内燃机车电气系统改造

内燃机车电气系统改造（共9篇）

内燃机车电气系统改造 篇1

GK1F型内燃机车在莱芜钢铁集团有限公司运用近20年, 由于该型机车电气控制系统为20世纪90年代技术水平, 与当前机车新技术新设备相比, 存在如下问题:①某些控制技术落后, 系统复杂, 可靠性差, 机车故障率较高;②线路老化严重, 由此引发的接地、短路等故障率逐年增多;③部分部件可靠性较差, 某些配件厂家已不再生产, 需要寻找替代品。这些问题使得GK1F型内燃机车的运用质量下降, 严重制约运输作业效率的提高。为此对GK1F型内燃机车其电气控制系统进行升级改造, 大幅提高了该型机车运用可靠性, 保障了运输生产。

1机车PLC程序的优化改进

1.1机车换挡程序优化改进

在多年的运用中发现, GK1F型内燃机车自动换挡系统中的换挡换向阀频繁发生故障, 已成为该车型的惯性故障。原自动换挡的换挡点 (一挡和二挡的转换点) 是由柴油机转速和机车速度信号对比换算确认的, 然后根据换挡点要求来控制换挡换向阀进行自动换挡, 由于在使用过程中存在柴油机转速易受风泵打风过程中强电磁干扰和换挡换向阀经常犯卡等问题, 导致自动换挡点不准或失效, 自动换挡系统无法正常使用。

为此对自动换挡系统进行改进:甩掉原自动换挡系统中的换挡换向阀而直接控制手动换挡系统的主控阀, 同时采用把位自动换挡, 改造后的控制原理如图1所示。所谓把位自动换挡, 即司机控制器在某一把位时, 通过比对机车实际速度来确定对应的换挡工作点。由于柴油机某一把位柴油机转速已被固定了, 因此实际与原来通过对比柴油机转速和机车速度信号对比换算确认换挡点的完全一致。改造后的机车自动换挡系统, 其PLC (可编程序控制器) 不必采集柴油机转速信号, 而只需采集速度传感器信号。由于速度传感器信号频率低受干扰很小, 在实际运用中不会出现自动换挡点检测不准的问题。此外, 自动换挡执行机构不再采用原换挡换向阀, 而是与手动换挡的控制执行机构共用主控阀。

自动换挡系统改进后, 相应的PLC控制程序也需优化改进。GK1F型内燃机车采用8421编码, 常开点为0, 常闭点为1, PLC输出Y003～Y000闭合对应为十进制数值8、4、2、1, 常开均为0;Y003～Y000闭合状态对应的十进制数值相加后再加1即为司机控制器实际把位, 因调速从司控器第1把位开始。如M20控制逻辑第1行, Y003, Y002, Y001, Y000对应的状态为1, 0, 0, 1, 其组合的数值为二进制数据1001, 其值为1×23+0×22+0×21+1×20=9, 而实际换挡把位为10把位。

1.2空调启动程序优化

GK1F型内燃机车加装的空调必须在机车发电后使用, 否则易使机车蓄电池亏电。在机车运用过程中发现, 某些机车不启机时空调也可以运用。经查找相关资料得知, 当机车FLC的辅助触头闭合后, 空调控制器就可以得电, 由机车PLC程序知, 当开启燃油泵开关, 按下启机按钮后, 如果此时就松开启机按钮, 那么过5 s后, FLC的辅助触头就会闭合, 空调就可以在不启机的情况下运用。为此, 将1 kg油压继电器的检测纳入PLC中, 这样, 当打开预供油泵开关, 按下启机按钮后再松开启机按钮, 必须检测到机车润滑油压达到1 kg才可以使机车FLC得电, 空调才能启动。

1.3机车头灯程序的优化

改造前, 头灯分为前向头灯和后向头灯, 分别由前向、后向头灯接触器控制, 改造后, 由于仅仅保留了1个头灯接触器, 默认为机车前向位头灯得电, 故可将PLC程序中的Y35 (前向头灯) 删掉。

2线路优化

2.1接线排更换及线路优化

首先更换了电气柜内部接线排, 随后对相关线路进行了整理、优化, 去掉了部分没用的线路, 对机车临时线路重新指定线号, 并绘制了新的机车电气原理图, 方便了今后的维修工作, 且降低了机车线路方面的故障率。

2.2预供油泵电机换型及线路优化

GK1F型内燃机车的预供油泵电机安装在柴油机间, 由于柴油机间检修过程中存在燃油、机油、冷却水泄漏等问题, 易使电机内部脏污、潮湿造成短路烧损或线路绝缘老化。此外, 机车在冬季启机时, 由于气温较低, 机油粘度大, 从而大大增加了机车预供油泵电机的负载, 随着运用年限的增长, 预供油泵电机或者预供油泵自动开关经常烧损, 为此, 将预供油泵电机改为ZTP-22型, 并将其位置从柴油机间移至风泵间。在检修中还发现, 大部分小型电动机均有正、反2种转向, 而机车运用时, 电机只需一个转向。为此通过连线板将预供油泵电机电枢与励磁电路并联, 将三线制改为两线制, 也就是将E2 (励磁) 和B1 (电枢) 用连接板连接起来, 这样既减少了线路故障点, 又降低了机车线路的材料消耗。

2.3头灯线路优化

GK1F型内燃机车的头灯故障率虽然不是很高, 但是原头灯接触器安装在操纵台内部, 当其出现故障时, 每次检修处理时间均在3 h左右, 且多在夜间, 非常不方便。研究原头灯线路, 发现其中有一个接触器不必安装即可实现原功能, 改造方案如图2所示:前向头灯用西门子接触器的常闭触点, 后向头灯用常开触点, 同时将接触器装在电器柜内部, 便于检修。

