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机电plc论文素材

发布时间:2024-07-08 08:24:48

机电plc论文素材

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plc课程设计论文

导语:《PLC技术及应用》以职业能力的培养为重点,充分与行业、企业进行合作,同时与维修电工和PLC系统设计师职业标准相融合,进行了基于工作过程的课程开发与设计,能够体现课程的职业性、实践性和开放性。 以下是我整理的plc课程设计论文,欢迎阅读。

一、绪论

PLC技能课程作为职业院校里电气自动化技术专业类的一门的专业课程,其重要性不言而喻。它将继电器技术、计算机技术、控制技术、网络通信技术集于一体,是一门综合性、应用性课程。作为学院骨干院校建设重点专业:电气自动化技术专业(工业机器人应用方向)中的一门专业核心课程,本课程主要为培养工业机器人电气设计工程师、制造工程师、销售工程师、服务工程师、品质管理工程师、系统集成工程师等职业岗位的人才服务,故课程设计开发要突出培养学生使用PLC解决实际控制问题的动手能力,使学生掌握最新的技能,并为后续的较复杂的自动化设备及生产线的学习打下坚实的'基础。

二、课程内容设计

为了落实“以学生为主体”的思想,课程建设调研期间,对自动化专业的40多位学生进行了PLC课程教学情况的调研。为了实现“以学生就业为导向”,对常州周边4个自动化相关企业进行了调研,并邀请企业专家进校召开课程建设研讨会(有欧姆龙自动化上海有限公司,天地自动化股份有限公司,星宇车灯有限公司、上海ABB公司等企业工程师),根据这些专家对电气自动化专业所涵盖的岗位群进行了任务和职业能力分析。

课程设计时以企业生产岗位典型工作任务为主线,以电气自动化专业应共同具备的岗位职业能力为依据,确定课程主要任务是:培养学生具备分析实际PLC控制系统的能力,能完成简单控制系统的设计、安装、编程和调试工作,并能对PLC控制系统进行日常维护。

课程内容以亚龙科技集团有限公司生产的YL—335B自动化生产线设备[1]为载体,配备欧姆龙CX—one编程软件与西门子STEP7软件,将课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景,主要有:供料站与加工站的控制[2]、装配站控制、分拣站控制、输送站控制、自动线PLC通信、搅拌机的设计等。以这些项目为单元组织教学,将PLC的常用指令分解到各个项目中去。在每一个项目的教学过程中,遵循学生认知规律,融入相关的指令、编程方法、控制系统构建、硬件接线方法、系统调试运行和优化等相关知识和技能。通过对各个项目的学习、训练和具体操作,掌握典型PLC指令的格式、基本用法、功能,了解和掌握PLC系统的结构、地址分配、程序设计以及每个应用项目的软硬件调试的全过程。让学生在做中学,在学中做,加深对专业知识、技能的理解和应用,培养学生的综合职业能力,满足学生职业生涯发展的需要。这充分体现任务引领、实践导向的课程思想。

三、课程考核

本课程的考核有两大特点:第一个特点,本课程将学历教育与职业资格证书体系衔接起来,以就业为导向、以职业技能发展为目标,实施课证融合,实现高职教育专业课程体系与职业标准的衔接[3]。将以骨干院校建设为契机,计划与国际型PLC生产大企业联合开发基于YL—335B自动线设备及CX—ONE编程软件的PLC职业资格证书,要求学生通过校企合作开发的工业自动化技术(PLC)的考核,并获得证书。同时为学生考取维修电工高级证书以及电工技术证书等打下基础。第二个特点,考核由理论考核与实践考核组成,理论考核采用试卷形式,实践考核采用单元考核方式,包括成果、工作态度、工作规范、团队合作等表现。

四、以赛促学

在课程建设过程中,主要老师积极组织学生参加各项与自动化生产线或PLC相关的比赛并获得好成绩。在2012全国高职技能大赛高职组亚龙杯自动化生产线安装与调试比赛中获得一等奖。在2011年首届“亚龙杯”全国高职院校“电气控制系统安装与调试“技能大赛中获二等奖,在自动化生产线安装与调试比赛中获得一等奖。学生对参加此类大赛都非常积极,认真。在选拔选手的过程中,大赛相关信息在学生中流传开来,激起了学生对PLC技术的关注;在准备比赛的过程中,选手突击、强化学习PLC技术,将相关技术应用到自动化生产线上,极大地提高了解决问题的能力;在比赛的过程中,与其他学校选手切磋、竞争,考验了临场应变能力与对PLC技术掌握的熟练程度;赛后,尤其是获得大奖后,增强了学习PLC技术的信心,更激发同学对PLC技术的学习热情[4]。

