电路改造

2024-09-08

电路改造（共8篇）

电路改造篇1

动筛系统排水的基本概况:

分选车间的动筛系统建成时间长,机械设备陈旧,五楼两台动筛机为保证洗选效果,当洗煤水浓度高时,应及时放水,并补充清水。

本车间一楼煤泥池的煤泥水还是靠传统的人工操作方式,根据池内水量的大小来排放,实现动筛系统的煤泥水的自动排放,是迫在眉睫的事情。

从整体看,主要是两个方面:一是煤泥水满池外溢,造成一楼卫生清理量大,给车间的外观形象带来很大影响,污染环境。

另一方面,由于排水频率高,动筛一楼的设备有:一条皮带、两台清水泵、两台冷却泵,一台斗提机、两台渣浆泵。设备多,任务重。排水要依赖于工人的很强的责任心,还要靠工作经验。如果巡检不到位,还会引起煤泥水外溢,效率低,可靠性差。原控制线路如下:

改造的目的:

由于造成煤泥水外溢的因素较多,但最后都归结为水位的变化。因此,因此可以根据这一故障现象找到一种监测装置,及时捕捉到煤泥水的水位并快速打开闸板,并迅速启动或停止渣浆泵,以避免煤泥水外溢和抽空,最大限度保证两台动筛机的洗选浓度,从而,减轻岗位工的劳动强度。

自动控制的要求原理:

具体改造措施:选择辽阳的UD-201/G电接触液位控制器,来实现煤泥水的排水。修改后的控制电路如下图。开关、接触器、热继电器等还用原来的型号,只是在控制电路中添加了:转换开关SA,设有两个位置:手动和自动。一个继电器KA,用来转接水位仪的接点。两个接近开关K1和K2。选择接近开关检测闸板的位置。

本设计的原理是:当转换开关拨至自动位,水位到达启动位时,水位检测后开关S闭合,继电器KA线圈得电后,常开触电闭合,接触器1KM就得电,闸板打开。闸板开到位后,接近开关K1断开。同时,主接触器KM线圈吸合,渣浆泵电机运行。同理,当到达停泵的水位时,接触器2KM就得电,闸板关闭。主接触器KM线圈失电,渣浆泵电机停止运行。

此系统结构清晰,简洁易安装。系统根据水位控制原则,自动实现泵的启动与停机。使排水的可靠性增强,维修方便,不牵扯可编程等,初级工也可以维护与检修,实用性强。同时,自动停机,延长了电机和泵的使用寿命。

结束语

此简易的自动控制系统,水泵将按照水位的的高低来实现自动排水,开关闸板,极大的减少了工人的劳动强度,保证了安全生产,提高了劳动生产率。

参考文献

[1]王兆晶.维修电工,2007.

[2]曹文辉.中国科技信息,2006(6).

电路改造篇2

长期的使用与试验已经表明原有的机床控制系统能够完成系统的控制功能, 而PLC的梯形图与机床电路图又有一些相似之处, 如表示方法与分析方法, 因此, 机床的电路图可以相应的转化为PLC的外部硬件接线图。当然, 二者虽有相似之处, 但还是存在着很大的差别的。从本质上看, 机床电路的组成部分是硬件元件, 及各继电器的动作可以同时进行;而PLC则属于程序系统, 是一种软件, 它的CPU与机床电路的继电器不同, 只能同时进行一项动作。

在利用PLC技术改造机床电路时, 要尽量保持系统原有的外部特性, 即其控制面板不需要进行较大幅度的改造。另外, 机床电路改造是通过将机床电路图相应的转换成PLC的外部硬件接线图进行操作的, 所以, 要将PLC控制系统的功能与机床控制系统的功能相应的对等起来, 操作员可保持其之前的操作习惯进行操作。如梯形图与机床控制系统内部的线路图作用是相似的, 同时, 梯形图的输入与输出继电器是机床控制系统与外部进行接触的连接。

2 PLC技术改造机床控制系统的一般步骤

利用PLC技术改造机床电路系统的步骤一般分为4部分, 如下:

(1) 在改造机床电路前, 要对原有机床的整个工作过程进行充分分析, 将其控制系统的基本方式、元件动作的频次与顺序以及相关的条件关系进行分析与整理, 并与相关操作人员进行交流与沟通, 因为操作人员工作经验比较丰富, 他们对机床电路的控制系统的了解程度与所掌握的信息资料都比较全面、详尽。因此, 在改造前多听取操作人员的意见和建议, 以增加对机床控制系统的了解, 从而决定需要改进的部分, 并在原有基础上提高机床的工作效率与精度。在机床控制系统改造前不仅要有全面的设计, 同时还要通过对控制系统的反复调试了解其具体的工作状况。在控制系统调试阶段, 一般都利用接触器的一个分支来控制主轴电机, 利用其它两个分支来控制升降电机。

(2) 在对机床控制系统的资料进行分析与整理、并完成调试工作后, 接下来就要确认PLC的输入与输出信号。以PLC为主进行的控制系统的改造, 要尽量在其原有基础上进行较小的改动, 也就是说, 要尽量使用原有的机床的输入或输出设备, 在机床电路图中, 控制接触器等接触点的主要机构是PLC的输出继电器, 其线圈在PLC的输出的一端。同时, PLC发出指令或接收信号则通过按钮、接近开关、控制开关等部分来实现。