3电气柜内置优化

由于GK1F型内燃机车原电器柜为20世纪90年代产品, 其空间有限, 因此重新设计制作了电器柜, 根据检修需求对相关功能部件重新规划位置排布, 既确保各电气部件相互不干扰, 又合理美观, 便于检修, 提高了电器柜的可靠性。

(1) 电阻管。

电器柜内部有RX20-200T-250 Ω型可调水泥管电阻4个, 主要用于步进电机调速。原位置装在机车电器柜内顶部, 如遇故障, 电阻管测量及更换均不方便, 为此将电阻管设在电器柜内一侧位置, 以便测量和更换, 如图3所示。

(2) 机车电子调速箱。

原机车电子调速箱装在电器柜外部, 既不美观, 线路还容易被司机室走板挤坏, 改造时将电子调速箱移至电器柜内部。

(3) 功放板。

为了优化空间, 将其安置在电器柜中部, 按照顺序排列, 同时选用最耐用的 G3TB-OD201P型和JGT-5FA型功放板总成, 提高了配件的可靠性和互换性。

(4) 接触器。

机车原电器柜中的常用接触器类型为CZO系列, 产品老旧, 故障率越来越高, 为此分别选用了YCC16Q77型无弧接触器和S140A型直流接触器来替代, 降低了故障率。

4机车配件升级

(1) 电空阀。

原电空阀在运用过程中, 出现过接地、卡滞、动作不良等一系列故障, 为此, 参照GK1C型机车的运用经验, 选用H23XJD-L6型和H23XJD-L10型电磁阀, 后者用于风笛和撒砂。该型电磁阀的故障率非常低, 且没有接地隐患, 改造时要注意底座的匹配, 并预留部分接口以备系统升级。

(2) 24 V电源。

原机车采用了西安铁路信号工厂生产的24 V电源, 运用到现在, 故障率越来越高, 带载能力越来越差, 最后更换成DD2410A型24 V电源, 其优点是带载能力强、故障率低, 具备升压模块, 确保机车在蓄电池电压不足时的24 V电源的正常运用, 同时还有一组作为备用电源。

(3) 电压调整器和自动开关。

原DTQ-6S 型电压调整器故障率较高, 且可调压幅度小, 通过选型, 采用了TPZ9型电压调整器。原机车采用的DZ5B型自动开关是单极开关, 部分开关只能控制正线, 不利于排除接地故障, 为此, 更换成西门子5S×52 型双极自动开关, 当判断接地故障时, 可以同时切除相关线路的正负两端, 大大缩短了检修时间。

(4) 温度继电器。

机车运用过程中, 检修人员发现当78℃水温继电器出现故障后, 试图调整让其恢复正常非常麻烦。由于78℃水温继电器安装在柴油机间, 当要调整时, 需要先提高水温判断78℃水温继电器是提前动作还是滞后动作, 然后微调开关, 再提高水温测试, 一般需要反复几次才能调整成功, 既消耗大量能源, 又造成机车停时过长。如果是78℃水温继电器损坏或无法调整出正常值需要更换时, 需要机车进房放水然后更换, 同时, 还要再重复调整过程。为此, 参照DF4DD型机车, 改用了WKQ型温度控制器, 同时, 在柴油机间安装好重新加工的传感器底座及WDC-1型温度传感器, 该控制器的优势在于:①传感器更加耐用, 不易损坏;②温度控制器安装位置可以随意变动;③温度控制器的温度设定值采用电位器调整, 可以边看屏幕显示边进行调整, 操作简单。

(5) 风泵电机系统。

GKIF型内燃机车风泵为3W-1.6/9型空气压缩机, 风泵系统采用2台Z2C-62型并励电机 (额定功率为13 kW) , 当额定转速为1 500 r/min时, 额定排气量为l.6 m3/min, 消耗功率约为13 kW。由于并励电机过载能力差, 使用过程中一旦风泵因某种原因无法旋转, 极易造成电机堵转烧损。且并励电机固有机械特性较硬, 直接启动时启动电流较大, 出现强烈换向火花, 可能引起过流保护装置误动作或机车电压下降, 影响其他设备正常工作。为此选用ZTP-180型串励电机, 避免了以前因风泵损坏带来的电机烧损现象, 提高了机车行车安全性, 节约了机车检修成本。

摘要：针对GK1F型内燃机车运用后期故障率高、可靠性差、维修费用高、周期长等问题, 借鉴新技术并结合多年检修经验, 从PLC程序优化、线路优化等多个方面对GK1F型内燃机车电气系统进行升级改造, 大幅提高了其运用可靠性。

关键词：GK1F型内燃机车,电气,换型,优化

内燃机车电气系统改造 篇2

【摘要】由于电气工程的全面化发展，其施工系统也变得愈加重要，本文主要涉及到了建筑电气工程施工的一些注意事项以及自动化系统的有效措施。

【关键词】电气工程 电气自动化

1、引言

什么是建筑电气工程?建筑电气工程即以电能、电气设备和电气技术为基础来创造、保持和改善限定的空间和环境的一门科学，它是介于土建和电气两大类学科之间的一门综合性学科。建筑电气工程主要包括了：建筑供配电技术，建筑设备电气控制技术，电气照明技术，防雷、接地与电气安全技术，现代建筑电气自动化技术，现代建筑信息及传输技术等。