五、总结

本文就PLC课程设计的教学内容载体、课程考核、以赛促学等相关方面提出了见解。今后还将对该课程的网络教学资源建设、教学评价机制等进行进一步的探索和完善。

麻烦把基于三菱PLC的四层电梯控制系统 发给我谢谢

这么简单的题目?关于PLC就可以?没别的要求了 ? 没有个设计方向?我这好象有几套...2008毕业论文(自动化)

plc控制电机论文

PLC在行车电气控制回路改造中的应用作 者 :李林静,江月新,胡杰嘉,关键词: 电力拖动 变频调速 可编程控制器 1 引言 某厂抓矿行车采用绕线式异步电动机转子串接频敏电阻器进行启动和调速,这种继电器-接触器控制方式在实际运行中存在着以下问题:(1) 行车工作环境恶劣,工作任务繁重,电动机所串频敏电阻器烧损、断裂和接地故障时有发生,造成电动机频繁烧损;(2) 由于机体震动及导电性粉尘环境,继电器-接触器控制系统的可靠性差、故障率高、维护困难、维护费用高、检修工人疲于维护;(3) 转子串频敏电阻器调速,机械特性软,负载变化时,运行不平稳,且运行中频敏电阻器长期发热,电能浪费严重;(4) 各接触器在大电流状态下频繁分断、吸合,造成电网高次谐波污染严重,电网功率因数低。于是该厂采用了PLC代替了继电器-接触器控制,将变频器代替电动机转子串频敏电阻器的调速方式,改造后,运行效果显著,解决了以上问题。2 PLC控制的行车变频拖动系统组成 系统组成 行车的大车、小车、抓斗提升、抓斗开闭电机都需独立运行,大车有两台电机同时驱动,小车、抓斗提升、抓斗开闭各为一台电机驱动,整个系统有5台电机。为了保证各部分安全运行互不影响,采用了4台变频器拖动,并用4台PLC分别加以控制,系统组成如图1所示: 图1 PLC控制变频拖动系统组成 PLC接收主令控制器的速度控制信号,该信号为数字量控制信号,信号电平为AC220V。这些信号包括:主令控制器发出的正、反转信号、电机过热保护信号、安全限位信号及启动、急停、复位、零锁等信号,全部信号采用汇点式输入。PLC针对这些信号完成系统的逻辑控制功能,并向变频器发出起、停、正、反转及调速等控制信号,使电动机处于所需的工作状态。 变频器接收PLC提供的控制信号,并按设定向电机输出可变频、变压的电源,从而实现电机的调速。操作人员按实际需要通过主令控制器向PLC发出各种控制信号。 提升电机在下放重物时,电机反转,由于重力加速度的原因,电机处于再生制动状态,拖动系统的机械能转化为电能,并存储在电压型变频器的滤波电容器的两端,使直流电压不断上升,甚至能够击穿电器绝缘,当电压上升到设定值时,接入泄能电阻来消耗直流电路的这部分能量,保证变频器安全运行。 变频器与PLC通信 系统采用现场总线方式代替传统的模拟量或开关量方式控制变频器。系统中,小车及提升变频器通过选件模块连接至Profibus-DP总线上,综合考虑数据传输的实时性及稳定性,系统选用PPC-3作为数据传输格式,波特率选择。采用总线结构后,系统进一步优化,具体表现如下:(1) 布线简单 只需1根两芯的屏蔽双绞线,而采用别的方式至少要4根电缆,从而减少了维护工作。(2) 给定稳定 避免了因信号的漂移、电磁干扰等诸多因素而引起模拟量给定抖动,因此系统速度给定更加可靠。(3) 速度连续 相对于采用开关量作为速度给定的系统,速度给定由离散量变成了连续量,使得变频器可以接受来自PLC的速度微调指令,以实现抬吊作业平衡。 备用应急系统 当总线干缆或总线上某点出现损坏时,有可能使系统无法正常工作。因此,系统中设有一套备用的系统,以防止紧急情况下总线不能正常使用,但又不能停止作业的工况。变频器设有两套控制方式,一套采用总线通信,用于正常控制;一套采用开关量控制,用于应急状况。通过PLC切换两套参数,两套参数在手柄档位的速度给定上完全一致,因此从使用角度感觉不出两套参数的切换。 同步与纠偏 行车在抓斗提升抬吊作业时,系统进入自动纠偏模式,以保证吊钩在抬吊时钢丝位置同步。