示屏输出缓速器过热显示信号，当人机交互显示屏接收到缓速器过热显示信号时，人机交互显示屏显示“缓速器过热”字样，从而避免缓速器大档位使用时间过长引起的缓速器部件损坏；其中，缓速器时长监控模块包括连接于缓速器的缓速器继电器盒以及与内设与plc控制器的plc时间模块；自动驻车监控模块，连接于plc控制器，用于监控机车停车时间；当机车停车时长达到预设值时，自动驻车监控模块输出自动驻车信号，当plc控制器接收到自动驻车信号时，启动驻车制动，从而能够简化操作，并保证行车安全。
[0025]
进一步的，为方便工作人员对机车的行进速度进行控制，plc控制器还连接有车速自调系统，参照图1，车速自调系统包括连接于plc控制器的指令输入器以及与plc控制器内置的a/d转换模块相连接的机车油门；当工作人员需要调整机车行车速度时，只需要向指令输入器输入需要的机车速度，使指令输入器向plc控制器输入机车速度信号，当plc控制器接收到机车速度信号时输出油门控制信号，当机车油门接收到油门控制信号时油门动作，使机车车速变化，从而改变机车内燃机的工作状态，从而改变机车的行车速度，方便工作人员对机车进行操作控制。
[0026]
本发明通过设置plc控制器和协议转换器，能够实现内燃机与机车各系统之间的有机整合，方便工作人员对机车进行操控；通过设置整车监控系统，能够对机车运行情况进行监控，保证机车运行安全；通过设置车速自调系统，能够方便工作人员对机车进行控制。
[0027]
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。