2、建筑电气工程施工的准备工作

2.1图纸会审准备工作

审查电器工程施工的设计图纸是否符合相关规范以及相关的技术要求，是否达到设计的合理和优化。根据业主对其项目的相关要求及定位，提供技术意见和建议给业主以便及早的协调明确要设置哪些系统，使设计系统及相关工程能同步的进行，避免出现主体工程已完工后再加上系统改变，导致难以施工的现象出现，造成建筑的破坏和浪费。要审查图纸设计是否体现了工程的经济、施工便利的基本要求。例如对摩天楼式高层住宅的设计，高空部位的配电线缆可以不必采用耐火型的电缆，相反可以采用阻燃型的电缆，这样就能节省一半的材料费用;采用阻燃的聚氯乙烯线管或者镀锌电线管而不是钢管，这种改变既能节约公司的投资又可以方便施工。做好图纸会审的准备工作可以避免施工过程中不必要错误出现。

2.2电气工程的质量准备工作

2.2.1电气施工管理首先要对设计图纸全面熟悉，找出设计图纸中的不足，在施工开始之前提出处理建议，最大化的保证工程的质量。

2.2.2在施工之前要对整个施工队伍中的各个人员进行考核和评估，并对各人的实际操作水平进行检测，调整个部门人员的分配的比例，保证施工队伍中的各人员都是高质量高水平人员，从而保证电气工程施工的质量。

2.2.3要根据整个工程的实际情况编制出施工的技术方案，要求要有完善的质量保证体系、过硬的技术措施、符合国家现行的电气工程施工要求及验收规范。

2.2.4要明确我国现行的电气工程施工规范及施工顺序。对工程所需要的相关资料及相关技术要求在心中形成体系。对工程过程中所需要的的材料、设备进行严格的质量把关，为施工工作创造良好的条件。

3、建筑电气工程施工阶段的注意事项

3.1根据图纸进行施工

要根据设计图纸来安排施工，与设计图纸达到一致性。但更应与排水、结构施工图对应起来看，图纸中有不一致的地方要及时向主工程师反应，避免因为设计图纸的误差造成日后返工而影响工程的进度、质量、造价、纠纷。

3.2保证电气工程的质量

3.2.1督促施工人员按图纸施工、规范施工。

PLC对锅炉电气控制系统的改造 篇3

【关键词】PLC 触摸屏 锅炉电气控制

【分类号】TG534

【正文】

一、锅炉的原理框图和电气控制存在的不足

1.采用继电器控制锅炉的电气工作原理框图

2.继电器控制锅炉存在的不足

传统的加热锅炉电气控制系统是采用的继电器控制技术。由于采用固定接线的硬件实现逻辑控制，使控制系統的体积增大，使用元件多，自动化程度低，能耗高，效率低且系统的稳定性差，维护的工作量大，一旦出现故障很难短时间修复，以致造成经济损失，而且锅炉工人的劳动强度大。

二、PLC对锅炉控制电路的改造

1.改造以后锅炉动作流程图

2.触摸屏的选用

（1）触摸屏

触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便的一种人机交互方式。本次选用的是MT505TV5型触摸屏，它是专为工控行业小型触摸屏的需求而开发的机种。体积虽小但功能配备极为先进，采用256色的TFT液晶显示，搭配最新的LED背光技术，不但能维持300cd/m2的高亮度，并且还能大幅度提高使用寿命。

（2）本次触摸屏的使用功能如图3和如图4所示。

3.PLC的选用

可编程序控制器是专为工业环境下的应用而设计的工业计算机，具有可靠性高，抗干扰能力强；编程简单，设计施工周期短；控制程序可变，硬件配置方便等优点。本次选用的是三菱FX2N—48MR的超小型PLC。

三、电路设计

在锅炉控制电路中，炉排电动机采用低速和高速两种控制方式，煤斗电动机采用正反转控制煤斗的上行和下降，其余电动机都是正转控制；在锅炉中使用的是热电阻传感器、压力传感器与数字式显示仪表配合使用，主要实现的是它的超限报警功能，每个传感器都有下限位、上限位和超上限位三个位置状态，当传感器的温度或压力到上限位时发出报警信号，到超上限位时报警并停止工作。

四、软件的设计

程序一所示为本锅炉控制系统的方法：分为手动和自动控制。即程序中的M15和M16分别是自动控制和手动控制。

2.上煤、出渣和进水部分的程序编写

程序二中的Y5、Y6、Y7分别代表出渣、上煤、进水的点击控制，在系统运行中，分别有仪表监控它们的运行情况。

3.锅炉自动控制系统的程序

程序三为锅炉自动控制运行，按照热水锅炉的原理进行工作。

4.锅炉手动控制程序的编写

程序四是手动控制，是为了防止锅炉系统在运行过程中不良现象或出现故障时，可以很快的进行维修，排除故障，恢复锅炉的运行。

由于石油行业的主要特点就是生产的安全、作业的连续性。所以在这次锅炉改造中采取完善的保护措施和多套的控制系统。一是触摸屏和PLC为核心的控制系统，并且采用手动和自动两种操作模式；另一种是常用的继电器控制作为备用操作系统。在设计电路的时候做成半模块化的形式，把每个电动机相应的控制电器集中安装，在电路出现问题时，能很快的知道故障的位置，可以把故障电路切断而不影响其他电路的运行，及时的进行修理。