这些接触点所在的位置便是PLC的输入的一端。相对应的, PCL内部的辅助继电器与定时器则用来实现原有机床控制系统中中间继电器与时间继电器的功能。

(3) 将机床控制系统中的中间继电器等相关元件与梯形图中的辅助继电器等元件切实对应起来, 并在实际的机床中明确其具体位置, 在电路图中标出其元件号, 以达到一一对应的效果。

(4) 将元件号标注出来之后, 根据其具体对应情况画出具体的梯形图。

3 PLC技术改造机床控制系统的注意事项

3.1 常闭触点输入信号的处理

常闭触电尽量不要使用, 如果遇到不得不使用的情况时, 要注意机床电路图中的常开、常闭接触点的位置与梯形图中的接触点是相反的, 即机床电路图中常开触点在内侧, 常闭触点在外侧;梯形图中的常开触点在外侧, 常闭触点在内侧。

3.2 分离交织在一起的电路

传统的机床控制方式——继电器-接触器控制方式, 线路比较复杂, 触点繁多, 使用起来也比较麻烦。PLC技术在改造中可以将各线圈的控制电路分离开来设计, 也就是说每个继电器的每个线圈所接触的触点都将以线圈为单位来进行划分, 并画出相应的梯形图。这种方式下, 每个触点所接触的电路就可以简单明了, 一目了然了。

3.3 尽量减少PLC的输入信号与输出信号

PLC的价格与电数是具有相关性的, 在控制系统中, 一般情况下由电路比较简单的交流接触器控制主控电机, 而控制交流接触器的则是继电器。通常, PLC只通过一组常闭、常开触点输入信号, 在梯形图中, 继电器的常闭、常开触点是可以多次使用的。

3.4 梯形图电路的优化设计

传统的机床控制方式由于其线路复杂、触点繁多而显得整个电路尤为庞杂, 利用PLC技术进行改在, 其关键一点便是对于电路的优化设计。电路中的串联电路, 其触点分布在电路左侧;并联电路, 其触点分布在电路块下面。

4 结语

利用PLC技术改造机床电路, 可以改变传统机床电路在工作过程中存在的效率低、故障多、维修费用多等问题。它通过机床电路图与PLC梯形图各部分元件一一对应的方式, 以最小的变动提高了机床控制系统的工作效率与工作精度, 是企业在生产活动中能够更有效地利用资源、节省资源。同时, 由于PLC技术在改造机床电路的过程中最大限度的使用了原有机床的工作设备, 这就在一定程度上降低了改造难度与工作量, 并减少了改造所需的费用。PLC技术在机床电路改造中的应用, 为企业的生产活动创造了更大的经济利益, 因此其应用前景十分广阔。

摘要：我国现有的机床所采用的控制方式大多是继电器-接触器控制方式, 这种方式比较传统, 其线路比较复杂, 控制线路的接触点众多。在长期使用过程中, 该种控制方式频频出现故障, 且维修所需费用也比较高。许多企业为了提高机床的工作效率与精度, 使资源得到充分、合理的运用, 逐渐对机床的控制方式进行改造, 以适应可持续发展的需要, 提高经济效益, 这种新的控制方式所采用的技术便是PLC技术, 本文将具体分析PLC技术对机床电路改造的应用及作用, 包括解决方法、一般步骤以及需要注意的特殊事项。

关键词：PLC技术,机床电路改造,解决方法,一般步骤,注意事项

参考文献

[1]廖常初.PLC基础及应用[M].北京:机械工业出版社, 2005.

[2]丁伟.可编程序控制器在工业控制中的应用[M].北京:化学工业出版社, 2004.

电路改造工程施工协议篇3

甲方：*****

乙方：

教学楼、学生寝室、教师住室由于电线接入时间比较长，线路已经老化，经常出现一些小问题，为了安全起见，决定改造线路。经甲乙双方现场查看友好协商签订本合同。

一、改造时间：

二、改造材料：包工包料（包括安装到每户教师的电表及漏电保护器）。

三、工程安全：

乙方要有高度安全责任感保护好自身安全。甲方不负责在施工中的安全，乙方在施工中要对甲方全校师生人身安全高度负责，对甲方电器财产高度负责，如果在施工中由乙方操作不当造成师生人身安全，电器财产损坏乙方要负全部责任。

四、费用：

经双方现场勘测考查协商确定费用：叁万陆仟陆佰元（36600元）。

五、材料检验：

施工前乙方先将材料运到甲方指定地方由甲方检验，经检验合格后，乙方材料全部放在甲方指定地方由甲方负责保管。如果在检验中甲乙双方有异议，由甲方请供电所专业人员来检验，不合格不接受不负责乙方经济损失。