由于机械安装时磨擦阻转矩,机械抱闸的调整不可能完全一致,因此系统不采用动态实时纠偏,而采用一种折衷方案,其工作原理为:首先,系统在PLC中设置2个阈值,阈值1用于启动吊钩的自动纠偏,阈值2用于结束自动纠偏;其次,PLC读入安装在起升卷筒上编码器的数据并实时计算起升高度;再次,PLC比较所读入的2个起升高度,当2个高度之差大于阈值1时,PLC将一个微小的速度偏差量叠加在由手柄确定的基准速度上,当两个高度之差小于阈值2时,取消该偏差量,通过惯性进一步减少起升高差;最后,PLC将计算合成后的速度值能过Profibus-DP下载至变频器中,作为抓斗提升电机的速度给定。3 PLC软硬件设计及应用 PLC的硬件设计 行车大车、小车、抓斗提升、抓斗开闭电机分别由不同的PLC控制,大车、小车、提升、开闭电机都运行在电动工作状态,变频器及PLC的控制结构及软、硬件实现基本相同。提升电机运行状态有电动、反接制动、再生制动等状态,变频器及PLC之间的控制结构较大车、小车复杂。以提升电机为例,其PLC的I/O接线如图2所示,变频器接线图如图3所示。 车的工作过程 图2 PLC系统的I/O接线图 图3 变频器接线图 当行车的驾驶室及横梁拦杆的门关好后,1#、2#安全开关的常闭接点打开,急停开关断开,主令控制器置于零位,此时才能按下启动按钮,接通电源。当主令控制器置于上升档位,电机正转,通过调节速度档位,控制变频器输出不同的电压,达到调节抓斗提升电机的转速。当主令控制器置于下降3挡且满负荷时,电机正转,此时电机处于反接制动状态。当主令控制器置于下降2挡且负荷较重时,为强制下降阶段,电机反转,在重力加速度的作用下,电机进入再生制动状态。另外,当电机由稳定高速向低速换档极快时,电机也会进入再生制动状态。当主令控制器置于下降1挡时,电机反转,处于电动状态。运行中,不论何种原因电机停止运转,为防止重物急速下降,保留了原来的三相液压制动器。 在紧急状态下,可按下急停按钮,一方面机械制动器动作,另一方面,将变频器紧急停机控制端EMS接通,变频器停止工作。当抓斗提升电机因故障跳闸,热继电器动作,电机过载等动作,在故障排除后,可按下复位按钮,接通变频器复位控制端RST,使变频器恢复到运行状态。 PLC的软件设计 选用FXON系列PLC,采用摸块式编程,具体模块如下:(1) 高度换算功能块。用于将格雷码转换成二进制码,二进制码转换成起升高度及起升高度偏差调整;(2) 变频器开关量控制功能块。用于大车、小车及抓斗起升变频器起动、停止和速度给定的开关量控制;(3) 变频器的通信控制功能块。用于大车、小车、提升电机变频器的启动、停止、速度给定。还用于变频器的控制字与状态字的读取。图4为大车的软件控制流程图,小车、提升电机、开闭电机的软件流程图和大车的相似。 安全保护措施(1) 配电部分:除设有缺相、过流、短路等保护外,还在行车两侧端梁及平台处设置2只安全开关,只有开关均闭合时,才允许行车运行。在行车上还设有登机请求及应答按钮,用于行车工作中其它工作人员的安全登机。(2) 变频器部分:选用的ACS600系列变频器具有电机过载、缺相、接地、过流、直流母线过压等保护,抓斗提升电机及小车变频器当切换至总线控制方式时具有通信故障监视功能。(3) 行程开关保护:各机构均设有行程限位保护。单动工况时,小车及抓斗提升限位开关各自独立;联动工况时,小车1后限位及小车2前限位作为联动工况允许条件,小车1前限位及小车2后限位做为小车限位,起升1及起升2只要有一个限位动作,则视为起升限位。(4) 其它保护:所有机构均有零位保护、过流保护。抓斗提升机构还有超载保护及超速保护。当超速开关动作时,断开变频器主接触器电源。4 结束语 PLC控制的变频拖动系统应用到行车,各电机各档速度、加速时间、制动时间都可根据实际工况条件设定,而且十分方便。从运行结果来看,负载变化时,电机速度运行平稳。设备的故障率大幅度降低,电机烧毁明显减少,同时减少了到电网高次谐波的影响。设备检修时排除故障的速度明显加快,设备维护量大大减少。