本设计主要介绍了对控制电路的PLC改造，其中难免有不足之处，还请提出宝贵的意见和建议。

参考文献

[1]陈雪俊、陈听宪。锅炉原理（第二版）。机械工业出版社。1979年2月

[2]张明亮、夏桂娟。工业锅炉自动化控制。中国建设出版社。1987年

[3]李良仁、汪临伟。变频调速技术与应用（第二版）。电子工业出版社。2009年3月

SDD7型内燃机车电气系统设计 篇4

SDD7型内燃机车是中国南车集团出口给阿根廷的直流传动客/货运两用内燃机车。SDD7型机车电气系统设计借鉴了暨有直流传动内燃机车中的成熟技术。

1 电气系统设计

1.1 主传动系统

SDD7型内燃机车主传动系统采用成熟的交直流传动技术,整个系统由三相交流同步主发电机、主硅整流柜、电磁主接触器、工况转换开关、方向转换开关和牵引电动机组成。主发电机发出的交流电经主硅整流柜转换成直流电,并将直流电供应给牵引电动机,6台牵引电动机并联连接。每台电机都由电磁主接触器、工况转换开关和方向转换开关控制牵引电机的供电。

主传动系统电路共三种:牵引工况电路、电阻制动工况电路和自负荷试验工况电路。

1.2 励磁系统

SDD7型内燃机车具有三套励磁系统,其中两套微机励磁系统和一套故障励磁系统。

微机励磁系统可以控制调节主发电机的励磁,从而达到控制主发电机的目的。微机励磁系统共两套:微机一励磁和微机二励磁,两套微机励磁系统互为冷备份。

机车励磁系统设有故障励磁系统,用于防止微机励磁系统出现故障时影响机车的正常使用。

机车配备励磁系统转换开关,通过操作转换开关对各励磁系统之间进行切换。

1.3 辅助系统

直流辅助系统主要由以下电路组成:启动柴油机电路、辅助发电电路、蓄电池充电电路和辅助用电设备电路等。

启动工况:柴油机启动前,由蓄电池供电给启动发电机,启动发电机作为直流串励电动机启动柴油机;

发电工况:柴油机启动后,启动发电机作为直流他励发电机,供应直流电源给控制电路、辅助用电设备和照明电路等,同时供蓄电池充电。

辅助用电主要配备以下设备:空调、电取暖、热脚炉、电动洗涤、电热玻璃、饮水机、空气净化装置、火灾报警装置等。

1.4 微机控制系统

SDD7型内燃机车微机控制系统可以实现机车的逻辑控制、功率控制、轮对防空转/滑行控制、故障诊断和保护及机车各系统的检测等机车主要功能。

1.4.1 控制原理

微机通过接收机车反馈的指令来达到各种控制功能。微机接收各种传感器输入的信号并将机车运行参数输送显示在微机显示屏上,微机接收有关继电器、接触器和压力开关等输入的开关量信号,通过软件的设置,微机CPU对各种控制指令进行相应处理;通过微机励磁板的调节,实现机车的恒功控制;通过数字输出板驱动各种继电器和接触器,实现相应控制功能;通过CPU板将有关机车运行信息和故障代码经Lonworks网络发送至微机显示屏进行显示。

1.4.2 控制功能

1)柴油机调速控制

SDD7型内燃机车控制柴油机转速:微机接收司机控制器发出的档位指令信号,通过柴油机调速板输出PWM波给柴油机控制单元,从而达到调节控制柴油机转速的目的。

2)牵引特性控制

在牵引工况下,机车微机控制系统对主发电机进行恒功控制,使机车具有限压、限流、恒功的理想牵引特性。

3)防空转/滑行控制

在牵引和制动工况下,微机控制系统根据牵引电动机反馈的各轴转速差异和电流分配系数,进行综合比较,然后针对轮对空转或滑行程度的不同,采取相应的保护措施(如自动撒砂、降功等),以提高机车车的粘着性能。

4)保护控制与故障诊断

微机接收机车反馈的各种电压、电流、压力传感器的信号,判断显示数值是否满足要求,并根据判断结果对电气系统实施各种控制和保护。

1.4.3 显示功能

SDD7型内燃机车配备微机显示屏,可以根据需要操作微机显示屏上相应按键,查询机车各系统即时信息,主要包括以下信息:机车工况;各种压力、温度参数;各电机电流、电压、转速参数;牵引电机投入和切除状态、各继电器盒接触器通断状态;机车速度、柴油机转速、轴温信息及故障信息等。

微机显示屏可以根据需要投入或切除某些监控参数,微机出现报警或检测到故障时,机车报警信息或故障信息都会在显示屏的下方显示出来。此外,通过操作显示屏上相应按键还可以对部分故障保护进行切除,在不影响机车安全的情况下保证机车安全使用。

1.5 保护系统

机车设有保护系统,用于保证柴油机及电气系统安全可靠的运用。

机车电气系统的保护主要有以下方面:主发电机过压、主发电机过流、主发电机输出短路、牵引电动机过流、牵引电机磁场过流、牵引电动机超速、牵引主电路接地、牵引主电路过流、制动电阻过流、电阻制动失

1.6 火灾报警系统

为了提高机车运行的安全性,机车配备火灾报警系统:既可以通过微机显示火灾报警,还可以进行火灾声光报警,具体如下所示:

火灾报警系统共配备三组探测器,每组由一个烟探测器和一个温探测器组成,在动力室内设有两组探测器,在电气室内设有一组探测器。当探测器感知到活在报警信号时,火灾报警控制器主机上就会发出预警信息;当烟、温探测器同时有信号时,火灾报警控制器主机上发出火警信息,火灾报警控制器主机送出火警信号给微机,通过微机显示屏显示火灾报警信息;同时火警信号送给操纵台上的声光报警器,声光报警器发出声光报警信息。

