本發(fā)明涉及一種閉環(huán)調(diào)速裝置和方法，尤其是一種直流斬波調(diào)速電機(jī)車的閉環(huán)調(diào)速裝置和方法，屬于電機(jī)車控制技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)背景直流斬波調(diào)速的電機(jī)車廣泛應(yīng)用于各種鋼廠、礦山、焦化廠等大宗物料生產(chǎn)企業(yè)的物料長距離軌道運(yùn)輸。新型電機(jī)車的斬波器控制IGBT導(dǎo)通的脈沖寬度，頻率不變，簡稱“定頻調(diào)寬”。老型號電機(jī)車的斬波器是控制可控硅的導(dǎo)通頻率，觸發(fā)脈沖寬度不變。如圖1所示，電機(jī)車由人工手動駕駛時，司機(jī)根據(jù)需要調(diào)節(jié)控制器手柄提高脈寬或頻率、降低脈寬或頻率。脈寬或頻率越高，直流電機(jī)輸出功率越大，從而帶動電機(jī)車行駛的速度越快，當(dāng)需要降低速度時降低脈寬或頻率，需要快速減速或停車時，投入電阻制動。但是這種人工開環(huán)控制的速度穩(wěn)定性和運(yùn)輸效率受人為因素影響很大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是提供一種直流斬波調(diào)速電機(jī)車的閉環(huán)調(diào)速裝置和方法。為解決上述技術(shù)問題的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：技術(shù)方案一：一種直流斬波調(diào)速電機(jī)車的閉環(huán)調(diào)速裝置，包括旋轉(zhuǎn)編碼器和PLC；PLC安裝在所述電機(jī)車上；所述旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在所述電機(jī)車的一個車軸上；所述旋轉(zhuǎn)編碼器將檢測到的電機(jī)車速度信息輸出至所述PLC的的高速脈沖計數(shù)器；所述PLC根據(jù)轉(zhuǎn)編碼器的信號檢測出所述電機(jī)車的運(yùn)行速度和方向，與電機(jī)車的預(yù)設(shè)運(yùn)行速度和方向?qū)Ρ壬煽刂菩盘柕拿}寬或頻率，由所述PLC的高速脈沖輸出接口輸出至電機(jī)車的斬波控制器；所述斬波器將PLC的脈沖信號放大，將其用于控制電機(jī)車直流電機(jī)的輸出功率。所述旋轉(zhuǎn)編碼器與車軸同步旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖頻率與車軸轉(zhuǎn)速成正比例關(guān)系。所述PLC也可以使用模擬量輸出模塊將與控制輸出速度成正比關(guān)系的電壓信號直接輸送至驅(qū)動電路，驅(qū)動電路輸出給斬波器的脈沖可調(diào)占空比的脈沖或頻率與輸入的信號電壓成線性比例。所述PLC根據(jù)轉(zhuǎn)編碼器的輸出信號計算得出的電機(jī)車的運(yùn)行速度，將其與預(yù)先設(shè)定的速度對比進(jìn)行PID運(yùn)算，調(diào)節(jié)控制信號的占空比或頻率值，將控制信號輸出至斬波控制器，當(dāng)運(yùn)行速度超出預(yù)設(shè)速度的設(shè)定范圍時，PLC關(guān)斷控制信號的輸出，并切入電阻減速制動。所述旋轉(zhuǎn)編碼器AB正交模式。所述PLC采用PID和PWM組件測定電機(jī)車行駛速度，將其與預(yù)定的速度對比運(yùn)算，輸出可調(diào)的脈沖占空比或頻率值的波形至斬波控制器。