传动控制系统

传动控制系统（共12篇）

传动控制系统 篇1

1 技术背景

传动带是现代机电设备中的核心连接部件, 种类比较繁多, 应用非常广泛。大到几千千瓦的巨型电机, 小到不足一个千瓦的微型电机, 甚至包括大型家电设备、计算机设备、智能机器人等精密机械在内都离不开传动带。它最大特点是可以根据使用要求自由变速, 远近传动, 安装简单, 而且更换方便。但传动系统带轮安装与传动带的调节及保养是保证系统正常可靠运转的关键。本公司用到传动的产品主要有空调箱、精密空调、屋顶机等。而传动带、传动带轮的主要供应厂家有广州威欧特、广州希普拓、深圳声超等。

2 生产中存在的问题

由于以前生产车间没有对传动带、传动带轮的安装进行作业指导, 常会导致很多安装不良的情况:

2.1 主动轮、被动轮和张紧轮不在一平面上;

2.2传动带过紧或过松, 从而导致传动带寿命减短、断带、电机烧毁等后果。据市场反馈, 今年以来采用传动方式的产品, 在市场上断带的情况比较多。因此从安全和可靠性角度出发, 有必要对传动带、传动带轮进行正确的作业指导。

3 安装方法

3.1 将锥套套入风轮轴。锥套与皮带轮借助工装板、用胶锤敲击调整到一个平面内;用内六角把固定螺栓拧紧, 直到螺栓表面与带轮表面平齐为准;用榔头敲击锁紧鞘, 直至与电机轴平面平齐。

3.2 将皮带轮放入锥套, 拧紧。

3.3 将皮带轮定位鞘敲入皮带轮。

3.4 检测、调节皮带水平度。

3.5 检测、调节皮带张紧度。1) 将检测仪用左手 (依据员工操作习惯) 握住并靠近皮带的中央位置, 保证探头距离皮带表面5—10mm;然后用右手指头扳动皮带, 使皮带发生震动, 此时进行数据采集, 直至仪器的红色指示灯闪烁时, 说明数据采集成功。2) 依据皮带参数对照表的参数, 对照检测仪屏幕显示的皮带震动频率, 来判断皮带的张紧度是否达到参数要求, 采集参数大于标准参数, 皮带需要调松;采集参数小于标准参数, 皮带需要调紧。

4 结语

除了生产中正确进行传动系统带轮安装与皮带的调节外, 对于皮带的正常保养还需要注意以下方面:

4.1 皮带的装卸。

安装前首先要检查主动皮带轮、被动皮带轮和张紧轮是否在同一个平面上。一般来讲, 两个皮带轮的中心距小于100CM时允许偏差为2-3毫米为正常要求, 中心距大于100CM时允许偏差为3-4毫米。如果允许偏差太大, 则应调整到符合使用要求后再进行安装并张紧。装卸时应首先将张紧轮松开, 或将无极变速一端轮盘先卸下来, 再将皮带装上或卸下。如果新皮带太紧难以装卸时, 应先卸下一个皮带轮, 套上或卸下三角带后, 再把皮带轮安装好, 不得硬卸。一般联组皮带应卸下皮带轮后装卸。

4.2 皮带的张紧度。

皮带的张紧度是靠张紧皮带轮进行调整的, 皮带如果过紧会导致皮带磨损严重, 如果皮带过松则容易导致出现打滑现象, 使得皮带严重磨损甚至烧坏。一般两个皮带轮直线距离100CM左右时, 用手指按压皮带的中间部位, 皮带垂直下降10-20毫米时为合格。皮带在长期使用中应随时检查皮带的张紧度, 并根据皮带的张紧度进行调整。

4.3 皮带的工作温度。

皮带的工作温度一般不宜超过70℃。一般常用的检验方法是:停止工作后, 立即用手触摸皮带, 如果手在皮带上可以停留1分钟, 而且不感觉到烫手, 说明温度不超。如果感觉手放上去很烫以至于不能保持1分钟, 则说明皮带的温度过高, 应立即查找原因, 及时解决。

4.4 皮带的清洗。

皮带如果沾上润滑油或者机油等油垢后易产生打滑, 而且加快皮带的损坏, 应及时清洗皮带, 也可用碱水等清洗剂清洗干净, 不能让皮带带油运转作业。

4.5 皮带的更换。

皮带损坏失效后应马上更换皮带。如果多根皮带组合装配使用, 而其中只是部分实效时, 其他几根皮带也应该同时更换, 不能新老皮带同时使用。

4.6 皮带轮的更换及维修保养。

长期使用中, 皮带轮可能出现变形、开裂、电机轴承磨损或锥套键松动、周孔磨损等情况, 应及时更换有关部件。在对机组进行保养时, 应将皮带卸下, 挂在通风干燥处, 或将皮带轮的固定装置松开, 使皮带处于松弛状态。

摘要：传动带是将电动机或发动机旋转所产生的动力通过皮带轮由传动带传导到机械设备上, 故又称之为动力带。由于以前生产车间没有对传动带、传动带轮的安装进行作业指导, 常会导致很多安装不良的情况出现, 导致皮带寿命减短、断带、电机烧毁等后果。据市场反馈, 今年以来采用传动方式的产品在市场上断带的情况比较多。因此从安全和可靠性角度出发, 有必要对传动带、传动带轮安装进行正确的作业指导。

关键词：传动带,皮带,皮带轮

传动控制系统 篇2

时间：2010-12月6日至23日

人员：黄四新、梁业诗、李葛、黄鹏 内容：1#线纸机传动控制系统调试

12月6日 星期一

1、由黄四新副所长组织，召开1#纸机传动控制系统调试工作会议，制定调试方案。

2、调试前准备工作

（1）检查系统电气设备硬件是否齐全，因2#纸机调试过程中从1#纸机拆了部分硬件到2#线用。（2）检查传动系统各电机及变频器绝缘值是否达到要求，防止出现短路烧毁设备的现象。（3）整理设备调试所需的图纸及其他相关资料。

3、PLC模块安装

（1）1#线IP04操作台其中一块PLC的6ES7-SM332输出模块损坏并已经拆除，现更换上新模块，上电后模块运行正常。

（2）由于2#线复卷机烧坏三块S7-400 PLC的IM151通讯模块，后来从1#线复卷机拆了三块相同的模块到1#线复卷机用，现安装上三块通讯模块。

12月7日—12月8日 星期二、三

内容：真空伏辊及上成形器导出辊变频器调试。

（1）上成形器导出辊变频器缺少HIM手操器及变频器网卡，从暂时未开始调试的施胶机软辊变频器上拆HIM手操器及变频器网卡安装到上成形器导出辊变频器上用。

（2）调试步骤：断电作绝缘检查，变频器IGBT检查，脱开电机联轴节，确认接线正确，上电。（3）变频器自整定：步骤：组态电机控制方法；键入电机的铭牌数据、停止方法、加减速的斜坡时间；优化转矩并验证方向；设置最小/最大速度及方向控制；组态速度参考源、数值和范围；设置控制方法，数字输入/输出机模拟输出；组态设定的应用程序，完成退出。