1.7 重联控制系统

SDD7型内燃机车的重联控制系统包括线控重联、集控重联、微机通信重联。

1.7.1 线控重联

线控重联可以实现它机微机之间的转换以及微机励磁方式的转换。

通过操作他机微机转换开关可以实现他机微机之间的转换;通过操作励磁转换开关可以实现微机励磁方式的转换。

1.7.2 集控重联

集控重联采用全自动电子车钩为机车与机车或机车与客车的电气重联。集控重联可以实现机车对客车的塞拉门控制,机车与机车以及机车与客车间的电话通信。

1.7.3 微机通讯重联

机车具有微机重联控制功能,微机显示屏对本、它车微机采集的模拟量信息和开关量信息进行同步显示,并通过操作本车微机显示屏上相关的按键,对机车发出相关控制指令。

1.8 挂钩和解钩系统

机车配备有专用的挂钩、解钩万转开关。挂钩时,操作挂钩开关,机车进入挂钩模式,同时微机接收到相关指令,对机车连挂有速度限制要求。为保护全自动电子车钩,机车在连挂时需要保持较低的速度,一旦机车连挂时超过限定速度,则微机控制卸载。解钩时,操作解钩开关,由微机控制驱动机车解钩电磁阀使机车和机车之间或者机车和客车之间进行解钩。

1.9 轴温监测系统

SDD7型内燃机车配备轴温监测系统,轴温系统和微机之间通过RS-485进行通讯,能够实时监测机车各轴温的温度变化。

轴温系统用于监测主发电机轴承、牵引电机轴承以及通风机进口温度和温升,确保在电机轴承出现问题时能够及早的发现,从而更好地保护电机,并保证机车的安全运用。

2 结语

SDD7型内燃机车电气系统的设计是借鉴暨有机车的成熟技术,并根据满足用户要求而做出相应的改进设计,完全满足用户使用要求。

摘要：介绍了SDD7型内燃机车主传动系统、励磁系统、微机控制和保护系统、重联系统等电气系统。

关键词：SDD7型内燃机车,电气系统

参考文献

[1]夏建民,易玲.NDJ3型内燃动车电传动系统设计[J].机车电传动,2012,(1):1-6

内燃机车电气系统改造 篇5

我部所用GK1F机车是青岛四方机车车辆厂生产, 安装了济南生产的12V190柴油机和其自产的液力传动箱。经过了十多年的运用, 其电气故障和自动换挡换向故障较多, 已经严重影响机车的正常安全行驶。

原GK1F机车的换向换挡控制系统过程繁杂, 中间环节太多。控制过程如图1。在控制系统中, 较多的故障发生在输入指令和自动换挡换向控制部分, 图中圈中的部分。在指令系统故障中, 主要是机车速度信号或柴油机转速信号没有输入PLC, 致使PLC没有输出信号造成机车自动Ⅱ档不工作。造成机车液力传动箱不能在高校区工作。增加机车耗油量, 加大运输成本。

在自动换挡换向控制部分, 由于自动换挡换向阀构造复杂, 易损件较多, 造成卡阀现象时有发生。造成机车自行走车, 对行车安全带来重大隐患。

2. 故障的成因。

机车工作的特点频繁的导调作业, 连接车钩引起的振动, 使得机车上的电器件受到较大的冲击, 传感器的稳定性能受到较大的影响, 线路的接点, 接线柱螺丝容易松动, 焊点容易松脱。

车速传感器及其转速处理器可靠性差, 机车速度信号没有保证从而无法输入PLC。柴油机转速传感器及其转速处理器也存在着同样的问题, 致使PLC无法得到这两组数值正确的比值, 从而造成机车自动上Ⅱ档或Ⅱ档不工作。

自动换挡换向阀控制系统比较复杂。当机车换向手柄在后向时, 后向电控阀得电开通, 由控制风缸来的压力风, 将换向阀后向控制油路开通。此时如果换挡阀开通1挡 (或2挡) 位, 控制油就会经过已经打开的通路, 进入后向主控制阀, 推动滑阀移动到1挡 (或2挡) 位。变扭器供油通路打开, 完成变扭器的充油。 (机车前向时原理同上。)

换挡换向阀担负着及其重要的“使命”, 但是却由众多橡胶密封圈等易损件控制。其配合要求较高, 不仅要求控制用风干燥清洁, 而且要求控制油也应清洁。再有它是通过电控阀来的控制风来控制控制泵来的控制油, 然后由控制油控制主控阀的开启闭合, 向变扭器冲油或排油。现场无法满足其较高的使用要求, 造成了其滑阀锈蚀、脏污、磨损、卡置, 产生故障。

3. 对策措施与改造。

针对指令系统出现的故障, 加强设备的点检, 检查各接线柱的牢固程度, 通过规范点检作业, 达到减少故障的目的。目前, 线路接线接触不良引起的各类故障已经比较少见。

改造了机车车速系统, 车速传感器采用了可靠性高的DF8双通道速度传感器。它有两个通道, 两个通道间彼此隔离, 带有极性保护, 输出短路保护。DF8传感器具有坚固、密封、抗震、可靠性好、测速范围宽、温度适应范围宽等特点。并对传感器接头及线路走向做牢固处理。为使接头牢靠, 不松脱, 对插头接头焊点进行焊接, 保证机车速度信号可靠输入PLC。再有对柴油机转速信号也做同样处理。转速信号可靠进入PLC, 两者进行能正确比较, PLC有了可靠的输出, 使控制换挡换向阀的电控阀可靠得电工作。确保指定程序顺利运行, 工作可靠。