六、施工要求：

1、线路规划甲乙双方一起实地查看完成。

2、布线要做到美观大方实用。

3、在施工中由于乙方操作不当损毁甲方材料，乙方要赔偿相应的材料。

七、付款

施工完成经甲方检验合格并实用20天无异样，全额付款。

甲方（盖章）

乙方（签字）

液压压力机控制电路的PLC改造篇4

本文以YB32-200型四柱万能液压压力机液压系统为原型, 根据原有的电气继电器-接触器控制系统, 进行技术改造设计, 采用PLC作为控制系统, 解决继电器-接触器电路硬件接线多, 系统存在可靠性差等缺点, 同时提高机床智能化的控制程度, 将机械、电子、控制技术、检测传感等学科结合, 发挥各自长处, 实现互补。

1 YB32-200型四柱万能液压机液压系统和继电器-接触器电气电路

YB32-200型四柱万能液压机主要应用于工业部门, 以静压力来加工金属、塑料、橡胶以及粉末制品, 能顺利进行冲裁、弯曲、翻边、拉伸等加工。该液压压力机有上下两个液压缸, 安装在四个立柱之间, 上液压缸为主缸, 下液压缸为顶出缸。

1.1 液压系统组成

图1为YB32-200型四柱万能液压机的液压系统图。

1.轴向柱塞式变量泵 2.安全阀 3.远程调压阀 4.减压阀 5.电磁换向阀 6.液动换向阀 7.顺序阀 8.预泄换向阀 9.压力继电器 10.单向阀 11、12.液控单向阀 13.主缸安全阀 14.顶出缸电液换向阀 15.背压阀 16.安全阀

主缸和顶出缸工作循环过程:

主缸上滑块:快速下行→慢速加压→保压延时→卸压换向→快速退回→原位停止;

顶出缸下滑块:向上顶出→停留→向下退回→原位停止;

电磁铁动作顺序如表1所示。

1.2 电气原理图组成

传统的YB32-200型四柱万能液压机继电器-接触器电气原理图如图2。阅读电气原理图, 分析原有继电器-接触器控制电路功能, 根据控制电路及液压原理分析液压机工作顺序, 为PLC改造中的设计做准备。

2 采用PLC对传统电路进行改造

2.1 分析控制对象, 确定控制要求

旧系统设置三个三位转换开关, 转换开关SA1-SA3触头工作状态如表2所示, 根据触头工作状态, YB32-200型四柱万能液压机能满足“调整点动”, “长动控制”和“半自动”控制3种工作方式。

控制要求:

1.对M电机, 要求单方向旋转, 有过载保护。

2.点动及长动控制要求, 即保证液压机上下滑块在不能满足自动循环起始条件下, 通过点动调整方法, 电磁铁通电使液压机滑块达到指定工作位置。在手动工作方式, 继电器辅助触点闭合、自锁。

注:“+”表示电磁铁通电;“-”表示电磁铁断电

3.半自动控制分为定压成型和定程成型两种, 前者按下工作按钮, 上滑块自动按顺序进行快速下行、慢速加压, 当压力升高到一定值时, 开始保压延时, 延时结束, 进行泄压换向、快速退回至原位停止。再按下顶出按钮, 自动顶出工件, 停留, 顶出缸退回原位停止。后者事先将相应行程开关SQ2调整至所需位置, 且将压力继电器KP的动作压力调整至大于加压的压力。当上滑块下行, 加压碰到行程开关SQ2时, 开始保压延时, 延时到自动退回。

2.2 确定I/O点数

根据电气原理图2, PLC的输入信号有16个, 包括起、停按钮、电动机过载保护、转换开关和行程开关和每一个动作的电动开关;输出信号有11个, 包括选用接触器线圈、电磁铁动作信号、指示灯信号。根据I/O端子的数量和种类选择FX-32MR PLC。输入、输出地址分配如表3所示。

2.3 绘制I/O端子接线图

根据I/O分配结果, 端子接线图如图3, 接触器和电磁阀线圈采用交流220V供电, 信号灯采用交流6.3V供电。

3 设计梯形图

参照电气控制原理图和液压系统图, 用翻译法进行PLC系统的改造。

首先, 将整个控制系统分成若干控制环节, 分别设计梯形图, 然后根据控制要求综合在一起, 设计出完整的梯形图。

(1) 控制电动机M的梯形图, 如图4。按下按钮SB2 (X1触点动作) , Y0有效, KM线圈得电并且自锁, 电动机启动, 输出继电器Y6有效, 电动机启动指示灯显示。按下按钮SB1 (X0触点断开) 电动机停止, 总电路断电。

(2) 点动调整及长动程序梯形图如图5, 上下滑块不在原始位置时, 先把转换开关扳在点动调整位置, 然后按动按钮SB4 (X7触点闭合) 、按钮SB6 (X11触点闭合) 将使上下滑块自动回到原点位置。

