一、應用簡介
1．應用簡述
模擬發動機低壓轉子帶動N1音輪轉動通過電機帶動齒箱模擬發動機低壓轉子物理轉速，用以驅動N1測速音輪。
2．公司介紹
中國航空工業集團公司航空動力控制系統研究所（又名中國航空工業集團公司第六一四研究所），成立于1975年。經過近20年的努力，614所現已成為國內軍民航空動力、船舶及地面燃機輪機控制系統的研制定點單位，主要從事航空發動機控制系統研究、設計、制造、試驗和修理工作，擁有各種國內一流、國際先進的航空發動機控制系統研究、環境試驗、數字仿真和物理試驗設備。近年來共承擔國家重點型號項目近二十項，以航空動力控制系統航空科技重點實驗室為開放交流平臺，與高校以及行業協作單位等開展技術合作，建立了長期戰略合作關系。
二、應用說明
1．應用功能描述
移動式電傳裝置由移動臺架、滑油站、防爆調速電機、增速齒箱、ABB變頻器、低壓器件等組成。結構如圖1、圖2所示。
圖1 移動電傳裝置一側布局圖
圖2 移動電傳裝置另一側布局圖
功能簡述：
1.柜內設有“本控/外控”啟動方式選擇開關，兩種啟動方式具有互鎖關系，在裝置控制柜柜門、主控制室設備管理計算機兩處均能實現電傳的啟/停和轉速給定控制，但柜門停止按鈕及兩地緊停按鈕始終有效；
2.電傳裝置具有可選擇外部聯鎖信號（包括低壓泵啟動、滑油正常）的功能，外部聯鎖信號觸點全部閉合時方可允許啟動主電機，運行中外部聯鎖觸點斷開后能自動停車；
3.電機冷卻風機控制具有延時停止功能，每次電機運行時間達到T1時間設定值（時間為30min）后，電機停止后通風機延時T2時間（時間為5min）后自動關閉；
4.電傳裝置具有轉速給定手動階躍控制功能（0%～20%階躍給定量可調），在控制柜內設置手動階躍開關，可在任何一種轉速給定方式下手工控制階躍給定量的輸入和退出，以測試調速系統動態響應時間;
5.對滑油站的溫度具有加熱和冷卻功能，在溫度和液位不滿足設置的上、下限時，立即停止工作。
2．工藝流程說明
電傳裝置工作流程如圖3所示。
圖3 移動電傳裝置系統流程圖
裝置通電后, LOGO！控制器檢測各開關量輸入狀態，在滑油溫度低開關量符合要求時，接通滑油加熱器進行工作；在油溫度高開關量符合要求時，接通滑油冷卻風機進行散熱。
在本控狀態下，按下柜門滑油啟動按鈕，開啟滑油裝置，給增速齒箱供滑油，在滑油流量、壓力符合聯鎖條件時，輸出聯鎖開關量給是電傳裝置，再按下冷卻風機、電機啟動按鈕，冷卻風機首先啟動，延時0.5S后，輸出開關量控制ABB變頻器，啟動電機，柜門電位器用于控制電機轉速，在異常情況下，按下柜門緊停按鈕。
3．系統需要分析
該裝置要求可對滑油部分和電氣傳動部分進行測試和控制，保證在反復啟停時能正常工作，各部分啟動前的聯鎖條件都符合要求，在運行中，有異常或聯鎖條件不符合要求時，立即停止工作。主要的技術難點在于如果保證控制系統的邏輯性與可靠性，還需小型化設計，原先采用接觸器-繼電器回路雖造價較低，但由于接線復雜，器件壽命不高、且需要空間大等原因導致售后維護成本過高，要是采用PLC來作為控制單元未嘗不可，但考慮到成本控制及應用較為簡單的實際情況，希望采用西門子LOGO！作為控制單元。除其具有足夠的性價比外，還看中了它比PLC更大的帶載能力（觸點達10A，可直接控制交流接觸器），這在實際運用中可以省去很多繼電器，工作可靠的同時又節約了成本，再就是對西門子產品在我所有大量使用，功能和質量都很好。
三、應用的設計與實現
1．電氣控制原理圖說明
電氣原理，主回路部分見圖4、LOGO控制器部參見圖5、圖6、圖7。
圖4 移動電傳裝置主回路圖
圖5 移動電傳裝置LOGO-CPU控制器圖 圖6 移動電傳裝置LOGO-擴展模塊一控制圖 圖7 移動電傳裝置LOGO-擴展模塊二控制圖