大胆甩掉了自动换挡换向阀。通过改变可编程控制器的程序, 实现了自动控制原手动控制机构。根据液传箱工作原理。前进方向走车靠前向主控阀制Ⅰ档或Ⅱ档变扭器冲油工作。后退方向走车靠后向主控阀控制后退变扭器处于Ⅰ档或Ⅱ档冲油工作。原前向手动Ⅰ档、前向手动Ⅱ档、后向手动Ⅰ档、后向手动Ⅱ档工作可靠性高。相应的把控制自动换挡换向阀的电控阀及其固态继电器去掉, 把PLC经速度信号与转速信号比较后输出的自动Ⅰ档信号或自动Ⅱ档信号接到手动Ⅰ档或自动Ⅱ档上。这样机车自动换挡信号通过主控阀风控部分 (原手动部分) 实现。

甩掉了自动换挡换向阀后的控制过程大为简化, 原理图如图2。

电机车整流柜电气系统改进 篇6

新疆有色集团阿希金矿采矿车间的GTA-300/275V型整流柜由湘潭电机集团有限公司制造，负责向电机车提供直流电源(图1)，直流电经400A铁壳开关QS连接到电机车滑触线。随着出矿量增加，电机车使用时间增多，整流柜故障频繁，常见故障如下。

QF—断路器LJ—直流电流继电器FU—400A铁壳开关熔断器

(1) DW10-200/3型断路器跳闸后不易合闸。主要原因： (1) 该断路器是手动合闸电动分闸式断路器，不适合频繁分合，长期使用后手动合闸机构就会配合不好。 (2) 断路器常开辅助触头灼伤，闭合不良导致欠压线圈无法得电(该断路器合闸的前提条件之一是欠压线圈需得电)。

(2)整流二级管频繁烧毁。主要原因是电机车使用过程中出现短路或长时间过载，而铁壳开关熔断器和快速熔断器不能及时熔断，LJ动作不及时。

2. 改进措施

(1)交流接触器可为电路提供必要的欠压保护，适合频繁启动、停止，同时有足够的辅助触点在控制回路中起到提示及自锁作用，而且工作现场400A接触器较常用，备件充足。为此使用CJ-400接触器代替DW10-200/3型断路器，改进控制回路(图1虚线框)。

内燃机车电气系统改造 篇7

1 国内工矿电机车的应用现状

架线路不平稳以及受电器的跳动频率较高是电网的电压不稳定造成的, 另外, 回馈线电阻的增大是铁轨之间的连接块在质量上有问题且没有顺畅平整的铁轨造成的, 而且, 运输途中, 很多地区都没有电, 车斗很容易受到撞击, 最后, 离变电站越远, 电压会越低。所以, 就目前而言, 我国工矿电机车的应用环境较差, 而对直流架式工矿电机车的需求量越来越多, 市场竞争越来越激烈, 国内企业一定要加快步伐, 为矿业运输行业造福。

2 工矿电机车电气系统的设计原理

双司机室直流架线式工矿电机车的开发能够更好地为煤炭、矿产等行业的运输工作带来很大帮助, 主回路、控制回路和辅助回路构成了电机车的电气系统。

2.1 电气系统主回路设计原理

电网会在电机车处于预备状态时通过受电弓为电机车提供电源, 牵引变频器在有电之后, 就会把直流电转变为三相交流电, 电机车的操作就这样能够被其引动了, 令其正常运转。通常, 充电的开关按钮和能够显示电压的电压表以及电抗器被设置在牵引变频器的输入以侧以降低电压不稳带来的困扰。

2.2 电气系统控制回路设计原理

控制回路中的司控器能够制动电机车的倒退和前进, 手动按钮则能够控制点动和复位, 另外, 其中的变频器和转换开关能够提供自动防险的功能。控制回路主要是利用司控器的方向及速率指令进行前进后退的运作, 然后调整回路的电压, 让牵引电动机的性能和电机车的牵引特性相一致。

2.3 电气系统辅助回路设计原理

辅助回路设计中涉及到直流的转换、对空压机电机的控制、机车的信号传输、检测电机车的速度等方面, 以制动的风力压强的高低为根据, 利用调节器, 对空压机电机的开动及停行进行自动化控制, 并且, 现场工作的具体情况能够对辅助回路的控制状况产生影响。

下面主要对其核心部件———牵引电动机变频调速器进行分析。

3 牵引电动机变频调速器的设计原理和应用

变频调速器作为牵引电动机的主要部件, 对整个电力系统具有决定性作用。利用电机供电频率的变化在交流电机调速系统中控制电机的运转速度, 不过, 在变频的同时要相应地改变电机的供电电压, 也就是同时变压变频。而对于感应调速系统中的主电路来说, 以PWN的方式对其进行控制最为有效, 能够帮助能量进行转换以达到让变压和变频同时进行的目的。另外, 能够让感应电机在其它方面性能进行调速的根本方法是将PWN技术和数字技术融合在一起。

3.1 牵引电动机变频调速的选取

以结构为划分方式, 则分为交一交变频和交一直一交变频两种, 本系统选择调速范围广且能提高工作效率并使成本支出少化的交一直一交型变频的结构;从以无能量为处理方式进行分类, 分为电压和电流两种类型, 本系统设计选取只有在电源一侧设立反并联逆变器才能因为能量的回返而适用于多电电动机的拖动工作中的电压型变频器;方波、阶梯波、PAM和PWM变频则是以输出波形的不同为划分标准, 在当下, 普遍以PWM的控制方式为主, 调频同时调压, 目前已经提出了包括电压SPWM、磁通SVPWM/d (空间电压矢量) 和电流SPWM在内的正弦波脉宽调制SPWM的控制方案;以控制的技术为分类标准, 其中包含对开环的控制技术、对闭环的控制技术、对矢量的控制技术以及对直接转矩的控制技术, 而这一系统中, 立足于电动机的特征, 将正弦磁通的矢量控制技术应用进去;最后, 模拟电路和数字电路的实现则是从控制电路的实现上划分出来的, 本电气系统应用的是既能增强微处理器的数据处理能力又在片内集成了大量的外围接口的数字信号处理器 (DSP) 。

