阅读说明：本技术 一种基于plc的发动机油封控制系统及方法 (Engine oil seal control system and method based on PLC ) 是由 郭洪尧 王德华 于春阳 杨盛腾 于 2019-11-14 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种基于PLC的发动机油封控制系统及方法,该系统包括PLC组件、起动开关、起动检测装置、模拟量转换装置和起动机组件；PLC组件分别与起动开关、起动检测装置、模拟量转换装置、起动机组件以及发动机连接；起动机组件还与发动机连接,用于带动发动机；模拟量转换装置还与发动机和起动机组件连接,用于将发动机和起动机的转速信号转换为电压信号；起动检测装置还与起动开关连接,用于检测起动开关的起动信号是否有效。该系统结构简单、造价低廉,并且可以针对不同发动机采用不同起动方式,保证了起动的安全性,而且在检测到发动机转速稳定后才注入滑油进行油封,保证了油封的稳定性和油封质量。(The system comprises a PLC component, a starting switch, a starting detection device, an analog quantity conversion device and a starter component; the PLC component is respectively connected with the starting switch, the starting detection device, the analog quantity conversion device, the starter component and the engine; the starter assembly is also connected with the engine and used for driving the engine; the analog quantity conversion device is also connected with the engine and starter assembly and is used for converting the rotating speed signals of the engine and the starter into voltage signals; the starting detection device is also connected with the starting switch and is used for detecting whether a starting signal of the starting switch is effective or not. The system has simple structure and low manufacturing cost, can adopt different starting modes aiming at different engines, ensures the starting safety, injects lubricating oil for oil sealing after detecting the stable rotating speed of the engine, and ensures the stability and the quality of the oil seal.)

一种基于PLC的发动机油封控制系统及方法

技术领域

本发明涉及发动机领域，尤其涉及一种基于PLC的发动机油封控制系统及方法。

背景技术

航空发动机在外场服务过程中，会长期存在于库房，而外场最长的油封周期为2年，在发动机燃油系统内存有燃油的情况下，地面状态下最长只能保存一周，故经常需要在地面进行油封，由此开发了地面油封装置，而地面油封装置需要控制航空发动机的起动和控制电磁阀的开断以向发动机的油管和机匣等填充润滑油从而完成发动机的油封。

然而，现有的地面油封装置主要采用的是进口的航空发动机控制器，往往一个油封装置都是基于一个发动机的控制器制作的，采用材料昂贵，且在制作过程中还需对控制器进行比如烟雾、电磁兼容等多种适应性试验。故现有的地面油封装置不仅结构复杂、造价高、制造周期长，而且应用范围较小。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种基于PLC的发动机油封控制系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于PLC的发动机油封控制系统，该系统包括PLC组件、起动开关、起动检测装置、模拟量转换装置和起动机组件。

所述PLC组件分别与所述起动开关、所述起动检测装置、所述模拟量转换装置、所述起动机组件以及所述发动机连接。

所述起动机组件还与所述发动机连接，用于带动所述发动机。

所述模拟量转换装置还与所述发动机连接，用于将所述发动机的转速信号转换为电压信号。

所述起动检测装置还与所述起动开关连接，用于检测起动开关的起动信号。

所述PLC组件用于根据所述起动信号控制所述发动机或所述起动机组件的起动，以及根据所述电压信号对所述发动机进行油封。

本发明的有益效果是，通过PLC组件、起动开关、起动检测装置、模拟量转换装置和起动机组件构成的发动机油封控制系统，该系统结构简单，造价成本低。其中，所述PLC组件分别与所述起动开关、所述起动检测装置、所述模拟量转换装置、所述起动机组件以及所述发动机连接。所述起动机组件还与所述发动机连接，用于带动所述发动机。所述模拟量转换装置还与所述发动机连接，用于将所述发动机的转速信号转换为电压信号。所述起动检测装置还与所述起动开关连接，用于检测起动开关的起动信号是否有效。在工作时，起动检测装置先检测起动开关的起动信号是否起动有效，例如起动按钮的下压时间是否超过1秒，若是超过1秒则起动信号为有效，从而避免了系统的误起动，保证系统安全性。而且，当发动机规格较小时，可以由PLC组件控制直接起动发动机，在起动后，模拟量转换装置将发动机转速实时反馈给PLC组件，当转速稳定后，开始注入滑油进行油封，从而保证油封过程的稳定性。当发动机规格较大时，可先起动起动机组件以带动发动机，以保证发动机能平稳起动，再进行上述相同的油封过程。故油封控制系统可以适用于不同规格的发动机完成油封，应用范围较广。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述PLC组件包括：

