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基于PLC的柴油增压机旁通阀气密性检测装置设计

一、选题简介、意义

  增压机旁通阀作用：进气旁通阀一般又称为“进气泄压阀”。它安装在靠近节气门的进气管上，它是大部分涡轮增压发动机出厂时原配的泄压装置。由于涡轮是利用废气排出的力量来驱动，当驾驶过程中收油门（如换挡、急刹车时），节气门关闭。涡轮叶片（压气机叶轮）在惯性作用下仍旧持续转动。此时因节气门的截断和叶片的继续增压所致，进气管路中（在节气门与涡轮之间）的空气压力会迅速提高。为了保护增压系统，当压力达到某一限定值后，进气旁通阀打开，把过剩的空气（压力）导回至滤清器与涡轮之间，实现降压保护的功能。因此，旁通阀的气密性就尤为重要了。这次课题的主要任务是设计出对旁通阀的气密性检测的装置。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

课题研究：

使用PLC与触摸屏共同对柴油增压机旁通阀进行气密性的检测。

主要研究内容：

设计一个气密性检测装置，运用PLC与触摸屏控制对柴油增压机旁通阀的气密性检测。

要解决的问题：

完成相关程序的设计及调试，图纸的安装设计，PLC与触摸屏功能的设计与实现。

预期目标：

一次可以检测8-16个，工人将旁通阀放到指定位置，自动上气，气压可以指定，打压时间可以指定，须设定自定义检测个数，检测完毕自动弹出，最后需要统计一天的合格率。

研究步骤、方法及措施：

1、查阅旁通阀气密性检测操作的相关文献、收集资料；

2、提出旁通阀气密性检测系统集成的整体设计方案并进行论证；

3、完成相关PLC变量定义；

4、完成相关PLC和触摸屏功能的设计与实现；

5、完成相关程序设计及调试；

6、完成论文一份，包括课题的任务、设计画面、程序等。

 

目录

一、引言 5

1.1 增压机旁通阀的作用 5

1.2 课题的背景及其意义 5

二、总体方案论证及总体设计思路 6

2.1 总体设计要求 6

2.2 基本设计原理 6

2.3 基本工作过程 8

三、硬件设计 9

3.1 I/O点定义 9

3.2 PLC的选型 10

3.3 元器件介绍 10

3.4 特殊模块的选型 11

3.5 控制系统的硬件实现 13

3.5.1 结构流程图 13

3.5.2 电气原理图 14

3.5.3 PLC硬件接线图 15

四、控制系统的程序设计 16

4.1 PLC编程软件的选择 16

4.2 程序框架分析 16

4.3 关键程序设计 17

五、组态软件的设计 21

5.1 组态需实现的功能 21

1.可以在触摸屏上设置增压气压的理论值。 21

5.2 昆仑通态组态软件的介绍 21

5.2.1 MCGS嵌入版组态软件的功能和特点 21

5.2.2  MCGS组态软件的体系结构 21

5.2.3 MCGS组态软件的使用 22

5.3 课题工程创建 23

5.3.1 串口通讯设置 25

5.3.2 串口通讯接线方式 26

六、系统调试 28

6.1 系统性能的整体测试 28

6.2 硬件的状态调试 28

6.3 软件的状态测试 28

6.4 调试过程中存在的问题 28

七、小结 30

八、致谢 31

九、参考文献 32

十、附录 33

 

一、引言

1.1 增压机旁通阀的作用

进气旁通阀日常又可以称之为“进气泄压阀”。旁通阀安设在接近节气门的进气管上。大部分涡轮增压发动机在出厂时，旁通阀便是其所用原配的泄压装置。因为涡轮是使用废气排出的气力来驱动，在驾驶过程当中收油门（如换挡、急刹车时），节气门闭合。涡轮叶片在惯性作用下仍旧持续转动，这个时候因节气门的截断和叶片的不断增压导致进气管路中的空气压力会快速提高。为了保护增压系统，当压力到达某一限定值后，进气旁通阀打开，把多余的空气（压力）导回至滤清器与涡轮之间，达成降压保护的功效。因此，旁通阀的气密性就尤为重要了。

1.2 课题的背景及其意义

随着世界范围内的燃油价格的上涨及能源需求的增加，人类环保意识的加强，要求柴油机不单单要其具备好的动力性、高的可靠性、还要有低的燃油消耗率、低排气污染。因此，降低燃油消耗率就成为柴油机市场竞争的一个核心主题。如今，人们不单单要求柴油机具备高负荷性能，并且加倍注重其低负荷性能，因此这也就要求与柴油机相匹配的涡轮增压器要有更宽的工作范围，更高的效率，同时在涡轮增压器与柴油机匹配过程当中，也有必要对其它影响因素进行有效地控制和调整，从而能得到柴油机整机性能的提高。就从增压器而言，影响发动机低速性能的一些因素有增压器的压气机性能、涡轮转子的转动惯量、涡轮的性能、环境温度等。从而为了改善发动机的低速性能，现在通常采用带排气放气阀涡轮增压器。这次课题主要任务是设计出对旁通阀的气密性进行检测的装置。这对于现代社会相应的需求及柴油机的相关应用领域都是一个极其有用的设计。

 

参考文献

[1]吴丽.电气控制与PLC应用技术.北京：机械工业出版社，2008.

[2]翟彩萍.PLC应用技术（三菱）.北京：中国劳动社会保障出版社，2006.

[3]严盈富.监控组态软件与PLC入门.北京：人民邮电出版社，2008.

[4]龚运新.三菱PLC实用技术教程.北京：北京师范大学出版社，2007.

[5]三菱电机.FX1S，FX1N，FX2N，FX2NC系列编程手册。三菱电机中国官网，2000，4.

[6]三菱电机.FX系列特殊功能模块用户手册.中国工控网，2006，4.

[7]王菁，俞启东，董艳霞，AutoCAD2010电气设计绘图基础入门与范例精通.北京：科学出版社，2010.

[8]张燕宾.变频调速应用实践[M].北京:机械工业出版社,2002,135-137.

[9]张万忠. 可编程序控制器入门与应用实例[M].北京：中国电力出版社，2007

[10]廖常出. FX系列PLC编程及应用[M]. 北京：机械工业出版社，2005 .