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第一篇:PLC对电气自动化控制的应用论文

引言

随着高新技术的发展,自动化系统逐渐应用到工业生产领域。PLC技术的应用,不仅解决了传统电气控制系统内部结构复杂,可靠性低,能耗高等问题,而且节省了大量的人力物力,保证了控制系统的工作质量。推动了我国工业转型和健康发展,受到越来越多专业人士的关注和重视。

1、PLC概述

(1)PLC的概念。在国际电工委员会(IEC)的标准中,可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,简称PLC)的定义为:可编程逻辑控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计。在系统运行过程中按照用户的实际需要在系统软件支持下,保证系统功能的正常发挥,其工作原理是按照“串行”的工作方式,扫描各个输入点数据,并发送给输出点相应的信号和数据,中央处理器会直接显示在执行的程序命令,一直到整个程序全部运行结束。结束后会周而复始的重复这一过程。PLC硬件构成一般分为箱体式和模组式两种。但它们的组成是相同的,对箱体式PLC,有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,当然按CPU性能分成若干型号,并按I/O点数又有若干规格。对模组式PLC,有CPU模组、I/O模组、内存、电源模组、底板或机架。无论哪种结构类型的PLC,都属于总线式开放型结构,其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。电源对于PLC的系统运行有重大意义,一旦电源出现了问题,PLC将无法正常运转。所以PLC的生产厂家非常重视电源的质量,电源自身的特性决定了所提供的电压只能在小范围内波动,并且需要注意电源在运行过程中要和交流电网形成协调配合,这样才能保证持续供电[1]。CPU在PLC系统运行中的作用也至关重要,如果PLC是一个人,那么CPU就是这个人的大脑,没有大脑就无法处理信息和存储数据,就无法工作。在系统运行中它最大的作用就是判定PLC控制系统的状态,之后将存储好的数据发送到对应的输出设备当中,这样可以确保PLC始终处于良好的运行状态当中。(2)PLC的特点。首先,PLC的性价比高,这主要体现在功能上,有些功能只有通过PLC系统才能实现,因为系统中有许多编程元件,具有非常强大的控制功能,可以有效的调整和控制整个电气自动化系统,并且进行集中化处理,提升工作效率。其次,PLC的操作便捷,不需要有非常专业的计算机知识,程序简单,易于操作是PLC最显著的特点。只要懂得编程语言即可,也不需要较长的系统开发周期,这就减少了操作量,提升了工作效率和工作质量。最后就是对硬件条件有很强的适应能力。PLC有完善的自我检测功能,故障率低,即使发生故障,检修和维护也非常简单,可以在短时间内处理好,保证了系统的稳定[2]。

2、PLC在电气自动化控制中的实践应用

随着PLC技术的更新和完善,此技术已经广泛应用于电气化控制的实践中。其中有:顺序控制、开关量控制和闭环控制三个方面。(1)顺序控制。随着环境污染的加剧,国家越来越重视节能减排和工业可持续发展,在工业生产中降低能耗增加效率是我们一直在追求的目标。PLC技术的应用,实现了对单独工艺的流程和对全长生产工作的协调与控制。例如在煤炭系统中,一个好的煤炭自控系统设计可以使生产更加平稳的进行,同时使用过程中显著提高生产效率。煤炭控制系统采用的是分层式网络结构,这种结构可以有效的监督和控制相关设备,现在煤炭系统基本实现了PLC控制,提高了生产稳定性,减少了工作人员工作量,减少人力和物力的资源浪费[3]。(2)开关量控制。在应用PLC系统的过程中,就是把虚拟继电器当做机械继电器,所以在运行过程中不考虑反应时间,也不需要考虑返回量,在这样的情况下,系统运行过程中开关量控制方面做得很好。由于PLC不需要大量实物元件和软继电器,提高其稳定性。没有多余元件干扰,维修更简便,功能仍全面。在电气自动化工作中,这项技术应用到了自动切换系统,显著提升了运行速度。同时,PLC技术可以使系统备用电源自动投入装置,在火力发电系统中增强了系统的可靠性,被广泛应用于电业局生产中。PLC控制系统不仅可以减少辅助开关数目,也可以集中显示和控制多台断路器的信号,这样系统就有了逻辑判断能力,提升了系统的抗干扰力,实现了系统高效可靠运行。(3)闭环控制。电气自动化系统有多种电机启动方式,如现场控制手动启用、自动启用,机旁屏手动启用等。与其他控制手段先比,闭环控制保持了系统设备的相对独立性,能够保证系统设备在没有其他控制量来源的时候,能够维持系统社会的正常运行.闭环控制是基于系统人机交互实现的,以机旁屏手动控制为例,在系统设备运转的过程中,系统各项参数会以数据的形式出现在机旁屏上,而操作人员可以通过这些数据对系统设备运行的状态进行及时的了解,并基于系统运行的需要,对相应的运行参数进行调整,进而保证系统设备生产活动的顺利进行。

3、结论

PLC系统在应用的过程中能够体现出强大的功能,不仅克服了传统系统的缺点,更提升了工作效率。随着科学技术的进一步发展,PLC系统会更加优化和完善,应用范围会更加广泛,应用程度会更加深入。