技術(shù)方案二：一種用于權(quán)利要求1所述的直流斬波調(diào)速電機(jī)車的閉環(huán)調(diào)速裝置的控制方法，包括以下步驟：步驟1：所述PLC接收所述旋轉(zhuǎn)編碼器采集的電機(jī)車行駛速度信息；步驟2：所述PLC將測定的電機(jī)的運(yùn)行速度和方向與所述電機(jī)車的預(yù)設(shè)運(yùn)行速度進(jìn)行對比運(yùn)算，使用所述PLC內(nèi)置的PID運(yùn)算組件，將脈沖占空比或頻率值可調(diào)的控制信號輸出至斬波器；步驟3：判斷所述電機(jī)車的運(yùn)行速度是否在預(yù)定的速度范圍之內(nèi)；如果是，轉(zhuǎn)向步驟10，否則轉(zhuǎn)向步驟4；步驟4：判斷所述電機(jī)車的運(yùn)行速度是否低于預(yù)定的速度范圍的下限，轉(zhuǎn)向步驟6，否則，轉(zhuǎn)向步驟5；步驟5：判斷所述電機(jī)車的運(yùn)行速度是否高于預(yù)定的速度范圍的上限，如果是，轉(zhuǎn)向步驟7，否則轉(zhuǎn)向步驟10；步驟6：所述PLC提高輸出控制信號的脈沖的占空比或頻率值，使電機(jī)車的運(yùn)行速度等于所述電機(jī)車的預(yù)定運(yùn)行速度，轉(zhuǎn)至步驟10；步驟7：判斷判斷所述電機(jī)車的運(yùn)行速度是否高于預(yù)定速度的預(yù)設(shè)極限，如果是，轉(zhuǎn)向步驟8，否則，轉(zhuǎn)至步驟9；步驟8：所述PLC關(guān)斷控制信號的脈沖輸出，通過控制制動電阻投入的數(shù)量使剎車減速，直到電機(jī)車的運(yùn)行速度等于所述電機(jī)車的預(yù)定運(yùn)行速度時，再啟動PLC的控制信號的脈沖輸出，轉(zhuǎn)向步驟10；步驟9：所述PLC降低輸出端控制信號的脈沖的占空比或頻率值；直至電機(jī)車運(yùn)行速度等于所述電機(jī)車的預(yù)定運(yùn)行速度，轉(zhuǎn)向步驟10；步驟10：保持當(dāng)前的輸出脈沖的占空比或頻率值不變，轉(zhuǎn)向步驟1。采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明速度穩(wěn)定性，控制系統(tǒng)根據(jù)機(jī)車負(fù)載大小、軌道坡度的變化自適應(yīng)調(diào)整脈寬（或頻率），有效節(jié)約電能損耗，極大提高運(yùn)輸效率。2、本發(fā)明當(dāng)電機(jī)車速度超過給定值的一定范圍之后，PLC關(guān)斷脈沖輸出，控制制動電阻投入的數(shù)量剎車減速，可以實(shí)現(xiàn)高精度的定速控制且超速保護(hù)，實(shí)際行駛速度與給定速度誤差不超過0.5km/h。3、本專利對機(jī)車原有系統(tǒng)改動很小，運(yùn)行可靠，硬件投入和軟件編程方面極易實(shí)現(xiàn)且成本低廉。在此基礎(chǔ)上能方便實(shí)現(xiàn)自動化無人駕駛，已經(jīng)在實(shí)際使用中取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。附圖說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1：如圖2所示，一種直流斬波調(diào)速電機(jī)車的閉環(huán)調(diào)速裝置，包括旋轉(zhuǎn)編碼器和PLC；PLC安裝在所述電機(jī)車上；所述旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在所述電機(jī)車的一個車軸上；所述旋轉(zhuǎn)編碼器將檢測到的電機(jī)車速度信息輸出至所述PLC的的高速脈沖計數(shù)器；所述PLC根據(jù)轉(zhuǎn)編碼器的信號檢測出所述電機(jī)車的運(yùn)行速度和方向，與電機(jī)車的預(yù)設(shè)運(yùn)行速度和方向?qū)Ρ壬煽刂菩盘柕拿}寬或頻率，由所述PLC的高速脈沖輸出接口輸出至電機(jī)車的斬波控制器；所述斬波器將PLC的脈沖信號放大，將其用于控制電機(jī)車直流電機(jī)的輸出功率。所述旋轉(zhuǎn)編碼器與車軸同步旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖頻率與車軸轉(zhuǎn)速成正比例關(guān)系。