PLC输入装置，用于接收所述起动信号和所述电压信号，并将所述起动信号和所述电压信号输入到所述PLC处理器。

PLC处理器，用于根据所述检测信号、所述起动信号和所述电压信号，生成相应的控制指令。

PLC输出装置，用于将所述控制指令输出到所述发动机和所述起动机组件。

电源装置，用于为所述PLC处理器供电。

所述PLC处理器分别与所述PLC输入装置、所述PLC输出装置、所述电源装置和所述模拟量转换装置连接。

所述PLC输入装置分别与所述起动开关和所述起动检测装置连接。

所述PLC输出装置分别与所述发动机和所述起动机组件连接。

进一步，所述起动开关为起动按钮，所述起动检测装置为压力传感器，所述压力传感器设置于所述起动按钮下方，用于检测所述起动按钮是否按下。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过用起动按钮作为起动开关，压力传感器作为起动检测装置，在检测起动开关的起动信号是否有效时，仅用压力传感器检测起动按钮是否按下即可，检测准确，响应快速，且起动按钮和压力传感器的成本较低。

进一步，本控制系统还包括数字显示表，所述数字显示表与所述PLC组件连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过连接数字显示表可以对发动机转速进行显示，可直观、实时地了解到发动机的转速信息。

本发明为了解决上述技术问题还提供一种基于PLC的发动机油封控制方法，应用于上述的基于PLC的发动机油封控制系统，该方法包括如下步骤：

开启起动开关，起动检测装置检测起动开关的开启时间是否超过预设第一时间，若超过，则PLC控制组件控制发动机起动。

当检测到所述发动机起动时，模拟转换装置实时将所述发动机的转速发送至所述PLC控制组件，在所述转速稳定后，得到第一稳定转速，所述PLC控制组件判断所述第一稳定转速是否大于或等于所述发动机额定转速的35％，若是，则向所述发动机中注入滑油持续预设第二时间后完成油封。

当未检测到所述发动机起动时，所述PLC控制组件控制起动机组件起动，以带动所述发动机起动，并且所述模拟转换装置实时将所述发动机的转速发送至所述PLC控制组件，在所述转速稳定后，得到第二稳定转速，所述PLC控制组件判断所述第二稳定转速是否大于或等于所述发动机额定转速的50％，若是，则向所述发动机中注入滑油并持续预设第三时间后完成油封。

其有益效果是，通过起动检测装置先检测起动开关的开启时间是否超过1秒来判断起动开关是否起动有效，从而避免了系统的误起动，保证系统安全性。在起动开关开启后，再检测发动机是否能起动，若能起动则进行油封，若不能，则起动起动机来带动发动机，以保证发动机能够平稳起动。同时在进行油封时，通过检测发动机转速是否稳定到一定值后再进行滑油的注入，从而保证了油封过程的稳定性。

进一步，所述预设第一时间为1±0.05秒。

进一步，所述预设第二时间为15±0.05秒。

进一步，所述预设第三时间为50±0.05秒。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于PLC的发动机油封控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种基于PLC的发动机油封控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基于PLC的发动机油封控制方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明实施例提供的一种基于PLC的发动机油封控制系统，，该系统包括PLC组件、起动开关、起动检测装置、模拟量转换装置和起动机组件。