将转换开关扳在长动控制位置, 然后相应按下启动按钮SB3-SB6 (相应触点闭合) , 辅助触点自锁, 就可以得到相应的手控长动控制方案。

(3) 半自动控制程序。梯形图如图6, 将转换开关扳在半自动位置, 然后按下SB3 (X6触点闭合) , 电磁铁1YA通电, 输出继电器Y7线圈通电, 指示灯HL2亮, 上滑块下行, 压下工件, 压力升高, 压力继电器发出信号 (X12闭合) 或行程开关SQ2压下 (X14闭合) , 使内部继电器M0接通并自锁, 定时器T0线圈通电延时, 延时结束 (T0触点闭合) , 电磁铁2YA通电, 输出继电器Y10线圈通电, 指示灯HL3亮上滑块上行, 压下行程开关SQ1 (X13触点继开) , 电磁铁2YA断电。同时, 按下开关SB5 (触点X10闭合) , 电磁铁3YA通电, 输出继电器Y11线圈通电, 指示灯HL5亮, 下滑块上行, 将压制的工件从模具中顶出。当下滑快上移到其活塞碰到缸盖时, 停留, 并碰到上位行程开关SQ3 (触点X15闭合) , 定时器T1线圈通电延时 (触点T1断开) , 延时结束, 定时器常闭触点T1闭合, 停留时间由定时器决定。停留结束, 电磁铁4YA通电, 输出继电器Y12线圈通电, 指示灯HL6亮, 下滑块下行, 压下行程开关SQ4 (触点X16断开) , 电磁铁4YA断电。一个循环结束。

最后, 将各部分梯形图综合在一起, 进行整理和修改, 设计出完整的梯形图。

4 结语

液压传动技术已经成为机械工业的主角, 是包括传动、控制等在内的一门完整的自动化技术。本文以液压压力机为代表, 进行改造, 采用PLC作为液压机控制器, 可靠性高, 通用灵活和干扰能力更强, 实现控制的智能化。克服了原有的旧设备、旧控制系统存在线路复杂, 智能化不高, 一旦发生故障, 检修困难等缺点, 是一次成功的改造。

参考文献

[1]周军, 海心.电气控制及PLC.机械工业出版社, 2007.

[2]郑凤翼, 杨洪升.怎样看电气控制电路图.人民邮电出版社, 2003.

[3]左健民.液压与气压传动.机械工业出版社, 2007.

[4]徐起贺.机械创新设计.机械工业出版社, 2009.

[5]吴丽.电气控制及PLC.机械工业出版社, 2008.

精氮机加热器电路改造技术研究篇5

1 精氮机加热过程故障现状

普什模具集团车间精氮机分共两台, 该精氮机所使用加热管长度在1.5 m, 安装时需将加热管放进加热套管内, 加热管长度较长, 安装后不能保证加热管与加热套管不接触, 且加热管受热变形经常造成加热管将套管壁烧穿而漏气。为满足工艺稳定, 多组加热套管都被密封, 造成多组加热丝不能正常工作, 甚至有时达到一旦再有加热管出现故障将造成温度不能满足生产需求;根据2010年的故障次数统计平均每月5次。除此, 该装置整体检修时需切割开整个加热罐, 需要电工、钳工、焊工协作才能完成, 用时需2~3天时间才能完成。

2 故障分析

TB100型精氮机加热器分为A、B两个加热罐, 加热罐内装有脱氧剂和干燥剂等吸附物质, 习惯上称整个加热罐为吸附塔, 两个吸附塔主要是吸取提纯后的压缩空气中的杂质, 以保证能杂质不到1PPM的高纯度精氮。该精氮机加热管通过固态继电器分别控制, 因为设备老化等原因, 2010年开始经常出现加热管烧坏加热套管, 而过大电流经常影响固态继电器正常工作。由于原电路中固态继电器和加热管、套管经常损坏。我们通过对A罐原有加热管电路图 (见图1) 的分析, 认为精氮机加热罐加热管线路接法不是很合理, 可以从改变电气图中的接线方式入手降低设备故障率。从原有接线图中可以看出原加热管为1000 W/根, 220 V全压满负荷工作状态, 三根为一组并联使用, 一个加热罐有9根加热管, 共9 kW, 测得每根加热管电流为4.5 A, 每相电流为13.6 A, 电流较大。因此电路中的固态继电器也容易烧坏, 造成温度波动极大。经过对电路中各个环节的检测, 通过数据分析和检修过程中的经验, 我们认为该电路没必要工作在满负荷状态, 在满负荷状态时, 电流较大, 温度变化较快, 温控电路对温度控制也不是特别理想。结合上述分析, 我们认为可以适当降低电路的功率, 达到降低电路中的电流, 使加热过程适当放缓, 减小罐内出现较大的温度波动。改造后可使加热过程更为稳定, 降低因温度控制不利出现的问题。

3 电路改造

为了提高材料的强度和抗高温氧化性, 将套管材料由20#钢改成耐热钢管Cr5Mo, 以提高焊缝的塑性、韧性和抗裂性。同时原材料的管壁也较薄。将加热套管厚度由原来的4 mm增加到6 mm, 提高了厚度可以缓解温度对材料的氧化速度。这样可以保证精氮机长时间稳定运行。