第二篇:PLC对电气自动化控制的应用论文

1、PLC实践应用主要优点

在PLC系统应用实践中,我们对其主要技术应用内容进行了技术分析,发现这一技术在实践应用中具有以下的优点。一是自动控制过程反应较快。在PLC系统应用实践中我们发现,技术人员使用了新型的自动化管理辅助继电器完成控制工作。较之传统的机械式继电器,这种继电控制技术在应用中使用了内部逻辑关系进行控制处理。所以在实际控制过程中,其控制的节点变位时间几乎为零,极大的提高了自动控制的反应速度。二是控制过程的可靠性高。在PLC系统控制技术应用实践中我们发现,这一控制系统在实际技术应用中具有良好的抗干扰能力。特别是在使用情况较为复杂的工业生产环境中,PLC系统的较之传统控制系统而言,其抗干扰高特点保证了生产系统控制可靠性的提高。三是控制操作方法简单。在PLC系统控制实际过程中,控制指令是通过较为简单控制过程完成的。这些较为直观地操作方式,即使是初学者也可以较快的掌握。这种操作简单地特点,对于控制管理的开展具有极大的实际作用。

2、PLC系统控制主要应用探析

完成对电气系统的顺序整体控制

在实际的电气系统控制过程中,利用控制技术完成系统工作顺序控制,是控制系统的重要内容。这一技术控制系统在实际控制过程中可很好的提高控制系统的工作质量与效率。在PLC控制系统实践应用中,我们发现这一控制系统在顺序控制管理中具有良好的工作方式,所以在实践应用中,可以很好地代替传统的继电控制系统,完成工业生产的电气控制工作。在实际应用中,我们对PLC控制系统的顺序开关模式进行了实践考察,发现其主要功能包括了以下内容。一是在当前的PLC控制系统实际应用中,顺序控制系统不仅可以完成单独控制过程,还可以利用信息模块与通信总线连接的方式实现整体系统,乃至生产车间的整体控制。二是在PLC控制系统中,控制主要过程是通过集控室管理完成的。这种独立集中地控制管理模式可以很好地保证自动化管理效率的提升。正是因为PLC控制系统在电气顺序控制过程中具有以上优势,所以其在自动化控制研究中的作用得到了极大的提升。

完成对电气控制系统的稳定化控制

在传统的电气系统的控制过程中,电气系统的控制过程主要是通过电磁型继电器控制系统完成的。在实际工作中,由于这一系统主要采用电磁元件进行控制。但是在实际控制过程中,这种控制系统的可靠性性较低,并存在接线复杂、维修困难等诸多问题,影响了其使用质量。而在PLC控制系统的实际应用中,因为其在实际运行中采用了软继电器进行控制操作,起高了其控制的可靠性。同时在操作过程中,工作人员可以利用简单的操作过程完成控制工作。正是因为PLC控制系统具有以上的优势,保证了其在电气控制系统的开关量控制,可以发挥出良好的作用。特别是其具有的稳定性强的特点,在实际电气控制过程中可以发挥出以下作用。一是稳定性较强的特点,可以保证电气控制过程的质量与效率的提升,确保生产产量的提升。二是稳定性强的控制过程,可以避免安全事故的产生。在实际的电气控制过程中,良好的开关量控制可以很好地保证系统稳定运行,是安全生产的必要技术支持手段。在实践过程中我们发现,PLC系统良好的稳定性特点保证了系统开关量控制的稳定,是自动控制系统的重要技术支持手段。

完成对电气控制系统的自动化管理控制

在实际的电气控制控制管理中,PLC系统的自动管理控制状态在系统控制运行发挥着重要作用。在实际中我们发现PLC自动控制系统在实际控制过程中,包括了以下工作。一是快速反应的自动化控制处理。与传统的继电器系统相比较,PLC控制系统在实践中因为其对控制反映的时间几乎为零,这就使得其控制过程中的整体反应速度高于传统的控制方法。这种高速反应的控制过程是实现自动化控制的重要保证。二是稳定的连锁化控制过程。在电气控制过程中,自动化处理中连锁控制中时间差的控制极为重要。在PLC控制系统中,由于其控制的稳定性较高,保证了连锁控制的顺利完成。

3、技术应用未来发展趋势研究

在PLC控制系统的技术发展中,我们结合系统技术应用与生产实际情况,开展了技术应用发展未来趋势的研究。在研究中我们发现,PLC控制系统技术的未来发展趋势主要包括了以下内容。

提高系统整体的抗干扰性

在PLC控制系统实际应用中,其良好的.抗干扰性特点为自动控制的完成提供了保障。所以在PLC控制技术的研究中,我们必须加强对系统整体抗干扰性的技术研究工作,特别是在高温高湿等较为恶劣的生产环境,以及生产过程中电磁干扰严重的生产环境中,提高系统整体的抗干扰性,对于技术的进一步应用具有极大的作用。

系统控制管理的网络化、数字化趋势

随着PLC控制系统的应用的推广,如何更好地提高其自动化过程就成为了我们研究的重要内容。在这一过程中,控制系统的网络化、数字化的应用就成为了我们研究的重要内容。在实际研究过程中,数字化、智能化控制技术在PLC控制技术应用得到了广泛应用。