PLC组件分别与起动开关、起动检测装置、模拟量转换装置、起动机组件以及发动机连接。

所述起动机组件还与所述发动机连接，用于带动所述发动机。

所述模拟量转换装置还与所述发动机连接，用于将所述发动机的转速信号转换为电压信号。

所述起动检测装置还与所述起动开关连接，用于检测起动开关的起动信号。

所述PLC组件用于根据所述起动信号控制所述发动机或所述起动机组件的起动，以及根据所述电压信号对所述发动机进行油封。

其中，起动机组件具体包括了启动电机和点火装置，启动电机与发动机传动连接，点火装置分别与PLC控制组件和启动电机连接。

在实际应用场景中，该系统还包括用于输入油封控制信号，油封控制面板，起动开关设置于油封控制面板上。在使用时，工作人员开启起动开关，起动检测装置将检测起动开关的起动信号是否有效，例如起动信号是否持续了1秒，如果是起动开关为起动按钮，则检测起动按钮被按下的时间是否超过1秒，若是，则起动信号有效，可对起动发动机。

在起动发动机时，可先判断发动机的规格是否可以直接起动，若是发动机的规格较小，那可以直接起动发动机，如果发动机规格较大，可先起动起动机，再由起动机带动发动机起动，从而保证了发动机能够平稳起动。

在发动机起动后，模拟量转换装置实时将发动机的转速信号转换为电压信号并反馈给PLC控制组件，PLC控制组件在判断发动机的转速稳定在一定值后再想发送机中注入滑油，以进行油封。

需要说明的是，在本实施例中，发动机上自带了转速传感器，能够直接输出转速信息，故模拟量转换装置可直接接收转速信息并转换成电压信号。

其中，在油封过程中，工作人员可通过油封控制面板手动输入相应的油封控制信号，PLC控制组件在接收到该油封控制信号后运行与油封控制信号对应的程序，并生成控制指令，再将控制指令发送给用于执行油封的相关设备以对油封动作进行控制。其中，油封设备包括电磁阀、油泵等等。

具体地，PLC组件包括PLC输入装置、PLC处理器、PLC输出装置和电源装置，PLC处理器分别与PLC输入装置、PLC输出装置、电源装置和模拟量转换装置连接。PLC输入装置分别与起动开关和起动检测装置连接。PLC输出装置分别与发动机和起动机组件连接。

其中，PLC处理器用于根据所述检测信号、所述起动信号和所述电压信号，生成相应的控制指令，具体可采用三菱Q系列的Q00J，其主要功能为运行发动机的油封程序。电源装置可采用Q61p。其中，所述控制指令包括对发动机的控制指令、对起动机的控制指令以及对用于向发动机注入滑油的电磁阀等设备的控制指令。

PLC输入装置可采用QX40，主要用于接受来自油封控制面板上的各种功能信号和发动机的反馈信号，包括发动机启封/油封信号，起动机启封/油封信号，起动机冷运转信号等。

模拟量转换装置可采用Q68ADV，主要接受来自发动机的转速信号，并通过专用转速调理模块并将转速信号转化为标准电压信号(0～5v)传输至PLC,通过该信号PLC可判断发动机的转速是否达到限制值。

PLC输出装置可采用QY40,通过该装置将输出至发动机，控制起动机和发动机的点火线圈，电源供给，打开起动机和发动机的电磁阀，给发动机或者起动机供给燃油和滑油。

可选地，所述起动开关为起动按钮，所述起动检测装置为压力传感器，所述压力传感器设置于所述起动按钮下方，用于检测所述起动按钮是否按下。通过用起动按钮作为起动开关，压力传感器作为起动检测装置，在检测起动开关的起动信号是否有效时，仅用压力传感器检测起动按钮是否按下即可，检测准确，响应快速，且起动按钮和压力传感器的成本较低。其中，压力传感器可以采用MCT-4C。

可选地，本控制系统还包括数字显示表，所述数字显示表与所述PLC组件连接。通过连接数字显示表可以对发动机转速进行显示，可直观、实时地了解到发动机的转速信息。

本实施例的基于PLC的发动机油封控制系统在具体的使用时，在PLC控制器产生如下时间信号，τ1＝(1±0.05)s，τ2＝(15±0.05)s，τ3＝(50±0.05)s。从按压起动按钮开始计时，其中，计时功能由PLC控制器内部计时器实现。

