用PLC改造沈陽紅象混凝土拖式泵的控制系統(tǒng)

2006-07-27 00:00

       沈陽盛港工程機械廠生產(chǎn)的紅象HBT50混凝土泵,是九十年代初期引進德國普茨邁斯特(Putzmeiter)公司的技術生產(chǎn)的產(chǎn)品。該產(chǎn)品都是老式淘汰的繼電器系統(tǒng),已經(jīng)工作了十多年,加上保養(yǎng)不善,整機電氣系統(tǒng)多數(shù)已經(jīng)很差,都需要大修和改造。該種機型原電氣系統(tǒng)線路復雜,故障較多,故障排除比較困難,所以重新進行電路設計是非常必要的,改用目前控制領域應用比較普遍的PLC(可編程序控制器)控制是非??尚械摹T诂F(xiàn)代拖式泵控制系統(tǒng)中,PLC控制方式已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的繼電器控制方式。采用PLC控制降低了系統(tǒng)的故障率,減少了維護量,且提高了可靠性。

     
1原電氣系統(tǒng)存在的問題

     
三相異步電動機,啟動采用了典型的晶體管時間繼電器延時的Y-Δ啟動方式,故障率較高。冷去風機380VAC、550W電動機,直接空氣斷路器啟動。直流電源采用的是變壓器加整流濾波電路,故障率也很高。采用繼電器控制電磁閥的換向方式,可靠性低。采用行程開關換向檢測元件,故障率非常高,經(jīng)常影響混凝土泵正常工作。控制電路采用以步進繼電器為核心的邏輯電路,步進繼電器是西班牙和匈牙力產(chǎn)的,備件難找且非常昂貴(1只K1繼電器價格達1500元,1只K2繼電器價格達700元),而其中的K2繼電器極易損壞。因此,改造該泵舊的繼電器系統(tǒng)是非常必要的。

     
2改造設計方案

     
原系統(tǒng)所用的核心控制部件步進繼電器為西班牙和匈牙力產(chǎn)的,國內(nèi)應用較少,市面上很難買得到,且控制線路復雜,維修不方便。此次改造采用SIEMENS(西門子公司)的S7-200系列可編程序控制器作為控制核心部件。S7-200系列產(chǎn)品技術成熟,在國內(nèi)應用非常普遍,許多代理商備有現(xiàn)貨,采購方便。電氣接線簡單明了,程序編制調(diào)試也很方便,在計算機上用西門子公司的Step7-Micro/Win32編程軟件將程序編制調(diào)試好后下載到PLC,裝機調(diào)試即可。

     
主電動機啟動仍采用Y-Δ啟動,取消故障率較高的晶體管時間繼電器,直接由PLC控制啟動、Y-Δ轉換和停止。冷去風機電動機也由PLC控制啟動、停止。

     
由于混凝土泵工作時的工況非常惡劣,施工中混凝土輸送不能中斷,所以系統(tǒng)的可靠性非常重要。為提高電氣系統(tǒng)的可靠性,直流電源一定要可靠,故將原變壓器加整流濾波電路的電源改為24VDC開關穩(wěn)壓電源,以提高整個直流電路部分工作的可靠性。

     
原行程開關為普通觸點式,可靠性極差、壽命短,代之以感應式接近開關。接近開關的工作溫度范圍寬、頻響高、防護等級高,并帶有發(fā)光二極管指示功能,由于采用無觸點、非接觸式工作方式,所以壽命比行程開關長得多。目前國產(chǎn)的接近開關已與進口產(chǎn)品質(zhì)量很接近,而價格卻要低得多,國產(chǎn)產(chǎn)品完全可以滿足要求。

     
有線遠控器面板上的控制開關依次為:正泵啟/停開關S1、反泵啟/停開關S2、攪拌反轉控制開關S3、急停開關S4。操作者可以在不同的位置進行操作,便于隨時觀察機器的工作狀況。為了方便更換混凝土缸活塞頭,特增加了主液壓缸點動開關2SA。且增加了攪拌壓力控制自動反轉功能,當攪拌系統(tǒng)液壓油壓力超過8MPa后,壓力繼電器P輸出信號給PLC,PLC輸出反轉信號給電磁閥Y6,控制攪拌系統(tǒng)反轉2分鐘后再自動恢復正轉。

     
3控制系統(tǒng)原理圖

     
采用PLC改造的部分控制系統(tǒng)原理圖如圖1所示。交流部分控制原理比較簡單,這里不再贅述。

     
……

     
(本文章有刪節(jié),圖片略,詳情請見《建設機械技術與管理》雜志2006年第6期)


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