由于原加热电路三组三相并联的方式接线, 根据并联分流、串联分压的原理, 降低加热管回路中的电压, 可将电路中的电流、功率降低。因此, 我们将A罐原接法加热丝改为两相并联, 并使用电阻丝为220 V, 1 kW, 而实际情况下工作电压为190 V (见图2) 。将接线图改造后配合工艺进行试验, 对精氮机运行状态检查, 开机时加热时间与以前相比有所延长, 而在系统稳定运行后氮气纯度完全可以达到工艺要求, 并且改造后使加热罐内的温度上升平缓, 超温范围较小, 系统运行更为稳定。实测每根加热管电流为3.9 A, 通过图2可以看出采用串联接法后每根加热管变为了P=UI=3.9×190=741 W为加热管原本3/4的负荷工作状态, 总电流为15.6 A, 将原接法的总功率由9 kW降低为6 kW。这样虽然总电流有所增加, 但通过固态继电器的电流降低了很多, 由于单根加热管一直处于低压低负荷工作状态, 套管也不容易变形, 更容易控制温度, 同时加热管的使用寿命得到了延长。通过对此台精氮机A罐的成功改造, 我们对B罐和另一台备用精氮机也进行了类似改造, 成功解决了以往经常由于加热丝故障引起的气体泄漏造成对生产系统的不利影响。

4 改造结果

通过对TB100精氮机加热管电路的改造, 加热罐故障有了明显的减少, 基本上没有出现加热管将加热套管烧坏, 其它故障也相应减少, 基本上达到每月不到一次的维修率。达到了预期目的, 解决了该设备长期存在的缺陷。通过本次改造降低了精氮机维修成本和生产成本 (包括材维修耗材、人工成本、降低电路功率后所节约的电能、搭手脚架等费用) 。达到了对生产成本的效控制的目的。其经济效益以每年两次大修计算:加热丝9×900.00≈8100元、耗材及人工费用1500.00×2≈3000元、搭脚手架500.00×2≈1000元。电能方面:W=Pt=3×300×24=24600 kW·H (按车间停产大修两月左右计算) ;由于设备有两个加热罐, 共计节约电价约36700元左右 (工业电价约为0.85元) 。共计约48800.00, 有效的降低了生产成本。

5 结论

我们通过对P E T聚酯切片生产线的TB100型精氮机中氮气加热管电路进行改造, 有效的改善了精氮机的使用性能, 延长了它的使用寿命, 极大的节约了企业的运营成本。

参考文献

[1]许翏.工厂电气控制设备[M].机械工业出版社, 2009.

电路改造篇6

关键词：刮泥机,控制电路,设计

0引言

目前茂名乙烯净化水车间刮泥机采用继电器—接触器控制, 由于电机启动时间短, 传动链受到阶跃响应的拉力, 且负载较大, 传动链易被拉断;另一方面, 当传动链工作时, 经常由于某个链轮和链脱离后而电机还继续运行, 导致传动链被拉断, 使得设备故障停机, 因此对该设备的改造设计具有重要的意义。

1系统的整体方案设计

1.1 电动机的启动控制

系统原有的电动机型号为防爆YB2-100L1-4-2.2, 额定功率PN=2.2 kW、磁极对数P=2、额定电压UN=380 V、额定转速nN=1 420 r/min。由于目前系统的启动采用全压启动, 当电机正常启动时, 启动电流很大, 一般为额定电流的5倍～7倍, 而它的启动力矩受其功率因素的影响却很小, 传动链受到一个阶跃输入力矩的拖动, 而刮板上的负载变化又比较大, 这样传动链经常受到冲击力矩而发生断链的事故。

改造设计时采用变频调速的原理, 在系统中引入变频器, 考虑到性价比, 选用了日本富士变频器, 型号为FRN7.5P11S-4CX, 设定启动时间为15 s (时间可以根据系统需要改变) 。由于采用变频器, 系统的启动过程非常缓慢, 但却保持了很大的力矩, 避免了刮泥机受到冲击力矩或拖不动负载而导致断链的现象发生。

1.2 脱链监测控制

为防止系统在启动或运行时发生掉链现象而导致断链事故, 本设计采用电感式接近开关来检测掉链。考虑到实际情况, 接近开关的感应面应该离传动链有一定的距离, 所以本设计选用西门子公司生产的型号为3RG4648-3AN11的接近开关, 其感应距离为35 mm, 使用M12连接器, 输出PNP开关量信号。系统有两条传动链, 共8个链轮, 水平位置的链条有30 m长, 容易脱链, 而垂直位置的链条只有5 m高且在垂直位置, 不易脱链, 因此本设计选用了4个接近开关, 均放在沿链条传动方向的水平入口处, 这样无论是主动轮或者是从动轮脱链, 系统都能够检测到并且马上停机, 起到保护传动链不被拉断的作用。接近开关的布置如图1所示。

图1中, SQ1为西南上位置接近开关, SQ2为西北上位置接近开关, SQ3为东南下位置接近开关, SQ4为东北下位置接近开关, 系统的两条传动链分别沿1、2、3、4链轮和5、6、7、8链轮同步运行, 1、5, 2、6, 3、7, 4、8之间分别为系统的4个同步传动链轮轴。脱链监测电路如图2所示。当SQ1～SQ4中任一个接近开关监测到发生脱链时, 相应的输出继电器都会失电, 从而切断了整个控制回路, 使电动机断电停机, 起到了保护链条不被折断的目的。

