文：九初浅谈
编辑：九初浅谈
引言本次研究主要围绕自动小车的运行与制动，基于PLC系统实现对于小车移动、制动的自动化控制。
一方面根据小车工作环境以及工作内容选择合适的运行速度曲线，并对调速方案进行优化设计，另一方面根据调速方案选择与之相对应的制动方案，并通过仿真实验对比不同制动方案的实际效果。
在此基础上，研究人员设计小车制动系统PLC程序，设定各个模块的参数以及程序，主要包括初始化模块、变频通信模块、手动/自动控制模块以及逻辑模块等，实现对于自动小车的自动化控制。
为了满足动物养殖需求，设计人员需要对自动小车饲喂时间进行严格控制，确保自动小车能够在规定的时间内投喂饲料，同时还要保证小车移动位置的准确性。
实际工作中，自动小车的移动模式为“走—停—走—停”的循环，因此，设计人员根据自动小车行进规律，对其运行方案进行优化设计，保证自动小车运行时间以及位置移动符合设计要求。
设计调速方案
自动小车变频调速方案如图4所示，设计人员在小车底部安装重量感应装置，小车运行过程中，重量感应装置会将重量模拟信号传输至中央控制系统，中控系统基于小车设计重量判定自动小车状态。
具体设计中，工作人员将自动小车完整的工作流程分割为不同的区间，每个区间对应不同的整车重量，针对每一个区间，在PLC控制系统中标记对应的运行速度控制方案。
例如，当中控系统判断自动小车重量较大时，会为小车输送较大的启动力矩，同时调低速度曲线峰值，保证小车稳定运行。
两种制动方案
通常情况下，设计人员使用电磁制动装置对自动小车进行制动控制，同时利用变流器调整制动力矩，并通过安装在自动小车外侧的速度传感器进行减速以及刹车等动作，初始阶段自动小车保持基础速度。
此时采用曲线形式策略，并在小车行进路线上布置减速点，当小车经过减速点，传感器发出减速指令，小车进入减速阶段，此时电流通过变流器带动电磁制动装置运行，确保小车以减速状态在规定时间内抵达投料点，这种运行方案也被称为变力矩制动方案，如图5所示。
这种制动方式虽然能够实现对于自动小车位置的精准控制，但是想要达到这一效果，需要在自动小车上安装大量设备，例如变流器、重量传感器、降低点感应装置等，不仅增加了自动小车运行成本，而且对于自动化控制水平提出了很高的要求。
由于变力矩制动方案具有一定的局限性，尝试对该方面进行优化，依据变频器工作特点，转变电磁控制装置制动模式，当自动小车经过减速点之后，PLC系统将控制指令发送至变频器，自动小车在很短的时间内切换为低速运行状态，确保自动小车以低速前进。
此时，PLC系统开始实时计算小车低速运行时间，当小车抵达投料点时立即进入制动阶段，安装在小车底部的电磁制动装置输出最大制动力，这种制动方式被称为变频制动方案，如图5所示。
与前者相比，变频制动方案需要使用的硬件设较少，但是制动时间有所延长，对于自动小车工作效率会产生一定的影响。
综合上述情况，设计人员决定在小车底部增加DZD5电磁摩擦制动装置，该装置具有间隔时间短、复位速度快等优势，符合自动小车投料需求，为进一步印证该方案的可行性，对两个方案进行了仿真分析。
仿真分析车轮制动
为了方便对比，研究人员将自动小车简化为一个整体轮系，将制动模型视为满足两个自由度的单轮模型，根据单轮模型，在忽略空气阻力以及轨道摩擦力的前提下，利用微分方程计算车轮制动力。
上述公式中，M为车辆总质量，V表示车身线速度，ΣF表示地面制动力，I为自动小车转动惯量，ω为车轮角速度，R为轮半径，M b 表示制动器扭矩，F n表示法向反力，μ代表自动小车纵向附着系数，I i 为自动小车转动惯量，ω i 为自动小车角速度。
建立制动系统模型
研究人员使用MATLAB软件中的SIMULINK模块，对自动小车两种制动方案进行建模以及仿真分析，将自动小车转动惯量数据输入模型并进行计算，得到的数据见表1、表2。
表1：变力矩制动方案仿真实验数据
表2：变频制动方案仿真实验数据
表1 变力矩制动方案仿真实验数据基于上述数据，研究人员利用仿真实验对两种制动方案关键参数进行横向对比结果如表3所示。
表3：两种制动方案仿真结果对比
分析表3可以发现，在起动频率相同时，变力矩制动模式的时间效率高于变频制动模式，但是通过仿真实验发现二者差距并不大，可以忽略不计。