（4）

自整定结束，设置变频器网卡参数，更改变频器速度源，接上网线，接上联轴节，变频器与上位机相连进行系统调试，上位机监控正常，调试结束。

12月9~10日 星期

四、星期五 内容：压榨部分合辊动作调试。

（1）在上位机上解除连锁，设置压榨部单动。（2）压榨部操作台PLC电源检查。（3）机械检查。

（4）PLC外部电源及内部电源上电。

（5）工艺及机械人员配合操作调试 动作正常。

调试中出现吸移辊移动电机跳闸故障，经检查是上限位开关安装位置太远，到达上限位时候感应不到，造成移动电机不停工作，最终过载跳闸。重新调整后恢复正常。

12月11日 星期六

内容：湿部1#机传动控制上位机监控系统安装。

（1）领取主机及显示器，安装XP操作系统，从已有的上位机上复制其系统备份安装到该上位机上。（2）安装上位机软件授权，建立与PLC的通讯。

（3）因为从操作台的交换机接到湿部的网线过长，有数据包丢失，通讯不正常，在中间增加一个交

换机，之后通讯正常，上位机监控正常。

12月12日 ~14日

内容：调试烘干部风机部分变频器

（1）维修后的电源板接线按相同型号的变频器接线，有两根接线不明确，上电后，屏幕只显示A-B标志字样，未能进入系统

（2）按华章公司的建议，更换完好的变频器主板到此变频器上测试，上电瞬间看到火花，依然未能进入系统

（3）拆开前盖，看到不明确接线的那根接线烧断（电源板上的AJ6插头）（4）更换后未能启动原因，更换上的新主板与原型号不同

（5）已经联系华章公司尽快给我公司换上正确的电源板及主板。

12月15日 星期三

内容：流送系统传动调试

（1）D53稀释水泵、D54提浆泵显示分部故障，DCS无法启动。经检查DCS信号送达变频器正常。（2）

D53、D54变频器显示屏上显示NOT ENABLED（未使能），变频器STS灯为黄闪。

（3）分析原因是变频器某个数字通道被错误使能，而实际未用到该通道。核对变频器#361~#366参数，#365被设置为Enable（使能），实际上该通道并未使用，导致变频器不能启动，将#365设置为 NO used。

（4）故障解除，在DCS上启动正常。

12月16日 星期四 内容：网部联动调试

1、上位机上设置网部为联动状态，压榨部操作台打开车铃声授权，压榨部无法启动，操作台显示屏上报警“ABK流浆箱操作台急停按钮拍下”，将ABK流浆箱急停复位，故障依然未消除。检查华章控制柜MCS02内的PLC输入模块指示灯1：17和1：18均为灭的状态，其中1：17为ABK送华章传动控制系统的网部爬行、运行授权信号，1:18为急停信号。分析原因为ABK给华章系统信号不通。经讨论，在保证安全的前提下，为不影响调试进度，暂时通过短接的方式直接给网部运行授权及急停信号。

2、网部运行授权及急停信号给定后，重新启动网部，1P04操作台上数据显示乱码，而其他操作台显示正常，疑为通讯丢失，打开操作台检查发现网线接触不良，重新接上网线，操作台显示正常。

3、启动网部，各辊运行正常，但是操作台声光报警器报警，显示为风机故障，检查华章控制柜1KO1柜内，D4风机电机过流继电器跳闸，测量电流达到15A，而保护电流为10A左右。检查三相平衡，绝缘值均达到要求，疑为风机电机过载。通知电工测试风机是否过载。后来的检查中发现是电机质量不良所致，更换新的电机后工作正常。

4、网部联动调试成功

12月17、18、19日

内容：压榨部联动及烘干部联动调试

1、D7真空伏辊无法启动，经过检查发现D7变频器柜一根信号线脱落（导线的标号为：+1K01-95/EM/1）。

2、故障排除后联动调试成功。

3、施胶部的华东稀油站无法启动，经检查是ABK启动信号无法达到华东稀油站，修复后启动成功

4、施胶前弧形辊D22,施胶后弧形辊D23无法启动，上位机显示为开机授权信号没有，检查发现为1P04操作台的开机铃声无法发出，经分析这个信号为受控于一条【ONS】指令，这是一次性接通指令，接通一次后必须断开复位，所以打铃旋钮拨到启动位置后打铃一次后，必须回拨到停止位置，否则压光机和施胶机无法打铃而取得开机授权。（这个情况不是故障而是开机操作员的熟练程度问题，在网部和压榨部也有类似的情况，网部启动后没有把打铃旋钮回拨到停止位置，造成压榨部无法取得运行授权）

5、压榨部联动及烘干部联动调试成功

12月20、21日

内容：网部、压榨部上浆出纸联合调试

过程：网部上浆加载后负荷分配不平衡，上成型器电机D4过载跳闸，按照华章程小文经理的提供的办法也无法解决，后来参考2#线的方法，把D4闭环传动控制改为开环传动控制后负荷分配趋于合理（修改了D4变频器PF700S的参数项222#里的设定值）。

网部、压榨部上浆联合调试基本完成，并且已经成功出纸到施胶机前，完成了预定任务。

12月22、23日

内容：处理烘干部排风机调试中出现的故障

1、VAC缸排风机不能调速并且运行时出现了电机接地故障，检查变频器参数设置，发现速度源选择项为模拟量0~10V电压，实际上DCS提供的信号为4~20mA电流。再检查电机，打开电机端盖发现绕组的一根引出线绝缘层破损。上述故障排除后需要继续测试VAC缸排风机工作是否正常。

2、前烘2#排风机启动时变频器出现过载跳闸故障，电工检查电动机绝缘值为80MΩ没有问题，检查电路也没有发现问题，已经通知机械技术人员进行检查，发现主轴已经生锈卡死，轴承也有生锈现象，目前的处理还在进行当中，机械故障排除后需要继续调试风机。

3、稳纸器风机变频器在使用中出现散热器过热跳闸故障，怀疑底部散热风扇不转，开盖检查没有发现问题，风扇是正常运转的，在控制面板启动测试风机15分钟没有出现跳闸故障运行也比较平稳电流值在58A左右，下次需要改在DCS启动风机进行测试，查看运行时间有多长就会出现过热跳闸故障，并且再次测量负载电流值，以便得出最终结论。

定尺剪主传动控制 篇3

【关键词】定尺剪；主传动；APC

滚切式定尺剪是中厚板生产线上的关键设备之一，其对钢板长度方向上的尺寸精度控制起关键作用。重钢4100生产线采用双轴双偏心滚切式定尺剪，其主传动电机采用两台710KW交流变频电机，传动装置为1台1500KW的西门子整流回馈装置+1台1500KW整流装置+2台1200KW的西门子逆变器构成。PLC采用西门子S7-400，PLC与逆变器之间通过DP总线通讯，实现数据交换。定尺剪每一次剪切曲轴旋转一周，主传动启制动频繁，使定尺剪剪切时候剪刃所获得的動能最大，且能准确停位就至关重要。

1、主传动装置主从控制

2台定尺剪主电机通过一个2输入2输出的减速机带动两根曲轴，从而控制定尺剪剪切。此传动结构为硬连接，两台主电机通过力矩同步控制实现同步功能。主逆变器通过一根光纤与从逆变器相连，通过串行通讯链路来控制从变频器[2]。主逆变器给从逆变器传送的数据主要有：传动控制字，速度环输出的转矩实际值，从传动装置接收以上数据，并通过相应的设置进行控制。为加快速度响应，主从装置加减速时间均设置为1S。主从参数[3]如下表所示：

2.硬件组态

PLC与主传动装置通过profibus-DP总线连接，PLC通过DP总线向变频器传输启/停，速度等控制字，同时读取变频器的各种状态字。定尺剪控制系统的硬件组态[1]如下图所示：

以主机为例逆变器硬件组态时候选择：PPO4：0PKW/6PZD ，分配的读起始地址为556，写起始地址为536。使用SFC14和SFC15两个块实现PLC与逆变器之间的数据交换，LADDR为读起始地址和写其实地址的十六进制值。读入数据存放在DB100的0至12位中，写的数据存储于12至22中程序如图所示：

3、软件设计

3.1曲轴位置信号

曲轴编码器选用分辨率为1024的绝对值编码器，输出信号为格雷码编码，为了方便计算处理需转换成二进制，在转换成十进制。格雷码的高位和二进制码的高位相同，其高位与次高位的异或运算得到二进制码的次高位，依次类推即可得到格雷码对应的二进制码。二进制码通过数据类型转换可直接得到十进制实型数据，编码器线数除以360为一个常数，将实型编码器实时值除以该常数即为曲轴实际值。

3.2主传动运动规划

在一根曲轴上安装绝对值编码器一个用于测量曲轴角度，在另一根曲轴上安装指针盘一个，盘体固定在机架上，指针随曲轴运动。编码器值与指针值一致。定尺剪剪切一次曲轴旋转360度，为了适应停位误差减少停位不准，设定正负5°范围为原位，为使剪刃剪切时获得最大的动能，停位准确且剪切一次运行时间最短，经过由于压板升级液压缸的动作，及摆动辊道升降前后移动动作的制约，实际剪切次数可达到10次每分，也就说每一次剪切必须在6秒以内完成。为此主传动控制系统引

4、总结

介绍了定尺剪主传动控制系统的工艺要求，描述了传动控制和PLC控制实现，并着重讲述了控制实现中的难点和关键点。该系统结构除了应用在定尺剪外，还广泛应用于其它设备。

参考文献

[1]寥常初.S7-300/400PLC应用技术第二版.机械工业出版社，2008.