1.3 电动机的启停控制

系统的电气控制原理如图3所示, 系统有以下几种控制方式。

(1) 链条监测系统和电机同时工作的状态。

若给整个系统送电, 当没有脱链时, 则接近开关检测到相应的链条, 检测系统输出继电器K5通电, 其常开触点闭合。当按下SB1时, KM1、KM3和KT线圈同时通电并自锁, KM1、KM3主触点闭合, 三相电源经过变频器送给电动机, 由于变频器的参数已经设置好, 所以系统保持很大力矩缓慢启动, 经过15 s电机速度将达到1 420 r/m左右。到达设定时间后, KT通电延时闭合触点接通KM2线圈, KM2的常开辅助触点闭合并自锁, KM2的常闭辅助触点断开, 切除KM1、KM3线圈和KT线圈, 同时KM2的主触点闭合切除了变频器, 使系统在启动成功后不再使用变频器, 从而保护了变频器。若要使系统停止, 则按下SB2按钮, 线圈KM2断电, 其主触点断开从而切断三相电源, 电动机停机。

(2) 电动机不工作, 监测系统单独工作。

此时只要把监测系统电源复合按钮S1按下, 给监测电路送电使监测系统处于工作状态, 不启动电机就可以从相应的指示灯中看到链条和链轮是否正常啮合。

(3) 监测系统不工作, 电动机单独工作。

此时只要把监测系统复合按钮S1处于常态, 则常开触点K5被短接, 当按下启动按钮SB1时系统启动, 按下SB2按钮时系统停止。这种状态适宜在监测电路出现故障而传动链还在正常位置时使用, 否则会造成不必要的停机。

1.4 控制箱操作面板的设计

本设计的现场控制箱操作面板如图4所示。当把总闸合上时, 给整个系统送电后, 若再把监测系统复合开关S1按下, 则从控制柜的指示灯中可以看到当前的链条位置是否正常, 若脱链则相应位置的指示灯不亮, 其他指示灯照常工作, 这样就可以很容易地知道系统工作是否正常。本系统还可以把监测系统复合按钮开关S1处于常态从而切除监测电路使系统也能够工作。电机启动和电机停止按钮都带有指示灯, 从而在操作面板上很容易看到系统的状态。

2结束语

通过使用电感式接近开关和变频器对原有系统进行电气改造, 使得刮泥机系统的转速控制简单可靠, 而且冲击小, 运行平稳可靠。再加上机械方面的保证措施, 使得系统的故障率大大降低。茂名石化乙烯厂2008年7月应用此技术对设备进行改造后, 从未发生故障, 产品质量得到了保证, 工作效率提高了3倍以上, 加工成本大幅度下降, 受到了生产人员的欢迎。

参考文献

[1]邓星钟.机电传动控制[M].武汉:华中科技大学出版社, 2007.

[2]田瑞庭.可编程序控制器应用技术[M].北京:机械工业出版社, 2006.

电路改造篇7

本厂于1995年从波兰ZAMET公司引进1250t PH—LR1250Cu型铜管棒油压挤压机1台,由于其挤压筒常年工作在高温、高压、大电流、大应力、大冲击、往返动作频繁的恶劣环境下,容易发生母排松动烧红、导电棒对地短路等故障,致使挤压筒无法预热保温,检修难度大、检修完升温时间长。故障频繁一方面要经常更换内部感应加热电路,维护成本上升,检修工作量加大;另一方面短路烧蚀也破坏挤压筒外衬结构,影响挤压筒的使用寿命,模具成本高;还有一点,挤压筒预热电路故障都是发生在生产过程中,严重影响生产进度和交货安排。为此,针对该挤压机挤压筒进行详细的检查分析,并提出改进措施,取得了较好效果。

1 挤压筒结构简介和预热工作原理

本机挤压筒为内衬、中衬、外衬三层过盈套装,如图1所示(挤压筒结构左右对称,为了便于理解和节约图幅,本文所画挤压筒图纸均为左半部安装电路),预热方式为感应加热。其外衬上下左右各有1个键槽、外壁中间还有1个环状键槽,用于挤压筒在挤压机上定位;外衬两端各有1个环形凹槽,凹槽内均布钻有12个导电棒安装孔,导电棒套上绝缘刚玉管插入其中,再用环接铜板在两头将导电棒依次铜焊连接,在挤压筒外衬内形成一个类似于鼠笼的感应电路;外衬上方靠近环状键槽钻有4个对称径向通孔(图1中未画出),用于插入热电偶;外衬端部下方有一开口,以便最下方两根导电棒各焊接一块接电铜板,用于外部电源的接入;整个感应电路各处均垫有石棉纸等耐热材料,使之与挤压筒本身绝缘。内衬、中衬均为圆筒状实体,结构简单。

挤压筒加热电路如图2所示,电源电压为AC380V,输入电压可通过可控硅平滑调节,一次侧有两个抽头,可以通过功率换档刀开关切换,一般控制输出电压在20V(P3显示)、一次侧电流约100A(P2显示),可测算二次侧电流为1 800～2 000A,通过电磁感应在挤压筒各层衬套上产生涡流,使其快速升温,达到工艺所需温度。

2 存在的问题及原因分析

经故障统计,造成设备停机的故障集中在.4个方面:挤压筒外衬烧损或破裂;接电铜板或软母排烧红;蛋形螺母、螺母孔及连接螺杆烧蚀;导电棒对地短路跳电。

调查研究发现,造成以上故障居高不下的主要原因是挤压筒原有的导电棒、软母排、蛋形螺母、绝缘刚玉管等构件在设计和安装上有很多不足:

(1)外衬结构薄弱点较多,容易烧蚀和开裂。如图1所示,为了安装感应电路和定位等需要,外衬上槽孔较多,尤其是上下方部位,上方多出4个径向的热电偶安装孔,下方多出若干轴向的螺孔和盲孔,与键槽、导电棒安装孔间隙很小,形成若干个绝缘薄弱点和压应力薄弱点。在使用中,短路和内外压应力最容易在以上这些部位造成烧蚀和裂缝,导致挤压筒报废。

(2)软母排与接电铜板接触面小,容易过热。挤压筒安装时,需要将电源由软母排过渡连接到接电铜板上,如图3所示。软母排由厚度为0.1mm的紫铜带叠成,总厚度为18mm,两头各包1块铜片焊接固定,并钻有安装孔,为了避开挤压筒下方键槽,接电铜板下方做成梯形,且软母排宽度也要控制不进入键槽的范围,这必然导致接电铜板与软母排连接时的接触面偏小,如图4所示。由于挤压筒加热时二次侧电流高达1 800A以上,接触面偏小必然导致结合部位发热严重,故障率高,使用寿命大大缩短。

(3)蛋形螺母松动打转,易造成电火花烧蚀。由于是大电流感应加热,对接触电阻极其敏感,安装紧度要求很高,每次拆装过程中蛋形螺母以及绝缘材料都要受到较大压力,一方面蛋形螺母容易变形打转,一旦打转螺栓将很难上紧;另一方面绝缘材料容易压碎,在挤压筒生产时的往复运动中还会逐渐脱落。因此使用时间稍长,蛋形螺母与挤压筒之间的绝缘就破坏掉了,二次侧就通过蛋形螺母与挤压筒间歇性短接(挤压筒安装在挤压机上,等于就是对地短路),短路电阻约在10-1Ω级数。由于二次侧电压不高(20V左右),短路电流一般不会造成电路跳闸,但是短路时的电火花会把蛋形螺母烧损,把挤压筒在蛋形螺母附近的结构烧蚀,导致挤压筒过早报废;此外,由于只有一个固定点,在挤压筒的往复运动中也容易出现松动,一旦松动,在大电流作用下蛋形螺母部位马上烧红,检修极为困难。

(4)绝缘刚玉管壁薄易碎,导电棒易对地短路。如图5所示,导电棒两头各有1个Φ18×30的接头,中间规格为Φ22,由于受到挤压筒外衬尺寸限制,导电棒安装孔只有Φ35,考虑到加工误差和盈余量配合,绝缘用刚玉管规格则为Φ33×3.5,这样壁厚的刚玉管在挤压筒使用过程中容易破碎,刚玉管破碎后,由于重力作用,导电棒下沉将刚玉管碎片挤开,直至导电棒碰到孔壁,这种情况下短路接触面比较大,短路电阻在10-2Ω级数甚至更低,短路电流将使保护电路跳闸,无法继续加热保温,必须立即停机检修。

3 对策实施

针对以上问题作出如下调整和改造:

(1)挤压筒结构调整。将挤压筒上下键槽取消,对应挤压机上的挤压筒上下键销拆除,这样挤压筒外衬在上下两个位置同比原来厚实,也为配合蛋形螺母和接电铜板的改造腾出空间,如图6所示。

(2)接电铜板连接部位由梯形改为矩形,软母排加宽,接触面积加大。将改造后挤压筒电源连接部位放大,如图7所示。挤压筒下键槽去除以后,底部多出了一部分空间,接电铜板由原梯形连接改为矩形,软母排适当加宽(基本与接电铜板等宽),将接电铜板和软母排连接部位做成双孔,以便用两个螺栓连接,增大了接触面积,且增强了接触的可靠性,如图8所示。

(3)蛋形螺母加长,做成双孔螺母。将原来的单孔蛋形螺母改成较长的腰子形并加工2个螺孔,如图7所示。这样增加了连接的可靠性,安装时两个螺栓交替旋紧,双孔螺母的旋转压力被另一个螺栓承受,双孔螺母和绝缘材料不再直接承受安装压力,彻底改观螺母变形和绝缘压碎的现象。

(4)导电棒和绝缘管规格调整。将导电棒整根改为Φ18,省掉了将导电棒两头车削接头的工作量;刚玉管规格改为Φ33×6.5,壁厚增加了3mm,大大加强了绝缘管的强度,如图9所示。另外,考虑到在导电棒安装孔与刚玉管、刚玉管与导电棒之间还略有间隙,因此安装时在刚玉管、导电棒上分别缠2～3层玻璃丝带再装配。玻璃丝带的存在,不仅缓冲了刚玉管直接碰撞破碎的几率,而且由于壁厚较厚,即使破碎,刚玉管碎片也不容易被导电棒挤开。经对导电棒及其绝缘刚玉管尺寸及装配方式进行改造后,导电棒短路故障率大幅下降。