4、结束语

随着现代化工业生产中自动化控制技术的不断发展,传统的继电器控制系统因其技术中的缺陷影响了自动化控制技术的发展。正因如此,我们在自动化控制技术研究中广泛采用了PLC控制系统技术。在实践应用中,这一技术因其稳定性好、控制简便等优势,得到了广泛应用。我们做好这一控制系统的技术发展研究,可以为工业生产技术的发展提供更好的理论支持。

第三篇:PLC对电气自动化控制的应用论文

随着时代发展,工业已经逐步实现了电气自动化,这种技术的应用极大的推动了工业的发展。近年来,PLC作为一种新型的、高科技手段被广泛的应用到工业电气自动化当中去,以期能够进一步提高工业生产的效率,从而促进整个工业的发展。

1、工业电气自动化

工业电气自动化指的是在工业企业当中的电气自动化,其中涉及到技术方面的主要包括电子、电机电器、信息、网络和机电一体化等这几种技术,随着互联网和计算机的迅速兴起,电气自动化也适时的得到了广泛的提高[1]。目前,电气自动化已经逐步的完成了信息化与开放化,在很大程度上促进了工业的发展,与此同时也就带动了整个社会经济的发展。

2、PLC概述、工作原理及其特点

PLC,即可编程控制器,这是专门为了对工业进行控制而设计的一种自动控制装置,用于控制工业生产当中的电气设备。可编程控制器之所以能够使得操作简便,是因为它融合了电气控制技术、通信技术以及计算机技术等多种技术。PLC工作的原理,主要根据工作的阶段进行分析,在不同的阶段的工作原理也不尽相同。输入采样阶段时,PLC主要是进行数据的采样,通常用到的方式是扫描,之后对采集到的数据进行读取、存储并且输入到单元格中[2]。在这个阶段中要注意输入数据状态的改变不会影响到单元数据的处理,因此应当对读取数据的信号形式进行选择以保证数据信息在任何情况下都能够被读入;程序执行阶段,PLC主要是对用户程序进行自上而下的扫描,并且按照一定的顺序、录像运算得到结果;系统输出的阶段,PLC将刷新执行中的用户程序,并且根据相应状态在刷新过程中对前一阶段数据锁存,以便能够对其他的外设装置进行更好的驱动。PLC的特点对于其在整个工作当中有着一定的影响,为了保证PLC能够发挥其作用,本文将对其特点做简要分析。PLC的特点包括其可靠性、抗干扰能力强、自诊能力强、通信性强以及能够进行故障检测和相应的信息保护及恢复。它的自侦能力可以对工作中出现的错误进行及时的过滤和硬件方面的保护;其通用性强使得PLC操作起来非常简便。除此之外,PLC能够对生产机械和生产线进行控制,甚至可以控制一整个生产的过程。它的操作简便而且易于掌握,所以对于相关人员的培训时间也较短,能够快速的投入到工作当中去。以上诸多的PLC的特点,使得其在电气自动化当中被广泛的应用。

3、PLC在工业电气自动化中的应用

在传统机床系统当中的应用

传统的机床系统有着耗能、效率低等明显的不足,很容易在工业生产过程当中出现故障而影响质量和进度,而且这些故障一旦出现,维修的难度非常大。除此之外,传统机床一直沿用继电器控制的系统,这种系统常常出现接线老化及接触不良等各种问题,严重的影响了工业的发展。PLC被应用到传统机床系统之后,根据PLC的特点能够将传统机床中所使用的软、硬件进行合理的改造和完善,并且通过编程对其进行合理控制,对机床的使用状态进行及时的了解,从而提高了机床运行的稳定性,增强了传统机床的安全性,进一步的促进了企业的发展。PLC在传统机床当中的应用主要是解决故障、提高效率。

在火电系统中的应用

火电系统中涉及到很多方面,水处理、输煤系统、排渣系统以及除灰系统等都是火电系统的辅助系统,PLC可以根据自身的工作原理对这些系统进行合理控制,与此同时应用PLC中的通讯模块实现数据的信息化、开放化,促进了各系统的相互协调。其中输煤系统和除灰系统中应用的主要是PLC的顺序控制功能,输煤系统当中主要是分层时的网络结构,纵向分为主站层、远程10站以及现场传感器三个层。可编程控制器与人机接口的设备两部分组成了主站层,OLC的CPU通常配置双机。输煤程控紫铜的控制方式采用的是控制室集中控制,并且就地设置了事故紧急停机的开关和检修用启停的按钮。除灰系统中需要进行控制的主要有输送风机、气化风机、收灰风机和管道压力,通常有PLC的传感器、主控柜和二次仪表三部分组成,有时按照网络结构时也可以疯操作员站和下位机控制器[3]。对于断路器的控制和系统的自动切换需要用到PLC的开关量控制功能。通过对PLC型号的合理选择,并且编制可行的控制程序,实现在变电所当中对于多台断路器的控制和信号的显示。