[2]西门子电气传动有限公司.矢量控制使用大全.西门子电气传动有限公司，2007.

煤矿液压传动控制系统设计 篇4

1 液压传动控制系统设计

煤矿中的液压传动控制系统在正常工作时, 执行元件能够在最高和最低旋转速度范围内任意一个旋转速度下稳定运行, 此时对液压传动控制系统基本上可以通过以下步骤来实现。

1.1 制定液压传动控制系统设计要求

首先在对工程机械发动机的冷却风扇驱动方式进行改进设计, 把冷却风扇中的传统驱动方式转化成液压驱动, 并要给发动机提供一个合适的温度环境。对液压传动控制系统的设计应该满足如下要求条件:

(1) 由于控制系统需要安放在合适的移动设备上, 因而要求控制系统设计需要的所有液压元件要具备较高程度的耐温、抗震以及对油液污染敏感度差等功能特性。

(2) 为了使发动机能够更好的进行散热, 可以把发动机的最大功率工况作为冷却控制系统中计算工况, 从发动机的散入冷却控制系统中热量进入, 从而以反推形式实现风扇驱动转矩。

(3) 控制系统可以由其所匹配的发动机直接进行驱动, 控制系统产生单项的旋转运动来直接驱动冷却风扇在发动机的运转速度范围内平稳转动。

1.2 设计液压传动控制系统总方案

1.2.1 确定执行元件形式

在这个环节, 主要依据主发动机的运动要求标准来选择执行元件的形式, 由于对控制系统的设计中要求用单向回转运驱动风扇旋转, 因此最好是选择单向液压马达形式的执行元件。另外, 控制系统所匹配的发动机冷却控制系统对散热功能需求高, 不同工况所需散热量的差别也很大, 因此要保证冷却风扇的转速必须要高且转速范围也大, 受这些条件束缚, 因而可以选用外啮合式高速齿轮液压马达, 该类型马达价格低廉、结构较为简单、而且对油液污染要求较低, 转速通常要超过500r/min, 性价比较高, 因而被广泛使用。

1.2.2 确定回路类型

控制系统中的回路, 也就是油液循环, 主要有闭合式和开放式两种。由于开放式回路结构简单, 而且散热性能较好, 因而在控制系统设计中, 经常会采用开放式循环回路方式。这种方式的主要工作流程是, 液压泵首先把液压油从油箱中吸入, 同时将油压送到执行元件中, 再由执行元件的回油控制系统排到油箱中, 不仅能够对沉淀物进行过滤, 还能够有效析出气体。由于煤矿工程周围环境中的灰尘较大, 因而比较较适合采用开放式的循环回路。

1.2.3 制定调速控制方案

速度—流量控制速度和速度—压力控制都是对液压传动速度进行控制调节的方式。在速度—流量控制方式中, 如果采用变量马达或者是结构较为复杂的变量泵, 会花费大量的成本;而如果采用流量控制阀进行控制, 多数情况下, 循环回路中必须要有溢流阀进行流溢, 因此控制系统工作效率较低。而要是选择速度—压力控制这种方式, 可以采取定量泵来供油, 也可以用压力控制阀等来调整液压马达的转动速度。这种方式相对于速度—流量控制方式可以省去流量控制阀安装这个环节, 回路结构更为简便。因而常会采用速度—压力的方式来对控制系统进行调节。

1.2.4 制定压力控制方案

在上述速度—压力控制液压控制系统中, 为了实现设计控制系统需要根据温度变化自动调节液压马达转速的目的, 在循环回路中可以使用电磁比利溢流阀, 通过对输入阀中的电流进行改变来实现设计控制系统中的无极调压, 从而可以十分精确的对液压马达进行无极调速。

2 控制系统液压元件的选择

2.1 执行液压元件马达选择

通过对齿轮马达使用指南手册上知识内容的学习, 可以明确液压马达的负荷压力、输出转矩及排量, 从而就能够从产品样本中选取合适的液压马达类型。其中输出转矩应该具备1.3—1.5倍的储存功能;负荷压力可以根据控制系统中匹配的工程机械实际情况要确定, 通常选择12Mpa;液压马达机械效率一般在0.9—0.97之间。

2.2 动力元件液压泵选择

在对液压泵进行选择时, 首要满足使用需求, 然后再考虑维修保养、成本价格等因素。根据煤矿生产特点和实际生产工作中的实际需要, 在对控制系统设计时要选取外啮合齿轮泵作为动力元件。通过对液压泵的最高供油压力、最大供油量及转动速度的分析, 并对外啮合齿轮泵的样本产品进行查看, 就可以确定出其型号规格。而在选择型号的过程中值得注意的是, 所选取的液压泵额定流量要和计算所得出的最大供油量相符合, 不要超出太多;额定压力应该比计算得出的最高负荷压高, 通常要高出25%—60%左右, 因此扩充压力储备能力;另外, 控制系统中的最高供油压力一般是由液压马达最大压力与进油路的压力损失量来确定, 煤矿控制系统中的压力值一般在0.5—1.5 Mpa之间, 而最大供油量可以通过以下公式来计算:

其中K为修正系数, 一般在1.1~1.3之间取值;QM是指液压马达实际所需最大流量, 可以用排量乘以转速所得的理论流量与其容积效率的比值求得;q Ymin是指—溢流阀最小溢流量, 一般取值0.5×10-4m3/S。

随着机电一体化的发展, 液压传动控制系统与微电子、计算机等现代化技术相结合, 使得液压传动无级调速的应用更加广泛。对于液压传动控制系统的设计没有定性的方式和步骤, 要根据实际生产需要进行科学合理设计, 使其更好的为生产服务。

摘要：现代化的生产工作中, 离不开机械工程的大力支持, 液压传动控制系统以其特有的功能优势, 越来越广泛的应用在煤矿生产中。本文主要结合煤矿中发动机冷却风扇驱动改进方法, 研究的液压传动控制系统的设计方式, 希望对相相关领域研究提供借鉴经验。

关键词：煤矿,液压传动控制系统,马达元件

参考文献

[1]徐灏.机械设计手册--流体传动与控制[M].北京:机械工业出版社, 2013 (05) .

[2]吴海荣, 郭新民.发动机冷却控制系统设计参数的确定[J].农机化研究, 2012, (21) .

