某型野战车载液压泵站油温自动控制系统的设计

沈亮远

(第二炮兵青州士官学校，山东 青州 262500)

0 引言

某型野战车载液压泵站工作环境比较恶劣，环境温度相差很大，而又要求能够全天候工作。液压系统的工作介质是液压油，而液压油的性质受温度的影响很大，油的粘度降低，泄漏增加，泵的容积效率和整个系统的效率会显著降低。由于油的粘度降低，滑阀等移动部件的油膜变薄和被切破，摩擦阻力增大，导致磨损加剧。使橡胶密封件变形，加速老化失效，降低密封性能及使用寿命，造成泄漏。使油的空气分离压降低，油中溶解空气逸出，产生气穴，致使液压系统工作性能降低。温度过低黏度增大，严重影响传动效率，因此设计泵站油温自动控制系统，确保车载液压泵站的使用性能。

1 油温自动控制系统总体方案

油温自动控制系统采用 PLC自动控制方案，主要有测温模块、PLC处理模块、冷却模块、加温模块组成(见图 1)。测温模块实时对液压泵站重要位置液压油温度进行检测，将监测信号传送到 PLC处理模块，进行判断、处理并输出控制信号，控制冷却模块或加温模块工作，完成泵站油温的自动控制。

图1 油温自动控制系统总体方案框图

2 测温模块

敏感元件采用热电阻，温度采集处理采用扩展热电阻/热电偶模块。将热电阻分别放置于进油口、出油口个一组，油箱中部两组，检测重要的部位油液温度。选用 SLC500控制器扩展模块有集温度采集和数据处理于一身的专用智能温度模块热电阻/电阻信号输入模块(1746-NR4)。在此模块中温度模拟量产生对应的 16位 A/D数字值，其对热电阻变送的温度信号的分辨率约为 1/8度，控制器在数值处理中可以直接使用模块的转换值，无需在硬件级电路上作其他处理。热电阻温度模块的使用十分方便，只需要将热电阻接到模块的接线端子上，不需要任何外部变送器或外围电路，温度信号由热电阻采集，变换为电信号后，直接送人温度模块中。

3 PLC处理模块

PLC处理模块由 SLC500控制器、温度显示单元组成。SLC500控制器的输入通道中一个热电阻模块最多可以接 4个温度热电阻温度传感器。将测温模块的温度检测信号进行读取、判断、显示并输出控制信号。

3.1 控制程序

控制程序包括读取子程序、温度显示子程序、判断处理输出程序。

首先进行初始化，扫描读取测温数据，并进行温度显示，然后判断温度是否超出范围，如温度低，根据温度低的程度，控制电压调整器的电压，从而控制加温功率。如温度高，发出冷却信号，控制交流接触器动作驱动冷却电机工作。

图2 控制流程图

3.2 温度显示单元

温度显示单元采用数码管显示，选用 ZLG7289A芯片，它与控制器采用 3线串行接口，只需要占用SLC500的 3个输出点，可以驱动 8个 LED数码显示管，同过级联可以扩展数码显示管的数量，实现多段实时温度显示。CS为片选输入端，此脚为低电平时，可向芯片发送指令;CLK是时钟输入端，DATA是串行数据输入端，串行数据在时钟 CLK的上升沿有效。8个段驱动信号 SEG接每个显示器的段，8个位驱动信号 DIG0—DIG7分别接显示器的共阴极公共地。

4 冷却、加温模块

冷却模块采用循环水冷方式，需要冷却时，PLC发出交流接触器控制信号，控制交流接触器动作驱动冷却电机工作，带动冷却水泵工作，经过蛇形冷却装置循环流动，吸收油液的热量，达到降温的目的。

加温模块采用电压调整器控制方式，需要加温时，PLC发出控制电压调整器，从而控制加温模块加温功率。输出通道为模拟量输出模块(1746NIO4V)，其输出信号是电压信号，可以通过电压调整器控制电源的开度(即一周期内的导通比率)，从而控制电源的输出功率。温控系统中热电阻模拟量输入模块的电压信号范围一般是 0～4124，SCP指令把它整定为 0～16383的工程单位，将其值放入 PV(过程变量)的内存地址N7：38中，把控制输出值放入 N7：39当中。最后用MOV指令把 N7：39中的过程变量传递到 1746NIO4V模拟量输出模块中。控制效果如下：(1)SP-PV≥50时，输出值为最大值 32767，使电压调节器开度最大，即给加热器最大电压供电，使被测对象温度快速上升。(2)SP-PV＞-30和 SP-PV＜50时，输出为 PID控制输出，此范围为 PID参数调节的范围。(3)SP-PV＜-30时，输出值为最小值 0，电压调节器开度为零，即停止加热。

图3 冷却、加温模块框图

5 结束语

油温自动控制系统采用 PLC自动控制方案。信号采集采用专用智能温度模块热电阻/电阻信号输入模块，接线简便，节省了外部变送器或外围电路，加温输出通道为模拟量输出模块，采用程序控制加温功率，加温效率高。采用交流接触器控制冷却电机工作，冷却模块采用循环水冷方式，冷却效果好。该系统自动化程度高，有效控制油温，大大提高了泵站的野战性能，具有很高的军事效益。

[1] 李芝，裴娣娜.液压传动[M].北京：机械工业出版社，2001.

[2] 雷天觉.新编液压工程手册[M].北京：北京理工大学出版社，2000.

[3] 孙文质.液压控制系统[M].北京：国防工业出版社，1985.

[4] 田淑珍.PLC原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2009.