且变力矩制动模式需要增加电磁制动装置以及变流器，会让设备总体积变得更大，而变频制动方案能够节约硬件，其PLC系统设计复杂程度也在可接受范围内。
与变力矩制动方式相比，变频制动方案具有制动定位精度更高、制动时间更短等优势。因此，相关工作人员决定采用变频制动控制方案。
自动小车PLC程序设计变频器参数设定
为了能够及时改变自动小车行进速度，设计人员使用变频装置对自动小车进行控制，考虑到运行成本以及自动小车行进特点，选用VFD-B变频装置，该装置能够实现基于三相电机的频率控制 。
在确定变频器型号之后，工作人员对其初始参数进行调整，确保变频器与PLC控制系统能够进行实时通信，并对运转指令、段速频率以及加速时间等参数进行调整，其他参数保持出厂设置。
PLC系统总流程
从微观层面来看，自动小车PLC系统可以看作是初始化模块与若干功能模块的集合，具体包括：
（1）手动控制模块。方便工作人员根据实际需要对自动小车进行手动调试。
（2）报警模块。当PLC系统检测到自动小车运行出现错误之后，利用该模块发出报警信息，通知维修人员及时处理。
（3）自动控制模块。通过设定系统参数，令小车实现自动化运行。
（4）逻辑控制模块。利用该模块将自动化控制参数以及控制命令转化为结构化数据，并传输至MODUBS参数地址。
（5）变频通信模块。利用该模块实现MODUBS通信地址与PLC控制系统之间的信息传输。
该系统运行流程如图所示
各模块程序设计初始化模块
PLC系统启动后，先对变频装置内部参数进行初始化，在上电时将控制字寄存器内的数据清空，在此基础上调用子程序命令，启动特殊寄存器SM0.0，表示该系统已经接通电路，此时PLC系统已经处于待调用状态 。
变频通信模块
工作人员考虑到自动小车运行特点以及工作需求，使用MODBUS协议通信模式，对小车运行过程中可能面临的各种工况进行自动化控制，基于MODBUS协议，令自动小车与PLC系统能够保持实时通信。
在该通信网络中，PLC成为主站，变频装置则为从站，设计人员编写变频通讯程序过程中，需要根据实际情况合理分配输入信号内存地址以及输出信号内存地址，前者主要负责表示通信配置结果，后者便是通信系统实时状态，例如输出电流、输入频率、故障代码等。
手动控制模块
本次设计中，用户可以根据实际需求在手动控制与自动控制之间自由切换，当PLC系统处于动模式时，工作人员可以通过启动键令电机运转，并灵活深入变频频率，调整电机正转、反转。
手动控制模块被调用之后，分为正反转启动以及手动正反转点动两种模式，前者表示PLC系统始终处于手动控制状态，其中第一位输入特殊寄存器SM0.0，第二位负责判断手动/自动信号，若第二位没有检测到信号，则默认处于手动控制模式。
后者第一位输入仍然为特殊寄存器SM0.0，代表此时PLC系统处于待调用状态，此后分为两个分支，即正转点动控制模式以及反转点动控制模式，当PLC系统无故障反应且处于待调用状态时，工作人员可以输入信号，实现对于自动小车的手动控制。
自动控制模块
当操作人员将控制模式切换为自动控制时，可以根据生产需求灵活设定自动运行参数，将自动小车工况分为轻载、中载以及重载，根据每一种工况的特点调整自动运行参数，其主要参数包括电机高速运转频率、电机低速运转频率、高速运行时间、低速运行时间、工况切换响应时间、小车返回时间等。
工作人员可以根据后续实验结果对上述参数进行调整，待参数设定完成之后运行自动控制程序。为了加强工作人员对于PLC系统的控制力，在自动运行模式中增加了一键停止功能，根据实际情况对自动控制系统进行终止或复位。
结论
为进一步提升自动小车工作效率，相关工作人员基于PLC系统对投料小车进行自动化升级。一方面设计自动小车运行方案，根据小车投料需求设定调速方案，并通过仿真实验对比变力矩制动方案与变频制动方案差异，最终决定使用变频制动方案。
另一方面构建PLC控制系统，基于PLC系统运行流程，对初始化模块、手动控制模块、自动控制模块以及变频通信模块进行针对性设计，提升自动小车自动控制水平。
[1] 基于S7-300PLC的装卸料机模拟机设计开发. 徐波.核动力工程,2021
[2] 基于磁导引的履带式小车作物图像自动采集系统设计与试验. 王康;梁秀英;周风燃;陈欢;杨万能.华中农业大学学报,2020