2014机电传动控制复习提纲2 篇5

21.了解常用控制电器的工作原理（接触器，热继电器，熔断器，断路器，行程开关，速度继电器，电压继电器，电流继电器）

2.了解继电器-接触器控制基本电路工作原理，电路中的基本保护。（习题6.5，6.8，6.9）

3.PLC的工作方式？PLC的5个工作阶段？PLC的编程元件有哪些？掌握三相异步电动机星-角启动控制的PLC控制设计。（习题7.1,7.2,7.3.作业）

4.学习了解步进顺控指令设计顺序控制程序的方法。可编程序控制器PLC为适应不同负载，输出电路一般有哪3种形式？

5.电力电子器件根据其导通与关断可控性不同分为哪三类？

6.掌握SCR,GTO,GTR,IGBT,P-MOSFET电力开关器件的工作原理。电力变换电路按其功能分为哪几种类型？（习题8.8）

7.晶闸管的导通条件是什么？导通后的晶闸管的电流大小决定于什么？晶闸管由导通转变为阻断的条件是什么？

8.掌握单相半波可控整流电路的工作原理（控制角α，导通角θ范围，电阻负载，电感负载，续流二极管的作用，输出电压Ud, Id公式）（习题8.3）

9.掌握单相桥式可控整流电路的工作原理（控制角α，导通角θ范围，电阻负载，电感负载，反电动势负载，）

10.掌握无源逆变电路的工作原理。掌握斩波电路工作原理（输出电压的计算公式）。（习题8.26,8.27,8.28，8.29

11.掌握PWM控制的基本原理，PWM的基本控制方式。（8.31,832）

12.了解晶闸管触发电路的工作原理。（习题8.13,8.14,8.15）

13.调速系统的主要性能指标（静差度S，调速范围D，超调量，过度过程时间）

14.开环和闭环直流调速系统的调速范围，静态速降。

15.单闭环直流调速系统有哪两类？掌握转速负反馈调速系统工作原理（有静差，无静差系统）

16.掌握电压负反馈系统，电流正反馈与电压负反馈调速系统，电流截止负反馈系统工作原理。

17.掌握双闭环直流调速系统组成及工作原理。

18.掌握可逆直流调速系统工作原理。

19.交流调速系统的组成，变频器由哪几部分组成？交-直-交变频器分为哪两类？特点？（习题10.1,10.2）

20.学习了解交-交变频器的工作原理。

21.掌握单相晶闸管交流调压电路、三相晶闸管交流调压电路工作原理。闭环控制的变压调速系统及其静态特性。（习题10.15）

22.学习了解步进电动机环形分配器的工作原理。掌握4种步进电动机驱动电源功率放大电路工作原理。

传动控制系统 篇6

摘要：近年来，高速动车组的发展一方面适应了社会快速发展的新形势，另一方面也加快了人们的生活节奏。为不断适应发展变化着的新形势，满足人们不断增长的新需求，需要对高速动车组牵引传动控制系统进行优化，从而推动我国交通运输事业的发展，促进国民经济稳步提升。

关键词：动车组；牵引传动；控制系统；仿真设计

中图分类号：TM922 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）14-0085-02

高速铁路的快速发展，使得对高速列车的需求也在逐渐增长，并对其提出了更多、更高的要求。虽然高速动车组在促进国民经济发展、社会进步和加快人民生活节奏方面发挥了重要作用，但在很多技术方面刚刚起步，尚未成熟，因此需要技术上的提升和系统优化。对于高速动车组这一复杂系统，建立合理有效的高速动车组牵引传动控制系统显得至关重要。本文主要分析了我国高速动车组牵引传动控制系统的发展现状以及高速动车组牵引传动控制系统的仿真方案。

1 我国高速动车组牵引传动控制系统的发展现状

1.1 牵引动力配置方式以动力集中方式为主

我国高速动车组的牵引动力配置方式主要有动力分散方式和动力集中方式。动力集中方式是一种较为传统的电力牵引模式，使用历史久，技术相对成熟，而且使用的范围广泛，动力集中型动车组是由日本首创，近年在欧洲得到广泛推广与应用。

随着科学技术的发展进步，我国在动力分散型动车组的设计上取得了一定成就。例如“中原之星”动车组、“先锋号”动车组以及CRH系列动车组。“和谐号”CRH系列动车组，是由十六台三相异步牵引电动机均匀地安置在四辆动车的地板下，由每台电机驱动一根车轴，十六台电机共同合作就让整个动车组高速运行起来了。但是动力分散型的技术仍不够成熟，还处在起步阶段，而且资金投入大、技术要求高，因此，我国高速动车组的牵引动力配置方式仍以动力集中方式为主。

1.2 我国高速动车组以直流传动制式为主

直流传动制式和交流传动制式是高速动车组牵引传动制式的两种方式。在我国，主要铁路上的高速动车组，多数采用直流传动制式，对交流传动制式的使用较少。相比，在国外，先进的科学技术使得交流传动制式的高速动车组具有显著优越性，市场前景广阔。因此，多数生产厂商也已经停止了对直流传动机车的生产，多采用交流传动方式的牵引技术。我国高速电动车组的发展由于技术的不成熟，缺乏创造性，对于交流传动技术的应用也才刚刚起步。

1.3 普遍采用微机牵引控制系统

我国铁路机车普遍采用微机牵引传动系统，但在较为传统的直流传动机车上仍然有大量的模拟电子控制系统。随着科技的进步、网络的发展，网络技术对于交通运输事业也在发挥着越来越大的作用。在列车通信网络快速发展进步的新形势下，我国的高速动车组也开始使用通信网络进行控制和信息的传递，例如，司机对列车的各种控制命令都可以通过列车通信网络传送到列车的各个部位，执行的结果也可以通过网络再反馈给司机，从而使司机更加全面、系统地掌控列车的运行，促进列车协调、稳定运行。通过采用微机牵引控制系统逐渐形成对列车的分布式控制，是我国高速动车组牵引控制系统的现状。

2 高速动车组牵引传动控制系统的仿真方案

2.1 进行高速列车内外部环境仿真

列车的内部环境不仅包括牵引传动控制系统，还包括网络系统等，外部环境包括牵引供电系统、线路的地理条件和轨道等。通过对内外部环境的仿真模拟，能够对列车在运行过程中可能出现的问题进行预测，并提前找到解决方案，避免实际运行过程出现差错，减少损失。以青藏铁路为例，高原缺氧、低温、强烈的紫外线以及高原冻土是铁路运输所面临的外部环境，这些对列车的控制系统提出了更高要求，因此内外部环境的仿真有其必要性。内外部环境的仿真模拟可以为牵引传动控制系统的优化提供保障。

2.2 进行三维视景仿真

随着数字化进程的发展，各行业信息化建设也加紧了步伐，铁路业也应紧跟时代步伐，为驾驶司机提供三维视景。传统的二维视景数据单一、抽象，只能展现宏观的景象概况，在细节上有局限性。而司机室三维视景仿真，能给司机提供丰富的环境信息，使司机更加清楚地了解在目前操作下，牵引传动系统的整体工作状态。当三维视景达到最佳效果，司机的临场感也会大大增强，从而集中司机注意力，调动其积极性，提高工作效率。

2.3 高速动车组牵引变压器热仿真

牵引变压器是高速动车组牵引传动系统中的关键部件，列车运行过程中的安全性与其密切相关。因此，为保障列车运行的安全性，需要研究高速列车牵引变压器的温度随列车实际运行发生的变化，对其进行冷却降温处理。由于变压器具有复杂的结构，并且涉及对热学、电磁学等多门科学的同时运用，因此研究模拟较为困难。但是预算和控制变压器内部的温升对于牵引变压器的研究具有重要意义。为此，国内外的众多专家也做了很多研究。

变压器作为一个复杂的系统，各个参数之间的关系也非常复杂。要想在列车运行中准确地计算出各个点的温度是很困难的，因此需要简化后再计算。铁芯和绕组产生的损耗是变压器的主要热源，热量会由变压器内部传导到表面。可以通过变压器内部油的对流，把来自铁芯和绕组的热量传给油箱壁，被加热的油箱壁通过周围的空气对流把热量散走，从而达到冷却变压器的目的。做一个具有特殊形状、容易散热的冷却器，把变压器中的油利用油泵，打入油冷却器，冷却后再返回到油箱中，从而带走热量，为牵引变压器降温。

3 结语

伴随着经济的发展和科技的进步，我国的高速动车组取得了巨大进步。但仍不够成熟，需不断开拓创新，引进国外先进技术，发现其中存在的问题，对牵引传动控制系统进行不断优化。从而使我国铁路运输走向成熟，保障交通运输事业的健康、稳定和可持续发展，满足国民经济发展需求，为我国社会主义现代化建设做贡献，推动时代的进步。

参考文献

[1] 丁荣军.现代轨道牵引传动及控制技术研究与发展

[J].机车电传动，2010，（9）.