所述PLC也可以使用模擬量輸出模塊將與控制輸出速度成正比關(guān)系的電壓信號直接輸送至驅(qū)動電路，驅(qū)動電路輸出給斬波器的脈沖可調(diào)占空比的脈沖或頻率與輸入的信號電壓成線性比例。所述PLC根據(jù)轉(zhuǎn)編碼器的輸出信號計算得出的電機(jī)車的運(yùn)行速度，將其與預(yù)先設(shè)定的速度對比進(jìn)行PID運(yùn)算，調(diào)節(jié)控制信號的占空比或頻率值，將控制信號輸出至斬波控制器，當(dāng)運(yùn)行速度超出預(yù)設(shè)速度的設(shè)定范圍時，PLC關(guān)斷控制信號的輸出，并切入電阻減速制動。所述旋轉(zhuǎn)編碼器AB正交模式。所述PLC采用PID和PWM組件測定電機(jī)車行駛速度，將其與預(yù)定的速度對比運(yùn)算，輸出可調(diào)的脈沖占空比或頻率值的波形至斬波控制器。PLC都內(nèi)置PID組件，編寫程序時可以調(diào)用該組件，反復(fù)試驗(yàn)，設(shè)置好比例、積分、微分的參數(shù)，在調(diào)用PWM組件，設(shè)置合適的參數(shù)，將PID運(yùn)算得出的數(shù)值轉(zhuǎn)換成與數(shù)值成比例的頻率信號，在高速脈沖輸出口輸出。直流斬波調(diào)速的電機(jī)車改成由PLC控制的閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)后，電機(jī)車的速度穩(wěn)定性和運(yùn)輸效率極大提高，還能節(jié)約電能損耗，控制系統(tǒng)根據(jù)機(jī)車負(fù)載大小、軌道坡度的變化自適應(yīng)調(diào)整脈寬（或頻率），速度超過給定值一定范圍之后，PLC關(guān)斷脈沖輸出，控制制動電阻投入的數(shù)量剎車減速，可以實(shí)現(xiàn)高精度的定速控制且超速保護(hù)，實(shí)際行駛速度與給定速度誤差不超過0.5km/h。實(shí)施例2：一種用于權(quán)利要求1所述的直流斬波調(diào)速電機(jī)車的閉環(huán)調(diào)速裝置的控制方法，包括以下步驟：步驟1：所述PLC接收所述旋轉(zhuǎn)編碼器采集的電機(jī)車行駛速度信息；步驟2：所述PLC將測定的電機(jī)的運(yùn)行速度和方向與所述電機(jī)車的預(yù)設(shè)運(yùn)行速度進(jìn)行對比運(yùn)算，使用所述PLC內(nèi)置的PID運(yùn)算組件，將脈沖占空比或頻率值可調(diào)的控制信號輸出至斬波器；步驟3：判斷所述電機(jī)車的運(yùn)行速度是否在預(yù)定的速度范圍之內(nèi)；如果是，轉(zhuǎn)向步驟10，否則轉(zhuǎn)向步驟4；步驟4：判斷所述電機(jī)車的運(yùn)行速度是否低于預(yù)定的速度范圍的下限，轉(zhuǎn)向步驟6，否則，轉(zhuǎn)向步驟5；步驟5：判斷所述電機(jī)車的運(yùn)行速度是否高于預(yù)定的速度范圍的上限，如果是，轉(zhuǎn)向步驟7，否則轉(zhuǎn)向步驟10；步驟6：所述PLC提高輸出控制信號的脈沖的占空比或頻率值，使電機(jī)車的運(yùn)行速度等于所述電機(jī)車的預(yù)定運(yùn)行速度，轉(zhuǎn)至步驟10；步驟7：判斷判斷所述電機(jī)車的運(yùn)行速度是否高于預(yù)定速度的預(yù)設(shè)極限，如果是，轉(zhuǎn)向步驟8，否則，轉(zhuǎn)至步驟9；步驟8：所述PLC關(guān)斷控制信號的脈沖輸出，通過控制制動電阻投入的數(shù)量使剎車減速，直到電機(jī)車的運(yùn)行速度等于所述電機(jī)車的預(yù)定運(yùn)行速度時，再啟動PLC的控制信號的脈沖輸出，轉(zhuǎn)向步驟10；步驟9：所述PLC降低輸出端控制信號的脈沖的占空比或頻率值；直至電機(jī)車運(yùn)行速度等于所述電機(jī)車的預(yù)定運(yùn)行速度，轉(zhuǎn)向步驟10；步驟10：保持當(dāng)前的輸出脈沖的占空比或頻率值不變，轉(zhuǎn)向步驟1。