4 改造效果

电路改造篇8

1 空调送风系统节能潜力分析

对于高层建筑来说,由于各楼层、房间的使用及四季的变化,对空调系统的送风要求不尽相同,因此存在节能改造的可能性、可行性。具体分析如下。

1.1 中央空调系统的工作原理

图1所示空调系统的工作原理为:空气从回风口和新风口进入空调系统入口,入口处设调风门以控制进风量的大小,过滤后的空气继续往前到空气混合室,通过送风机后被送去加湿,加湿后的空气送去冷却或加温(随季节而定),经挡水板进入空气分配室,再到送风管,最后进入空调室。

送风一般由若干台送风机同时完成,所需的送风功率视需要而定,应该是可调的。接受部分回风可节省热能,新风口能增加新鲜空气。

1.2 风机的转速送风量和能耗之间的关系

风机轴的输入功率P与风量的输出Q和扬程H之间关系[1]为

P = kQH (1)

式中,k为常数。

式(1)说明,电机的输出功率和它驱动的风机的风量Q、扬程H成正比,当风机转速n变化时,风机输出的风量Q将发生变化,它们之间关系为

Q2/Q1= n2/n1 (2)

风机转速和出风量成正比,风机的输出功率P和转速n有以下关系:

P2/P1= (n2/n1)3 (3)

从式(1)、式(2)、式(3)可见,减少送风量可通过降低风机的转速实现。降低风机的转速将大大地降低能耗,节能效果明显。

2 节能送风控制系统

节能送风系统要考虑风机的运行控制方式,即应使每台风机的运行时间尽量均衡,另外,控制器应简单有效,设计时能考虑各种特殊情况,具有一定的抗干扰及应变能力。

2.1 风机的控制方案

减少送风量的最有效的方法是改变风机的转速。风机的转速可通过改变电机的转速实现,对于三相交流异步电动机使用变频器即可有效地改变电机的转速。对于用多台风机组成的送风系统,这里以3台为例,拟采用如图2所示的方案,来实施送风量的调节。3台电机的总功率应大于、等于最大送风量所需的输入功率,3台电机中,只对第3台实施变频调速,第1,2两台以工频方式运转,这样,既可以减少变频器的容量、成本,又能很好地完成风量调节的目的。送风系统工作过程如下:在最小负荷下,要保证有1台电机按工频方式运转,以保证最小的送风量。当要求送风量增加时,可按以下方式改变运行状态,1号机运行风量不足,3号机投入按变频方式运行,逐步增加转速以达到送风量的要求。若送风量仍然不足,2号机投入运行,3号机仍以变频方式运转,改变3号机转速以达到需要的送风量。在要求送风量减少的过程中,设3台风机同时运转,先降低3号机的工作频率到最低值,若送风量仍然过大,切除1,2号机中先接入的1台,3号机以变频方式高速运转,若送风量仍然过大,降低3号机的转速,直至切除3号机。

2.2 闭环送风机变频系统的构成

要构成闭环系统,需要在出风口安置风压传感器,以保证出风口有恒定的风压,当测得的风压上升时,说明送风驱动量过大了,此时应降低送风驱动量。当测得的风压降低时,说明此时送风驱动量不足需要加大送风驱动量。检测到的风压信号和给定值进行比较以确定送风量的调节方向。闭环送风机变频系统的框图如图3所示。控制器除输出连续可调的模拟信号以调节变频器的工作频率之外,还要输出开关量以确定1,2,3号电机的接入与切除。

2.3 控制器设计

控制器主要实现对送风量的控制,使送风压力保持基本恒定。这里用单片机及其外围电路构成,如图4所示。用数码管显示送风压力,压力的给定可以用键盘输入也可以用电位器经A/D转换后输入。控制器在功能上,要既能实现连续控制,也能实现分级不连续控制,具体通过程序编制实现。

2.4 系统的安全保护措施

在设计过程中,对整个电气系统考虑了以下几个问题:

1)变频器是工作最频繁的电气设备,当变频器发生故障时,不能影响送风系统的正常运行。因此,当变频器故障时,3号机的工作方式应能从变频方式转为工频方式,即能切除变频器,实现送风量的不连续的有级控制。

2)防止临界状态下电机频繁切换问题。当需要的送风量为2台电机到3台电机之间摆动时,应允许被控量有一定的超调,设置一定大小的死区,以保证系统的安全。

3)考虑到送风机的特点,在最小负载情况下,应保证有1台送风机能按工频方式运行。

3 结论

中央空调的送风系统采用了变频加闭环控制后,运行稳定,节电效果明显。虽然在原有的系统中增加了变频器,但由于只对单台风机采用变频控制,要求的变频器容量一般在几十kW;另外,用单片机及其外围电路作为控制器;再是不需要对原系统作太大改变。所以,对整个空调系统的投入并不大,系统改造后的经济效益明显。

摘要：随着我国经济建设的发展,高层建筑不断增加,中央空调快速普及,其能耗问题日益凸显。针对中央空调送风系统存在的耗电量大,能源浪费严重的问题,在原系统的基础上,分析了用变频加闭环控制的方法进行改造的可能性,并提出了具体改造的方案及控制器电路。

关键词：中央空调,节能,送风,变频器

参考文献