[2] 张曙光.铁路高速列车应用基础理论与工程技术

[M].北京：科学出版社，2007.

[3] 黄济荣.电力牵引交流传动与控制[M].北京：机械工业出版社，2009.

[4] 刘友梅.我国电力机车四十年技术发展综述[J].机车电传动，2006，（11）.

基金项目：国家科技支撑计划资助项目（2009BAG12A01-H04-2）

作者简介：孙菁睿（1984—），男，供职于唐山轨道客车有限责任公司，研究方向：高速动车组调试；康瑛（1973—），女，唐山轨道客车有限责任公司高级工程师，研究方向：高速动车组调试技术。

浆板机直流传动控制系统变频改造 篇7

1 浆板机系统及其对电气传动控制要求

在我公司浆板机生产线的多传动系统中, 浆料经布浆器均匀布浆、网部脱水成形后, 湿浆通过三道压榨部压榨脱水, 再进入三道烘干部烘干, 前后共经过七个电气传动点组合而成。各分部传送着生产过程中的浆料。为保证浆板连续生产, 各分部间的速度要求严格配合, 否则, 浆板不是断裂就是松垮下来, 无法维持生产, 所以控制系统必须保证车速的协调稳定。同时, 浆板机各分部的速度必须是可以调节的, 这样可以避免断头。各分部的调速范围为±1∶2以上, 速度的静态精度<±0.1%。由于浆板机无须频繁启动, 而工艺要求的变速范围也不大, 所以达到稳速是电气传动最主要的目标。其次要的是保证整个系统能平稳启动, 而且各分部能单独的启动和停止。

2 原直流控制系统及其存在缺陷

我公司直流控制系统采用KGSF04系列可控硅双闭环直流控制系统, 于1988年投入运行。主电路采用三相桥式全控整流电路。控制电路采用电流闭环和速度闭环组成的双闭环控制系统。本系统整流柜采用积木化结构, 分离元器件 (包括电流调节器、速度调节器、输出器、六块触发器、六块可控硅、整流变压器、速度链及保护装置和各种电源) , 结构及线路复杂, 占地面积大, 调试麻烦, 特别是系统调试, 耗工耗时。电控装置的陈旧、落后, 再加上线路老化、编号模糊、插件氧化、部分器件淘汰, 必须进行系统改造。另外本系统的电动机采用的是Z2系列直流电动机, 其结构复杂, 特别是直流电动机的转子换向部分及速度反馈用的测速机, 故障易发且维护麻烦。

3 变频改造

3.1 实施方案

将原直流系统利用计划停机时间, 按故障率高的先更换的原则, 逐台改造。首先根据负荷条件完成变频器及变频电动机的设备选型, 并设计、绘制控制系统图、原理接线图, 然后制定详细的施工方案。主要是在原直流柜的对面新装五面变频器控制柜, 包括一面电源总柜。控制柜为购买柜体、元器件提前组装, 变频器、PLC装配完后输入参数、梯形图, 调试无误后, 逐台更换电动机。原直流柜尽量保存完好。其中改造中要注意的是:首先把原直流柜中的速度链连接拆除, 使原系统实行分部调速, 互不影响, 只要这样才可以逐台改造。其次, 要注意测速励磁回路 (串联) , 改造完一台后要将拆掉的测速机励磁短接, 保证回路通路, 并保证励磁电流与原电流相同。另外, 由于Z2系列直流电动机与交流变频电动机的外形、安装尺寸不同, 电机基础板需进行垫高, 根据实际安装尺寸重新钻孔、攻丝。

3.2 系统配置

在变频控制系统中, 采用S7-300系列PLC运用Profibus-DP协议通讯控制不同分部的ABB ACS800变频器, ACS800变频器通过现场控制对变频器调速, 以达到控制浆板机的控制, 操作台利用原操作台进行改造并加装OP270操作面板。系统站址分配为:OP270站址为1, PLC站址为2, 网部站址为3, 一压站址为4, 二压站址为5, 三压站址为6, 一烘站址为7, 二烘站址为8, 三烘站址为9, 使PLC与变频器之间建立上、下位机关系。在实际操作时, 由按钮或操作面板键入并通讯进入PLC进行处理, PLC将计算结果按站址传输给各变频器执行。

3.3 系统简介

本系统中, 由于ACS800变频器 (下位机) 给定由S7-300可编程控制器 (上位机) 通过Profibus-DP通讯传输实现, 改变传输值就可达到变速要求。由于各分部传送着生产过程中的纸张, 根据造纸工艺的要求, 各分部间要求达到线速度比例协调 (相邻两个分部间的线速度比值应保持恒定) 其次, 这种比例协调应具有微调功能, 以调节相邻两分部间的速差, 并且速度微调应该灵敏可靠, 不应在调节过程中有明显的滞后现象。本系统中, 采用Profibus协议通讯, 结合PLC程序来完成速度链的控制, 避免了运算放大器的速度链给定环节的信号漂移, 提高稳定性。由于ACS800的特有的DTC控制模式, 在对电机进行优化处理过程中, 自动调整速度控制重要参数的设置值, 大大提高静态和动态的控制精度, 保证浆板机速度的稳定性, 避免浆板断头, 提高了生产效率。另外, 通过连接OP270触模式操作面板, 实现参数设置, 集中控制, 操作直观、简单, 可以迅速进行系统统调、微调, 可大大方便工艺人员的操作。

4 结语

传动系统的演变 篇8

传动零件属于批量产品, 因此降低单件产品的生产成本是重中之重, 但是其他要求亦十分重要, 例如对于加快交货时间和降低生产成本非常关键的高工艺安全性、缩短加工节拍以及稳定一致的质量等。

表面淬火合金钢是传动零件的传统原材料。钢材一般都经过热处理, 使其在韧性良好的心部表面形成坚硬的表层。其他崭露头角的新方法包括粉末冶金以及感应淬火低碳钢牌号等。

山特维克可乐满将尽力帮助汽车制造商生产高品质零件, 同时降低其总生产成本并缩短生产周期。

Coro Turn TR

Coro Turn TR刀柄上精确安全的i Lock T形锁紧轨道为正前角刀片提供最高准确度和重复定位精度, 并防止刀片发生位移, 从而确保得到非常小的加工误差。硬质合金和CBN (立方氮化硼) 牌号的刀片可以分别在材料的软车和硬车阶段实现仿形加工。

Coromant Capto和RC

良好的稳定性是任何车削操作的基础, 尤其是对于那些结构细长、对振动敏感, 而且形状复杂的传动系统零部件来说至关重要。Coromant Capto模块化刀柄系统和Coro Turn RC刀片夹紧系统为负前角刀片提供了很好的刚性、重复定位精度和防振安全性, 从而能最好地保证零件质量。

淬硬车削

淬硬车削 (HPT) 因具有更简单的加工流程、更低成本、更短生产节拍, 同时也能避免因切削液和磨削废料而带来的环保成本, 令其成为淬硬零件磨削加工的替代方法。山特维克可乐满强大的HPT解决方案包括经过刃口优化处理的CBN牌号CB7015和CB7025。

软车阶段

山特维克可乐满新型GC4315和GC4325硬质合金材质 (采用Inveio涂层技术) 能在保持工件质量的同时实现更高切削参数。如果由于主轴的速度限制导致不能充分利用其优良的红硬性, 则可提高进给率实现生产效率最大化, 此时, 带修光刃的刀片仍然能提供所需的表面粗糙度。如果无需或无法使用更高的切削参数, 刀具寿命则有望大幅延长。

Coro Drill 460

该通用型硬质合金钻头和定制化选项能为加工润滑油孔提供极高的生产效率、稳定的刀具寿命以及杰出的生产经济性。

Coro Cut

Coro Cut1-2刀具精确的导轨型刀座通过一个具有专利的弹性夹紧系统, 搭配一个GE槽型的CBN镶尖刀片共同为加工密封件和锁紧环槽提供了高效安全的解决方案, 特别适合对淬火花键轴端进行断续切削。