3.2 牵引变频器系统的设计

工矿电机车在当下使用的是必须将产品的运行环境和承载的特征考虑在内的大功率牵引变频调速器, 这是最主要的变频调速器, 并且, 要选择适用范围广的电压浮动和启动速度、运行速度快且调速的范围大的电机车, 能让系统硬件的配合和软件中编程的设计令设备顺利正常地运行。将启动电流小的牵引变频拖动电动机利用起来以达到无极调速和软起动的目的, 最终实现为加速和减速的控制提供方便并让电动机高性能运转从而大量减少电量使用的目的。

这一系统的设计思路是将系统分成模块, 在系统结构上将变频调速器按功能分为DC/DC电源、主功率逆变电路、变频器主控制板和变频器的外围设备。电路板的主要控制单元应用的是SG3525A集成脉宽调制器, 整个电压源由多个设备共同组成, 例如功率MOSFET管和二板管整流电路等。将结构简化是变频调速器助攻了逆变电路的设计宗旨, 要将没有必要添加进去的线路和设备去除;最后就是控制板的构造, 它采用的主要器件是三相高精度PWM波发生器SA4828和单片机89C51。

另外, 8051汇编语言作为控制变频调速器的编制语言, 不仅要设计设备的功能, 还要尽量简化操作程序, 达到轨道维护电机车在系统的稳定和可靠方面的要求。

4 总结

变频调速技术在牵引电机车行业属于基础技术, 变频系统的节能性能够促进整个行业经济的发展, 同时也为人们的生活提供了间接的便利条件。总之, 直流架线式工矿电机车电气系统尽可能采用普遍的成熟的技术, 可以保证电机车可靠安全运行, 取得良好的效果。

参考文献

[1]刘新辉, 李克瑜.直流架线式工矿用轨道维护车电气系统的设计与应用[J].兰州工业高等专科学校学报, 2005 (06) .

[2]赵煜慧.井下直流架线式电机车变频改造[J].矿山机械, 2008 (02) .

缸体专机电气系统改造 篇8

此次改造的思路是:需要对HONEY WELL IPC-620 PLC的程序移植及OMRON CH1H运动控制程序的设计编制。应用CP1H系列PLC及G5驱动器可代替TRANS01单轴数控和IPC-620 PLC。这样系统完全整合到一起, 设备辅助动作与位置控制程序全部由CP1H PLC完成, 相当于用相对价格比较低的PLC来实现数控系统的功能。

具体实施改造方案如下所述。

用欧姆龙CP1H-Y20DT可编程控制器 (PLC) , 代替两套INDRAMAT TRANS01单轴数控进行位置控制。欧姆龙CP1H-Y20DT提供四路脉冲输入和四路脉冲输出, 支持ORG自动寻找原点功能, 支持绝对脉冲编程, 并且提供台型和S型的加减速曲线, 可实现高精度定位控制。脉冲密度也达到了4MHZ, 完全满足设备定位精度要求。同时增加CP1W-CIF01和CP1W-CIF11两个通讯模块提供RS-232和RS422接口来连接两块欧姆龙NB10W-TW00B-Z触摸屏实现图形显示。

用欧姆龙G5 R88D-KT30H-Z驱动器和R88M-KP3K0伺服电机代替INDRAMAT驱动器和伺服电机实现运动控制。欧姆龙G5系列的伺服驱动系统速度响应频率可以达到2KHZ, 脉冲频率可高达4 Mpps, 同时支持全闭环控制是性价比比较高的一套伺服控制器。

保留海德汉光栅尺, 在PLC伺服定位半闭环控制系统中实现INDRAMAT公司TRANS-01数控系统特有的光栅尺深度控制功能 (Progrming The Adaptive Depth Control Funtion) , 满足止推挡定位精度控制要求。

用触摸屏实现了PLC程序的诊断功能, 通过间接寻址方式在触摸屏上实现了PLC I/O口、定时器、数据寄存器, 特别是内部继电器状态诊断, 这样利用触摸屏实现了PLC编程器程序诊断功能。

因IPC-620 PLC的指令库与欧姆龙PLC的指令库有所区别, 需要对设备辅助动作的PLC程序需要进行指令的转换及更改, 并且对程序进行优化。为了尽量使设备更易操作维修, 保留了原来的设备操作流程, 对不经常操作的过程进行了更改。比如对缸体加工类型的选择, 改造之后由触摸屏实现, 这样做既减少了误操作的可能也使当前加工零件的类型可视化, 类似这样改进有好几处。对于此次改造程序设计方面有几点比较有代表性的改进。

(1) 关于设备回参考点的设置, 利用OMRON CP1H ORG指令进行每次开机寻找参考原点的操作。此指令为OMRON高级指令, 原点搜索:以通过原点搜索参数指定的形式为基础, 通过执行ORG指令实际输出脉冲, 使电动机动作, 将以下3种位置信息作为输入条件, 来确定机械原点的功能。原点输入信号;原点附近输入信号;CW极限输入信号、CCW极限输入信号。

检测原点输入信号的上升沿, 并进行原点确定。原点检测后, 到来自驱动器的定位结束输入进入为止, 原点搜索动作结束。不能检测减速中的原点输入信号。根据达到原点搜索附近速度后的原点输入信号停止, 并结束原点确定。