4、结束语

随着工业电气自动化的不断发展,它对于技术的要求也越来越高,使得PLC系统的产生和应用顺其自然。PLC应用在工业电气自动化中,不仅使得自身的诸多功能得到了充分的发挥,而且有效的解决了工业发展中存在的很多问题与不足。PLC的控制系统有着十分强的环境适应力,加之它变成简单,使用便捷,耗能小,在工业电气自动化中得到了广泛的应用,已经逐步的称谓了工业电气自动化的标志。

摘要:通过对应急发电机自启动要求的分析,结合装备现状、配电系统的设计要求,利用PLC(可编程控制器)改造现有设备的优势,提出了详细的设计思路和方案以供参考。 关键词:PLC 应急发电机 方案 配电系统 通过对应急发电机自启动要求的分析,结合装备现状、配电系统的设计要求,利用PLC(可编程控制器)改造现有设备的优势,提出了详细的设计思路和方案以供参考。 通常传统发电机控制采用落后继电接触器控制方式,中间继电器和时间继电器太多,体积大,功能少,寿命短,线路复杂,接点多,造成故障多可靠性差,维修困难;而采用微电子技术由于集成电路(IC)的系统芯片种类繁多,体积大,设计周期长,费用低,工艺复杂,抗干扰性差,可靠性差;而可编程控制器(PLC)是以微处理器为核心,综合了计算机技术、通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置,具有结构简单、性能优越、可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等优点,近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到了广泛的应用。 应急发电机组用PLC控制有很多优点,它主要通过软件控制,从而省去了硬件开发工作,外围电路很少,大大提高了系统的可靠性与抗干扰能力;由于它简单易行的可编程序功能,无须改变系统的外部硬件接线,便能改变系统的控制要求,使系统的“柔性”大大提高。 主要设计功能 在生产过程中突然停电,应急发电机立即给设备继续供电。应急电源原动机一般采用一台独立冷却和供油系统的柴油机,并设有自启动装置,保证在主站失电后0-50秒内启动,应急电网通常为主电网的一部分,在正常情况下,这些用电设备由总配电板供电,只是在应急情况下由应急发电机组供电,因此在应急配电板上的应急发电机主开关与主开关向应急配电板供电的开关之间设有电气联锁,以保证安全。 应急发电机组作为一个应急电源,应具备以下基本要求: 1、自动启动 当正常供电出现故障(断电)时,机组能自动启动、自动升速、自动合闸,向应急负载供电。 2、自动停机 当正常供电恢复,经判断正常后,控制切换开关,完成应急电到正常电的自动切换、然后控制机组降速到怠速、停机。 3、自动保护 机组在运行过程中,如果出现油压过低(小于)、冷却水温过高(大于95度)、电压异常故障,则紧急停机,同时发出声光报警信号,如果出现水温高(大于90度)、油温高等故障。则发出声光报警信号,提醒维护人员进行干预。 4、三次启动功能 机组有三次启动功能,若第一次启动不成功,经10秒延时后再次启动,若第二次启动不成功,则延时后进行第三次启动。三次启动中只要有一次成功,就按预先设置的程序往下运行;若连续三次启动均不成功,则视为启动失败,发出声光报警信号(也可以同时控制另一台机组起动)。 5、自动维持准启动状态 机组能自动维持准启动状态。此时,机组的自动周期性预供油系统、油和水的自动加温系统、蓄电池的自动充电装置投入工作。 6、具备手动、自动两种操作模式。 控制系统的硬件设计 应急电源多采用135系列的柴油机组,下面就以此为例用PLC实现对柴油机自启动的控制。 电路分析 设计说明:控制面板上有“手动/自动”选择旋钮, “启动”、“加速” 、 “减速、”“合闸”、“分闸”按钮,柴油机上加装接近开关(旋转编码器),用于测速度,加装油门电机用于控制柴油机转速,加装电磁铁用于停机熄火,电压检测、水温、油压都是外部开关信号。 一次启动过程:正常电失电后,经5秒确认,“启动电机”启动4秒钟,如柴油机发火运行,则接近开关(旋转编码器)测到柴油机达到启动转速,PLC立即停止“启动电机”。柴油机怠速30S后开始根据接近开关的信号加速,直到稳定转速,发电机开始发电,电压正常后合上主开关向负载供电。运行中PLC自动稳定转速。 三次启动过程:若一次启动未成功,则接近开关(旋转编码器)测到柴油机达不到启动转速速度,并在5秒后测不到柴油机转速,由PLC内部的定时器来进行控制进行再次启动,以10秒作为一个周期,三次启动时间约30秒,32秒后输出报警,如启动中接近开关(旋转编码器)测不到柴油机达转速,则直接启动失败。 