结语

电气传动系统的智能控制 篇9

关键词：电力传动系统,智能控制,应用措施,应用意义

随着控制手段的日益更新和控制技术的不断发展, 智能控制技术已经逐渐在控制行业中占据主导地位, 相应的大量的智能控制软件也逐渐取代了常规的控制软件, 像在生活中经常提到的神经网络, 模糊控制等都属于智能控制的范畴。由于智能控制的控制效果很好, 很适合应用在电力传动系统中, 因此有必要研究适合电力系统的更简便, 性能更优异的智能控制系统。同时, 要想将智能控制这一理念成功的应用在电力传动系统中就必须充分了解智能控制的原理和应用特点, 虽然现在已经有了一些应用实例, 但是这并不普及, 还有许多缺陷, 因此, 在电力系统中应用智能控制系统仍然是一个很大的挑战。

1、智能控制简介

智能控制是现代自动控制领域内一个全新的词汇, 但是其凭借着自己独特的控制优势已经迅速的发展起来, 如今已经广泛的应用到了各个领域中。相信在不久的将来, 智能控制系统也能为电力行业带来崭新的面貌。与大多数理论产生的背景一样, 智能控制也是为了解决工程技术问题而在实践中产生并发展起来的一个理论。随着“自动化”理念的逐渐深入以及社会对控制要求的不断提高, 以前的控制理念早已不能跟上社会发展的脚步, 随之, 智能控制理念就逐渐出现了。按以往的经验来看, 在电力等行业中, 手动控制虽然控制效率差但其效果很好, 只要技术熟练, 工作人员就能操作自如, 因此人们就想到了用计算机模拟人的操作来进行控制的方法, 这就是我们所说的智能控制。计算机技术可以在判断, 推理, 计算, 数据处理, 信息收集等诸多方面模仿人的思维模式, 这也是智能控制实现的基础。

与普通的自动化控制相比, 智能控制系统具有如下几个特点: (1) 智能控制系统成功的完成了脱离传统模式中依靠的数学模型进行工作的模式, 它以实际效果作为控制对象, 在控制的实施中不依赖任何数据模型。 (2) 智能控制系统很好的模拟的人脑的思维模式, 并采用非线性控制系统的工作模式。 (3) 智能控制系统可以根据当前系统的工作状态来调整自己的控制模式进而提高系统的工作性能。 (4) 许多智能控制系统还具有在线识别, 在线决策以及自我评估的能力, 这有效的提高了整个系统的控制效率和工作效率。 (5) 智能控制系统采用分层信息处理法工作, 反应速度较快。

2、几种常见的智能控制系统

2.1 模糊控制

模糊控制就是用模糊集合来刻画人们日常所使用的概念中的模糊性, 从而使控制器能够模仿人的控制思维的一种控制方式, 尽管模糊控制器的结构比较复杂, 但是其输入输出特性都是比较简单的形式, 在实际应用中, 如果在模糊控制器上增加积分效应那么它就相当于一个PID控制器。

2.2 单神经元控制

众所周知, 神经网络具有很强的信息处理能力, 可以高速的解决许多复杂问题, 但是不可否认, 神经网络缺乏计算机硬件的支持。可是从控制电气传动系统这一角度出发, 单神经元控制器构成的电气传动控制系统可以很好的完成控制系统工作的任务, 并可以提高系统的鲁棒性。

3、电力系统中的智能控制

在电力传动系统中应用智能控制理论已经引起了许多学者的研究兴趣, 专家表示通过智能系统的合理应用很可能将电力系统的控制水平提升一个台阶。目前所使用的交直流传动系统的控制手段比较成熟, 如矢量控制, 闭环控制等都有很好的效果。虽然利用PID控制法可以很容易的完成数学建模进行传统的控制, 但是可以发现实际的电力传动系统并不是稳定不变的, 电机本身的一些参数要随着其工作状态的改变而不断变化, 这就为传统的建模控制带来了很大的困难。智能控制便可以很好的解决这一问题, 首先智能控制是采取非线性, 变结构的模式来进行工作的, 它可以很好的克服电力传动系统的变参数问题, 从而在很大程度上提高电力传动系统的鲁棒性。另外值得注意的是将智能控制应用到电力传动系统中时要结合传统的控制理念共同作用, 如果完全排斥传统控制方法, 生搬硬套的直接应用智能控制不但不能发挥其优势反而会引发一系列问题, 因此在引入这一控制手段时要注意继承一些传统的控制理念, 做到扬长避短。就拿交流电机为例来说, 前面已经说到交流电机以往采取矢量控制和闭环控制, 因此在将智能控制引入之一系统中时, 应该保留一些矢量控制法和PID控制法, 可以将智能能控制作为外环控制, 将一些传统的控制手段用做内环做辅助控制, 这样新旧相结合的方法可以将智能控制的优势充分的发挥出来, 提高系统的工作效率。这主要是因为内环的控制可以帮助外环完成采样工作, 提高外环采样频率同时通过内环的控制可以减少外环的控制误差。

参考文献

[1]戴汝为, 杨一平.一类智能控制和决策支持系统的体系结构[A].1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集 (上册) [C], 1995年.

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[3]瞿寿德, 李泽飞, 周尚明.模式识别与智能自动化[A].1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集 (上册) [C], 1995年.

热处理炉传动控制系统研究与应用 篇10

安钢热处理炉炉辊具有造价高、安装精度高、一旦点炉就必须长期运转而不能停转的特点,因此对传动控制系统提出了较高的要求。

安钢热处理炉传动设备包括入炉辊道台、炉内辊道、出炉辊道台以及入出口炉门等,其中入炉辊道台包括液压对中、钢板测长和辊刷设备。操作人员将钢板通过磁盘吊放置在入炉辊道台上,当安装在其上的光电开关检测到辊道台上有钢板时,热处理炉按图1所示运行,所有动作由PLC进行控制,连续自动操作。

1 热处理炉传动控制系统

安钢热处理炉传动控制系统设计为3部分:供配电系统、传动控制系统、应急控制系统。

1.1 供配电系统

热处理炉供电系统设计为两路供电,自动切换。主供电回路采用市网供电,并配有电压监控器件;应急供电回路采用柴油发电机供电。当主供电回路的电压监控器检测到主供电回路失压或掉电时,自动启动柴油发电机,给炉辊和控制器供电;当主供电回路恢复正常时,操作人员手动切换回主供电回路,并停止柴油发电机。

热处理炉控制回路系统采用一套30k VA的UPS给PLC控制器和继电器控制回路供电,保证控制系统在动力回路切换期间不掉电运行,设计时间为30min。

1.2 传动控制系统

安钢热处理炉传动控制系统的主控制器采用西门子S7-417PLC;变频器采用ABB公司的ACS800;上位机HMI系统采用西门子Win CC 7.0。炉辊传动采用单辊控制方式,每个辊单独配置一台电机、数字脉冲编码器和变频器,进行DTC控制。变频器与PLC之间通过Profibus-DP总线进行通信。PLC控制器与HMI系统采用以太网通信。通信距离远的采用光纤进行数据传输。系统硬件结构如图2所示。

由于PLC主控制器所带的设备比较多,并且有些设备距离PLC比较远,因此根据现场实际情况采用4个DP网络,每个网络中采用适当的DP中继器进行网段划分,对于距离比较远的设备采用带光电转换的中继器,利用光纤进行数据传输,有效地提高了数据传输效率和抗干扰特性。

安钢热处理炉炉辊传动控制单元在变频器上安装脉冲编码器接口板RTAC-01模块,采用带速度传感器的DTC技术,提供精确的控制转矩和速度,使得炉辊能够可控且平稳地运行,钢板在炉内运行跟踪精确。