[3] 基于小型PLC的有轨小车寻线高精度控制数学模型设计. 刘明明;刘志红.现代电子技术,2017
[4] 一种新型位置检测技术在选矿卸料小车中的应用. 纪凯.金属矿山,2015
[5] 化工装置电气自动化控制中PLC技术的应用[J]. 王承纲.化工管理,2016
2、非储压全氟己酮自动灭火装置 消防市场新宠儿❶ 认识全氟己酮
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全氟己酮是一种重要的哈龙灭火剂替代品，它是氟化酮类的化合物，它是一种清澈、无色、无味的液体，电绝缘性佳，不腐蚀设备，不损伤精密仪器且无毒无害，适用于各类电子电气设备。
全氟己酮的蒸发热是水的1/25,蒸汽压是水的25倍，这些性质使它易于汽化并以气态存在，主要依靠吸热达到灭火效果，可以扑灭A、B、C、E类火灾。吸热灭火的原理是由于全氟己酮会与空气形成混合气体，这一混合气体比空气的储热能力要强，这就意味着其能在工作时移走更多的热量。在喷放后无损害、无腐蚀、无残留，十分适用于高精密、高价值的保护场所。
❷ 全氟己酮的神奇特性
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❖遇火即灭。全氟己酮是如何灭火的？有两点，一是快速汽化带走热量，导致温度降低，火自然会熄灭，二是全氟己酮本身会形成隔离层，隔离氧气来进行灭火。
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❖表面张力小。文字档案、字画经过全氟己酮灭火剂浸泡后，不晕染、不脱色、无腐蚀、完好无损。其灭火剂用在图书馆、档案室的消防防护中，效果无疑是绝佳的。
全氟己酮是一种以物理吸热为主进行灭火的洁净气体灭火剂，除了灭火高效性以及优异的绝缘性、相容性和环保性，还具有安全余量大，储运便利等优点。
❸ 非储压全氟己酮自动灭火装置
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猛犸安全科技结合全氟己酮神奇特性，开发了全氟己酮自动灭火装置。根据驱动压力的不同，分为非储压式和储压式全氟己酮，芯未来非储压式全氟灭火装置是专门针对小型空间以及特定空间进行火灾防护的一种新型灭火装置。
非贮压式全氟己酮灭火装置，其内部在常温下(20°C)是无压状态，在接收到外部感温启动元件或电启动元件的信号时，装置内部的驱动模组将瞬间产生大量抑制气体驱动全氟己酮药剂瞬间雾化喷出进行降温抑制灭火。
应用领域
装置适用于防护洁净型，对环境要求高的防护空间，如电化学储能柜，动力电池组、换电柜、网络机柜、电气柜等高精密高价值的小型封闭空间。
本装置启动方式有两种，一种是电启动（由电引发器作为启动元件，接收电启动信号，启动灭火装置）；一种是热启动，（由热引发器作为启动元件，遇到明火或温度高于170 ℃，热引发器自燃启动灭火装置），全氟己酮感温自启动灭火装置就属于热启动。
非储压全氟己酮感温自启动灭火装置可以在发生火灾时，自动启动设备，尤其是像在无人值守和内部发生火灾不宜发现的场所，使用它就很合适。不同体积的设备内部安置的灭火装置数量不同，在机柜内放置一个或两个装置，在将相对应的热引发器安装在设备周围，一旦发生火灾，在温度达到规定温度时，设备就自动进行灭火操作了。
非储压式全氟己酮自动灭火装置，体积小、安装便捷，适用场景广泛，可应用在计算机房，数据中心，航空，轮船，车辆，图书馆，采油和天然气生产等场所。
猛犸安全科技(山东)有限公司是一家专注于火灾防控、监测预警、自动灭火系统的高科技民营企业。公司成立于2022年，隶属山东齐力消防，坐落于美丽的国际风筝之都——潍坊。
我公司在自动灭火系统的技术开发领域中长期处于行业的前沿，致力为储能行业、电力电网行业、建筑行业、石油化工行业、数据中心、新能源汽车、特种车辆及设备、文物古建筑、轨道交通等提供个性化的消防技术解决方案及产品，根据客户的需求不同，我们还可以根据产品提供不同的解决方案和特种气体灭火装置的定制。
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