在起动按钮按压后起动检测装置检测起动信号，并由PLC控制器判断该起动信号是否超过(1±0.05)s，若超过，则起动发动机，其中，如果发动机规格太大而不能直接起动时，需要通过起动起动机来带动发动机。

当可以由发动机直接起动时，则模拟转换装置实时将所述发动机的转速发送至所述PLC控制组件，在发动机的转速稳定后，所述PLC控制组件判断当前稳定的转数是否大于或等于所述发动机额定转速的35％，若是，则PLC控制组件通过控制发动机电磁阀的开闭交替实现滑油进入发动机的燃油系统，在注入滑油(15±0.05)s后，停止注入滑油，完成对发动机的油封。

当可以由发动机需要起动机带动时，PLC控制组件控制起动机组件起动，以带动所述发动机起动，并且所述模拟转换装置实时将所述发动机的转速发送至所述PLC控制组件，在所述转速稳定后，PLC控制组件判断当前的稳定转速是否大于或等于所述发动机额定转速的50％，若是，则PLC控制组件通过控制发动机电磁阀的开闭交替实现滑油进入发动机的燃油系统，在注入滑油(50±0.05)s后，停止注入滑油，完成对发动机的油封。

在本实施例中提供一种基于PLC的发动机油封控制方法，应用于上述的基于PLC的发动机油封控制系统，该方法包括如下步骤：

开启起动开关，起动检测装置检测起动开关的开启时间是否超过预设第一时间，若超过，则PLC控制组件控制发动机起动。

当检测到所述发动机起动时，模拟转换装置实时将所述发动机的转速发送至所述PLC控制组件，在所述转速稳定后，得到第一稳定转速，所述PLC控制组件判断所述第一稳定转速是否大于或等于所述发动机额定转速的35％，若是，则向所述发动机中注入滑油持续预设第二时间后完成油封。

当检测到所述发动机没有起动时，所述PLC控制组件控制起动机组件起动，以带动所述发动机起动，并且所述模拟转换装置实时将所述发动机的转速发送至所述PLC控制组件，在所述转速稳定后，得到第二稳定转速，所述PLC控制组件判断所述第二稳定转速是否大于或等于所述发动机额定转速的50％，若是，则向所述发动机中注入滑油并持续预设第三时间后完成油封。

其中，具体的油封过程为：在起动机起动周期内，由控制器内的程序保证发动机电磁阀的开闭交替实现滑油进入燃油系统，从而实现发动机的油封。起动周期结束后，由控制器控制起动机的燃油关断电磁阀从而实现起动机的停转并脱离发动机，从而完成向发动机的油管和机匣等发动机燃油系统部件填充润滑油，在填充完成以后，可保证长期不用的发动机保持良好状态。

需要说明的是，这里的转速稳定是指当转速达到一定值后，并在之后一段时间内转速保持不变。可选地，所述预设第一时间为1±0.05秒。

可选地，所述预设第二时间为15±0.05秒。

可选地，所述预设第三时间为50±0.05秒。

可选地，所述基于PLC的发动机油封控制系统，还包括与所述PLC控制组件连接的数字显示表，所述方法还包括:

当所述发动机的转速大于或等于所述发动机额定转速的5％时，所述数字显示表显示所述发动机的转速。通过在发动机的转速大于或等于所述发动机额定转速的5％时才由数字显示表进行显示，提高显示的有效性，可减少数字显示表的功耗。

综上所述,本实施例提供的基于PLC的发动机油封控制系统及方法，通过起动检测装置先检测起动开关的开启时间是否超过1秒来判断起动开关是否起动有效，从而避免了系统的误起动，保证系统安全性。在起动开关开启后，再检测发动机是否能起动，若能起动则进行油封，若不能，则起动起动机来带动发动机，以保证发动机能够平稳起动。同时在进行油封时，通过检测发动机转速是否稳定到一定值后再进行滑油的注入，从而保证了油封过程的稳定性。并且整个系统可通过PLC控制组件代替进口的航空发动机本身的控制器，用两种启动发动机的方式互为保险保证航空发动机的正常油封，大大的节约了地面油封设备的成本。且该系统结构简单、成本较低、便于开发，以使其制造周期也大幅缩短。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。