在变频器上安装Profibus-DP接口模板RPBA-01,通过此接口模板与PLC进行通信,通信模式为DPV0,通信类型为PPO4。ACS800变频器与PLC之间的通信采用数据集,一个数据集包括3个16位字。ACS800标准控制程序支持4个数据集,每一个方向上有2个,即2个用于发送,2个用于接收。2个数据集作为主给定数据集和辅助给定数据集用于控制传动单元;2个数据集作为主实际信号数据集和辅助实际信号数据集,用于采集传动单元的实际信息。其中有些信号是固定的,有些信号是可编程的。另外还得对第51组参数和98.02参数进行相应的设置。51组参数的PZD IN优于92组参数。安钢热处理炉通信内容主要有:控制字、给定速度、状态字、实际速度、实际频率、实际电流以及传动单元的故障代码等。

利用输入接口自定义功能和可编程功能,对数字量输入接口DI1~DI6进行重新定义,DI1代表控制单元是否得电,DI2代表变频器使能,DI3代表手动运行,DI4代表手动正转,DI5代表手动反转,DI6代表电机过温。另外接44Ω制动电阻,以消耗反馈的能量。系统电路如图3所示。

1.3 应急控制系统

为了保证当PLC发生故障或PLC与变频器的通信发生故障时不至于烧毁炉辊,以及紧急情况下必须采取急停策略来保障人身和机械设备安全,特别设计了一套基于西门子3TK28安全继电器为主的安全电路系统。当故障发生时,PLC发出故障信号,控制系统自动转入由继电器回路控制炉辊正转、反转或者摆动运行,主要由变频器的数字量输入接口DI3、DI4和DI5来控制。当发生安全故障事故时,操作人员按动急停按钮,变频传动单元按照OFF2和OFF3策略停机,即先封使能,由DI2控制,延时后分断控制电源,当接触器Q1失电后,变频器失电。急停解除后炉辊不能突然重新启动。安全继电器发生故障时,传动单元供电停止而不能启动。当所有故障解除,操作人员和维护人员确认无误后,按动RESET按钮,恢复使能和变频器供电。

2 控制原理及方法

安钢热处理炉按操作方式分为手动、自动两种模式;按钢板在炉内运行的情况分为连续运行和摆动运行两种方式。采用单辊独立传动,可以精确地确定辊道的运行速度和定位钢板在炉内的位置。在设计上沿热处理炉生产线建立横坐标,每一根辊都有自己的坐标,共计208根辊。第一根辊的坐标为1,第208根辊坐标为146.781,辊间距按设计和施工确定。另外在生产线上安装若干光栅,用于确定钢板的初始位置,测量钢板的长度,纠正钢板跟踪偏差,决定钢板在某个位置该采取何种动作等。

生产期间可以有最多32块钢板一起在辊道上运行。在PLC内部定义一个结构变量PDT,建立一个数据块,类型为ARRY[1..32]。32组数据每组对应一块钢板的具体信息,主要有钢板ID号、牌号、原始尺寸、成分数据、处于辊道上的具体位置、运行速度、工作模式、钢板覆盖的辊道数量等。当钢板吊装到入炉辊道台上时,操作人员将钢板的ID号、尺寸、成分等通过HMI电脑输入进PLC。PLC根据尺寸和牌号自动计算加热率、保温时间,然后按下式计算出钢板在炉内运行的时间:

式中,T为在炉运行时间,min;H为钢板厚度,mm;β为加热率,min/mm;T1为保温时间,min。

钢板在炉内运行的距离公式:

式中,L为运行有效距离,mm;L1为热处理炉的物理长度,mm;L2为热处理炉钢板尾部距离入炉炉口安全距离,mm;L3为热处理炉钢板头部距离出炉炉口安全距离,mm;L4为钢板长度,mm;L5为钢板受温度影响而而产生的有效延伸长度,mm。

钢板在炉内运行的速度公式:

另外再定义钢板在炉内最小的运行速度Vmin和摆动运行速度Vbai。当计算速度V

热处理炉设计了自动和手动两种操作模式。在正常生产期间,热处理炉处于自动运行状态。在热处理炉现场设计了3个操作台,分别安装在炉子入口侧、出口侧、中控室,这3个操作台主要用于手动、设备维护和紧急情况下的操作。每个操作台上安装有触摸屏、主令控制器和急停按钮。在某一个操作台进行操作时,其它操作台是不能操作的,以防止误操作。

3 存在的问题和解决方法

热处理炉自从2009年底投运以来,整个系统运行高效可靠,但是也存在一些问题:

(1)现场安装的炉门控制用接近开关、跟踪控制用光栅,由于工作环境恶劣和设计的安装方式等问题,传感器经常损坏,引起控制系统无法自动工作、钢板跟踪不准,甚至出现钢板撞击出口炉门等现象。针对这些问题,采取了改进接近开关安装方式、增加联锁控制功能、加强设备巡检力度等措施,有效地改善了传感器的工作环境,提高了自动化系统的运行率和设备的安全。

传动控制系统 篇11

关键词：设计制造；传动控制；液压技术

中图分类号：TH137

文献标识码：A

液压机械传动控制系统是一种流体传动与控制技术有效结合的先进技术，其主要包括动力元件、液压元件、控制元件和液压辅助元件。该系統采用液体作为能量传动以及控制的有效介质，并由元件回路控制对能量进行传递。目前该系统已在诸多领域得到广泛应用，特别是机械设计制造领域已离不开液压机械传动控制系统的大量使用，其也促使机械设计制造领域的不断发展，因此研究液压机械传动控制系统在机械设计制造中的实际应用情况意义重大。

一、液压传动技术概述

1.液压传动系统构成

液压传动系统是由多种元素组合而成，如控制装置、辅助装置。在运行过程中，它们发挥着不同的作用。一是动力装置。主要指的是液压泵，能够把原动机的机械能转化为对应的液压能，还能确保液压能满荷；二是控制装置。该装置能够合理控制液压传动系统组成元素，比如，工作介质的方向、压力大小，控制装置具有不同的类型，比如，方向控制阀、流量控制阀；三是工作介质。在日常运用中，主要采用的是矿物油，其具有多样化的功效，比如，可以给液压传动系统提供必要的传递能量。由于液压元件具有功率大、安装简单、易于操控等特点，而收获机长期处于恶劣工作环境下，结构形态多变，需要进行大功率传递等。因此液压传动系统被广泛应用于收获机械中，极大地提高了收获机械的操作性，智能化水平等。

2.液压系统泄漏原因分析

在液压系统中出现泄漏是最常见的问题，而泄漏问题又是多方面的。一是接头处渗漏油。液压设备系统的各液压元件之间均油管路通过接头来完成整个系统的连通，接头的连接出成为最容易出现渗漏油的地方，安装不当引起渗漏油。加工超差引起渗漏油；设备的工作环境较为恶劣，冲击和振动频繁，容易引起接头松动，造成渗漏油。二是管路渗漏油。管路安装时应按规定的弯曲半径，否则产生不同的弯曲内应力，在液压油的作用下逐渐产生渗漏。若弯曲处出现较大的椭圆度，当管内的油压脉动时，会产生纵向裂纹而漏油。三是液压元件阀的表面几何精度不够，阀的同心度不够或者磨损导致漏油；四是密封件的磨损或老化。密封件与运动件之间的长时间摩擦，会使密封件造成磨损，特别是有杂质的油液，会使密封件加大磨损而造成漏油。密封件工作时间长，受到各种腐蚀而老化，降低了密封性能，也是造成泄漏的常见原因。