電氣部分器件主要由一塊LOGO 邏輯控制器 CPU（6ED1 052-1HB00-0BA6 ）、二塊LOGO 邏輯控制器 數字量擴展模塊（6ED1 055-1NB10-0BA0）、四個斷路器、三個交流接觸器、三個熱繼電器、一塊西門子STIOP開關電源及其它按鈕和開關等器件組成。
2．I/O分配表
據據方案需求和原理設計，對LOGO! 控制器的I/O點分配見表1和表2。
表1 LOGO! 控制器開關量輸入點配置
表2 LOGO! 控制器開關量輸出點配置
3．LOGO! 控制程序說明
滑油啟停程序
在本控時，只能在柜門啟動，反之，外控時，只能在遠程啟動，但本地和遠程停止功能都有效，如在本控時，按下SB2啟動按鈕，滑油電機啟動。
當滑油供電進線繼電器沒有合閘、滑油液位上下限不符合設置要求時，滑油啟動無效。當電機過載時，熱繼電器保護動作，滑油電機停止。
滑油啟停控制程序圖見圖8。
圖8 滑油啟停控制程序圖
滑油加熱和冷卻啟停程序
通電后，在滑油溫度低于設置下限值時，滑油液位溫度繼電器輸出開關量信號，控制滑油加熱器工作，當加熱到設置上限值時，滑油加熱器停止工作。
在滑油正常工作中，滑油溫度會慢慢升高，在滑油溫度上升到設置上限值時，開啟滑油冷卻風機。
滑油加熱和冷卻控制程序圖見圖9。
圖9 滑油加熱和冷卻控制程序圖
冷卻風機啟停程序
與滑油啟動程序類似，區別主要是在外部聯鎖不符合要求時，冷卻風機自動停止。
冷卻風機啟停控制程序圖見圖10。
圖10 冷卻風機啟停控制程序圖
電機啟停及延時停止程序
在檢測到冷卻風機啟動信號后，延時0.5S后，輸出啟動信號給變頻器控制電機按初始轉速進行運轉。
在檢測到電機啟動信號后，開始計時，當電機運行超過30分鐘，此時若按下冷卻風機、電機停止按鈕，程序會自動控制冷卻風機強行運行5分鐘。
電機啟停及延時停止控制程序圖見圖11。
圖11 電機啟停及延時停止控制程序圖
遠程信號采集及點燈程序
將各狀態信號給遠程計算機采集；控制滑油和電機啟動指示燈。
遠程信號采集及點燈控制程序圖見圖12。
圖12 遠程信號采集及點燈控制程序圖
系統離線仿真與在線測試
西門子LOGO！兼具離線仿真與在線測試功能。程序在PC機里編寫好后，點擊左側工具欄中的離線仿真按鈕，或按下F3功能鍵進行離線仿真。在確認程序離線仿真無誤后，還可打開工具/在線測試功能進行在線測試。在執行在線測試前需首先將在PC機里編寫好的程序下載到LOGO！，隨后將下載到LOGO！的程序上傳至PC機里，當然只有這個上傳至PC機里的程序才可以進行在線測試的。
4．應用設備圖片展示
總體結構圖見圖13、圖14。低壓電氣器件裝配圖見圖15、圖16。
圖13 移動電傳裝置一側分布圖
圖14 移動電傳裝置一側內部電氣器件布置圖 圖15 移動電傳裝置低壓電氣器件總體布置圖 圖16 移動電傳裝置LOGO! 控制器裝配接線圖 
四、應用體會
在使用西門子LOGO！的過程中，總體感覺是麻雀雖小，五臟具全，其器件選型、配置一目了然，程序編寫方便，可離線仿真，電氣柜布置空間可節省，可以替代從時間繼電器一直到接觸器的開關設備，對一般的電氣設計人員更容易上手，只是希望能在輸入輸出點上再增加一些；
其類裝置在2011年投入2套，2012年投入6套，2013年準備再投入5套，前8套一直在使用中，至今沒有出現有關LOGO！控制器的問題；
在調試和使用中，我們對其LOGO！控制器非常滿意，準備在其它小型裝置上推廣使用。
參考文獻
[1] SIEMENS.LOGO！設備手冊，2009/03.
[2] SIEMENS.LOGO！產品樣本，2010.
[3] 陳浩. 案例解說西門子LO GO ! 與變頻器綜合應用[M ]. 北京: 中國電力出版社, 2008..
作者簡介
陳小東（1980.7-），男，江蘇無錫人，專科，中航工業航空動力控制系統研究研。
電話：0510-85705907