该次原点搜索采用的是工作模式2, 在工作模式2下, 发生原点附近输入信号反转的情况下 (原点检测方法的设定:0) 。

从原点附近输入信号内开始时, 减速时间较短的情况下, 检测原点附近输入信号的下降后的原点输入信号。请确保原点附近输入信号的持续时间足够长 (减速时间以上) 。

未发生原点附近输入信号反转的情况下, 原点检测方法的设定:1;减速期间存在原点输入信号的情况下, 根据减速时间的长度, 停止位置会发生变化, 并使用从伺服驱动器发出的定位结束信号 (INP) 。将从伺服驱动器发出的定位结束信号连接到通用输入 (原点搜索0~3) 。核对定位结束信号的时间点, 如有原点修正则在偏差计数器复位输出后;如进行原点修正则在修正动作结束后。

(2) 位置控制指令利用PLS2指令完成各位置定位, 用绝对位置编程使定位更准确可靠。可在脉冲输出 (PLS2) 指令进行的定位中, 通过执行其它的脉冲输出 (PLS2) , 可变更目标位置、目标速度、及加速比率、减速比率。

在定位中, 可变更定位目标位置 (多重起动) 按照脉冲输出 (PLS2) 指令进行定位的过程中, 可通过执行其他的脉冲输出 (PLS2) 来变更目标位置、目标速度及加速率、减速率。

在速度控制过程中, 可变更为定位 (中断固定尺寸运送) ;在速度控制过程中 (连续模式) , 可变更为根据脉冲输出 (PLS2) 指令进行的定位 (单独模式) 。这样, 可执行一定条件下的中断固定尺寸运送 (指定量的移动) 。

在加速或减速过程中, 可变更目标速度、加减速率。

在执行平台型加减速的脉冲输出指令 (速度控制或定位) 的过程中, 在加速或减速中, 可变更目标速度、及加减速率。

位置脉冲发送为了与设备丝杠螺距配合, 在伺服驱动器中设置每12 000个脉冲伺服电机一转, 丝杠旋转一周, 工作台移动12 mm, 每发送1个脉冲工作台移动1μm, 进行这样设置后便于在触摸屏中对设备位置数据进行更改。

对于缸体专机止推挡位置精度控制我们是这样解决的, A头快速移动到915 mm, 转为慢速移动到927.2 mm, 在此过程中接入海德汉短光栅, 将光栅尺测到的位置读进PLC内与目标设定值进行比较, 判断偏差值大小和方向, A头再移动一段距离来消除偏差值直到偏差值小于允许值后定位结束, 开始伸出面刀加工止推面。我们在改造后进行了重复定位精度实验, 实验结果误差在0.01 mm以内, 通过这样的程序设计成功地满足了止推面加工定位精度要求。

(3) 对于速度控制进行重新设计, 通过CX-Programmer, 可将定时器/计数器的设定值及当前值的更新方式, 由BCD (0000~9999) 方式变更为BIN方式 (0000~FFFF) 。

该设定对于所有的任务, 所有定时器及计数器都可以共通设定。在「PLC的属性设定」中设定「在二进制模式下执行定时器/计数器」, 在所有的任务的定时器及计数器会在BIN模式下执行。利用功能块进行BCD数据到BIN数据的转换计算, 这样触摸屏在设置速度时可按每分钟进给量设置。

(4) 触摸屏控制。在不改变操作习惯的情况下我们引入触摸屏监控功能, 设置两块触摸屏, 操作工可利用操作台触摸屏监控设备运行状态, 电气柜内触摸屏可以方便维修人员进行参数的设置和机床各种状态的监控。

摘要：英国CROSS公司M13334专机的数控系统TRANS01出现零件加工程序频繁丢失的故障, 经检查确认故障原因是数控系统主板损坏, 而且PLC的专用编程器老化严重, 需要对HONEY WELL IPC-620 PLC的程序移植OMRON CH1H运动控制程序的改造。此次改造的思路是:需要对HONEY WELL IPC-620 PLC的程序移植及OMRON CH1H运动控制程序的设计编制。应用CP1H系列PLC及G5驱动器可代替TRANS01单轴数控和IPC-620 PLC。这样系统完全整合到一起, 设备辅助动作与位置控制程序全部由CP1H PLC完成, 相当于用相对价格比较低的PLC来实现数控系统的功能。

关键词：PLC程序,原点搜索,运动控制

参考文献

[1]巫世晶.设备管理工程[M].北京:中国电力出版社, 2005.

[2]杨林建.机械设备自动化改造[M].北京:北京理工大学出版社, 2008.

给煤机电气控制系统改造 篇9

原给煤机流量控制采用的西门子BW500积算仪, 具有双路PID调节功能, 可根据不同工艺需要设定PID响应时间和调节范围。为和BW500积算仪功能配套, 将给煤机皮带电机功率增至4kW并使用MM440矢量控制型变频器。BW500积算仪处理控制室给定的4~20mA给煤量信号和现场称重、速度传感器信号, 并通过PID输出 (4~20mA) 控制变频器频率输出, 将给煤量控制在给定值。给煤机操作模式: (1) 就地手动, 给煤量由频率调节旋钮调节, 向右旋转增加给煤量, 反之减小给煤量。 (2) 远方自动, 给煤量设定值由集控室给出。以上两种操作模式均可从BW500积算器面板读取实际给煤量。

采用S7-200PLC负责给煤机系统电气逻辑控制和保护回路, 根据各种故障报警信号进行逻辑跳闸保护。控制功能包括给煤机遥控、停止、就地控制, 启动、停止控制, 清扫电机自动、停止、手动控制, 给煤机闸门开关等。原系统皮带电机和其冷却风扇电机共用1个接触器, 当冷却风扇故障停转, 若不能及时发现则皮带电机失去冷却, 严重时曾发生电机过热烧毁事故, 为此增加独立的皮带电机冷却风扇控制回路和停机报警功能。