二、液压机械传动控制系统的实际应用

目前，液压机械传动控制系统，很好地满足了不同行业和领域对于大型设备的机械设计制造需求。在机械设计制造行业中，使用液压机械传动控制系统，可以满足产业高集成化的需求。在保证工作效率的同时，尽量满足施工环境、条件等提出的要求。此外，液压机械传动控制系统在机械设计制造行业中的集成化发展，也说明了我国已经掌握了正确的研发方向，可以研发出科学有效的产品，满足有关行业的生产需求和社会发展的需求，并实现产品价值的最大化。虽然在机械设计制造行业中，液压机械传动控制系统取得了较好的成果，但是液压机械传动控制系统在机械设计制造行业中的应用还存在一些问题，限制了液压机械传动控制系统的发展。为了促进液压机械传动控制系统在机械设计制造行业中的发展，必须要针对液压机械传动控制系统在机械设计制造行业中应用的优缺点进行深入的分析，并采取有效措施解决问题，促使我国液压机械传动控制系统的技术和产品可以达到世界先进水平。液压机械传动控制系统逐步实现和计算机技术的有机结合，扩大其自身的应用范围和领域，更高效率地完成控制目标。液压机械传动控制系统可以更好的控制运动和运力参数，具有较好的传递效率，有效控制输出。总之，液压机械传动控制系统在机械设计制造行业中具有广阔的发展前景。三、液压系统泄露的控制

1.减小泄漏常用的措施

液压系统泄漏原因分析可知，要想减少泄漏采用的方法无非是从结构件的配合间隙、密封件等等方面进行改进，但很难杜绝泄漏的发生。在此以外最用的方法是双向液压锁封油和补油保压装置。增设双向液压锁的方法是将油缸的正反两腔的油液封死，加强执行元件的位置定位，较大限度地减少泄漏，从而保证油缸长时间保持特定伸出量。但是在实际中时常会因系统中液压油污染或磨损，使双向液压锁阀芯密封不严，会产生漏油现象，在载荷的作用下使油缸缩回；增设补油保压装置的方法是利用蓄能器或泵站及时为油缸补油保压，从而保证油缸的定位，但是由于负载的不同，泄漏程度的不同，对于补压压力又不同的要求，过大过小都会导致油缸伸缩，不能保持长时间定位的目的。

2.液压系统的维护

由于液压系统故障异常的多样性和普遍性，同时作为矿用液压支架的核心动力装置，其对于安全生产的重要性不言而喻，因此在维护和保养过程中，必须细致落实，保障系统的安全，这是最根本的出发点。在维护和处理过程中，由于各生产经营单位不同，其对于相关维护工作的重视却应该一致，保障安全生产。

四、结束语

总之，随着机械制造技术的不断发展，新工艺的逐渐出现，以及机械制造的智能化，必然会对机械设计制造中液压机械传动控制系统提出更高的要求。因此，我们只有对其进行深入而细致的研究，弥补其自身不足与缺点，才能更好的体现出在机械制造中的作用，促进我国液压机械传动控制系统的快速发展。

参考文献：

[1]高艳红，张昌松.机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用[J].时代农机，2016，（03）：74-77

传动控制系统 篇12

1 液力机械传动系统的构成和工作原理

液力机械传动系统主要包括液力传动元件——变矩器、机械传动部分——机械变速器以及控制部分——操纵与控制装置。

1.1 液力变矩器

液力变矩器工作在液体介质中, 是一种非刚性扭矩变换器。它有一个密闭的工作腔, 液体在腔内循环流动。其中, 泵轮、涡轮和导轮分别与输入轴、输出轴和壳体相联。动力机带动输入轴旋转时, 液体从离心式泵轮流出, 顺次经过涡轮、导轮再返回泵轮, 周而复始地循环流动。泵轮将输入轴的机械能传递给液体, 高速液体推动涡轮旋转, 将能量传给输出轴。液力变矩器靠液体和泵轮与涡轮叶片的相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩, 液力变矩器与发动机匹配良好, 才能保证传动系统的效率。

1.2 机械变速器

机械变速器有行星式齿轮传动和定轴式齿轮传动两种。这两种变速器都采用液压作为动力, 并通过摩擦元件 (制动器和离合器) 的接合与分离来实现换挡。行星式变速器为同轴传动, 结构较紧凑, 且单位体积功率密度大, 因此在同轴布置单向输出机械、大功率机械和要求布置紧凑的机械及车辆中应用较多。而定轴式变速器结构简单, 维护较方便, 更易实现变挡位数和变速比, 且便于布置各种附属装置, 因此在需要降轴和前后都要动力输出的机械 (例如装载机) 中应用较多, 有利于同一型号定轴式变速器应用于各种不同的机械上。

当变速器换挡时, 随着油压的逐渐施加和释放, 摩擦元件经过短暂打磨后完全分离或接合。一般可将换挡过程分为扭矩相与惯性相两个阶段。扭矩相是指待接合元件已经存在摩擦扭矩作用, 但是原接合元件仍然保持接合状态, 此时输入轴的转速未发生大的变化, 仅仅是两个接合元件的传递的扭矩发生了变化。惯性相是指从原接合元件开始滑摩到待接合元件完成接合的过程, 在此阶段输入轴的转速发生了较大的变化, 受输入端惯性影响较大。

1.3 操纵与控制装置

操纵与控制装置是电液操纵液力机械传动的控制系统, 通常又包括液压操纵装置、电操纵装置和电子控制单元。液压操纵装置主要由换挡操纵控制部分和换挡品质控制部分构成。以车辆为例, 根据换挡机构产生动作的过程的自动化程度, 换挡控制方式分为手动、半自动和全自动三种。全自动变速器可根据车速、油门开度以及挡位选择器 (电操纵手柄) 开关位置等信息, 按换挡规律计算出对应当前工况的最佳挡位, 控制相应的电磁阀实现换挡。半自动变速器则无油门开度传感器, 主要是根据挡位选择器的开关位置来控制相应的电磁阀而实现换挡。换挡品质是指变速器换挡过程中的平顺性, 一般用冲击度 (J=d2v/dt2) 来衡量。动力换挡变速器液压系统中的液压式调压阀 (平稳结合阀) 或电子式调压阀 (电液比例阀) 来实现换挡过程中摩擦元件的平稳接合, 从而提高换挡品质。电操纵装置通常包括电操纵手柄、强制低挡开关、微动踏板、整车制动开关和停车制动开关等。电子控制单元包括硬件和软件。软件采用程序化的控制策略和控制思想, 使变速器具有分析处理信息的能力, 越来越智能化。可靠的硬件是软件程序赖以实现的基础, 是整个电控系统的信号流和能源流正常工作的保障。

2 液力机械传动控制系统的工作模型和原理

液力机械传动控制系统的工作模型有两种, 分别是基于单控制器的无总线结构的工作模型和基于多控制器的CAN总线结构的工作模型。

2.1 基于单控制器无总线结构

基于单控制器的无总线结构工作模型较简单, 只有一个控制器 (控制中心) , 控制系统中所有的输入输出设备和反馈元件都是直接和控制核心相连的, 且非控制核心的设备相互之间不发生任何关联。这种工作模型的优点是结构相对简单, 但是控制核心的信号处理与分析决策任务繁重, 在物理连接上, 电气信号接口规模极大, 需要布置的电缆电线比较多, 不利于提高控制系统功能的扩展, 故障诊断和维护工作复杂费时。

2.2 基于多控制器的CAN总线结构

基于多控制器的CAN总线结构的工作模型允许同时存在多个控制器, 这些控器中有一个作为控制核心, 其他的控制器都与各个输入输出设备和反馈元件集成, 所有的控制器都通过CAN通讯总线连接到一起。这种工作模型的优点是信号处理和简单的分析运算的任务由各个控制器分担, 控制核心的工作量和复杂度大大降低, 各个控制器的电气接口都非常简单、规模极小。CAN总线自身的特点使得控制系统功能的扩展也非常方便, 各控制器之间是可以进行通讯的, 任何一个控制器出现故障后并不影响系统的整体工作, 同时故障诊断和维护非常便捷。

3 结论

液力机械传动具有其他传动方式无可替代的优点, 在当前的工程机械传动技术领域中具有重要作用。本文不仅介绍了液力机械传动系统的构成和工作原理, 还对液力机械传动控制系统的工作模型及其工作原理进行了研究。希望对有关人员开发液力机械传动控制系统具有一定的参考价值。

参考文献

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