启动失败及柴油机组停机:启动失败后,电磁电把油门拉回到“停机”位置,当正常电恢复时,PLC发出分闸信号并由油门电机减速到怠速60S后,电磁电将油门拉回“停机”位置,柴油机缺油熄火。 并可根据用户需要增加小型人机界面,以文字、指示灯、图案等形式显示柴油机的各种数值及状态。并可通过其面板的按钮改变柴油机的数值及状态。可修改有与时间有关的参数,对输入的数据进行范围设定,超出范围的数据拒绝输入。可以对柴油机的各种故障以文字形式显示以便于查找故障,如三次起动失败,转速高,缸温高,市电供电等等。带密码保护功能,可以防止非授权用户更改重要数据和开关量。机组--自控的特点(1)机组由柴油机发电机组和中心控制柜组成,可以单机单柜、双机单柜或联网自动化控制(无人值守)。(2)控制柜的核心是可编程序控制器(PLC),通常选用选用北京凯迪恩公司CPU306小型可编程序控制器,运行可靠,质量稳定。(3)充分利用PLC的指令和功能编制程序,尽量减少外围控制元器件和接口,电路简单,操作方便,便于维护。(4)利用PLC的高速计数器功能,准确测出机组转速,不采用原来的测速发电机、转速表,避免了安装困难并提高了可靠性。(5)控制器采用直流24V供电,并配备先进的高频开关式直流充电设备,可对蓄电池进行浮充电,保证控制柜直流供电。(6)PLC中的EPROM(只读存储器)可固化程序,使原程序长期不丢失。(7)利用PLC的通信功能可实现近程、远程集中监控。技术要求:采用旋转编码器比接近开关性能效果更好。接近开关技术要求:螺纹式接近开关检测距离10mm±10%工作电压DC型:10-30VDC 三线型响应频率400Hz 接近开关又称无触点接近开关,是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速发出电气指令,准确反应出运动机构的位置和行程,即使用于一般的行程控制,其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力,是一般机械式行程开关所不能相比的。根据所需的输入/输出点数选择PLC机型 根据自动化机组的控制要求,所需PLC的输入点数为14个,输出点数为10个。系统的控制量基本上是开关量,只有电压是模拟量,为了降低成本,可以通过检测电路把模拟量转换成开关量、如电压监测可以用电压保护器代替。这样可以选用不带模拟量输入的PLC。对于小型发电机可不加装油门电机用于控制柴油机转速。本系统选用北京凯迪恩公司CPU306小型可编程序控制器,可靠性高,体积小,输入点数为14个,输出点数为10个。电源、输入、输出电压均为24VDC。分配PLC输入输出 根据自动化机组的控制要求和电气原理图,PLC输入、输出信号分配表见表1。表1输入/输出分配表 停市电信号 油门加速 接近开关 (旋转编码器) 油门减速 接近开关** (旋转编码器)** 启动电机 电压正常 合闸 油压低 分闸 水温高 停机电磁铁 手动/自动 故障信号 启动按钮 加速按钮 减速按钮 停机按钮 合闸按钮 分闸按钮 合闸输出信号注: I全为直流24V输入Q为无源触点输出(24V3A)1表示接通0表示断开 电路设计见附录1所示:(Autocad2004打开) 发电机时序图见附录2所示:(Autocad2004打开) 发电机PLC源程序见附件:(从北京凯迪恩自动化技术有限公司网站下载最新版EasyProg软件打开)源程序是加装接近开关,柴油机每转发出6个脉冲信号,柴油机每分钟1000转,秒一个周期测速,如采用旋转编码器则秒一个周期测速,效果更佳。结论 采用PLC控制的自动化柴油发电机组,硬件结构简单,成本低廉,响应速度快,性能、价格比很高,和单片机系统相比具有极高的可靠性。经现场使用考验,性能稳定,运行可靠。另外还可以根据实际需要很方便地进行扩展。程序稍作修改,就可以满足用户不同的控制要求,对于现代智能楼宇,控制系统还可以通过通讯模块纳入到整个楼宇的监控系统之中,体现出极大的灵活性和适应性,具有极高的实际推广价值。

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电气化铁路中SVC负序补偿应用技术研究 摘要:随着电气化铁路的迅速发展,电铁牵引负荷产生的负序分量及高次谐波,除对牵引供电系统造成危害外,还会造成电力系统负序及谐波污染[1],因而,电铁的负序及谐波危害已成为制约我国电气化铁路发展的重要因素。结合电气化铁路给电网带来的影响,着重探讨电铁负序补偿中SVC的使用问题。根据国外一些发达国家如日本、澳大利亚等国成功将SVC技术应用在电气化铁路的无功和负序补偿案例以及国内SVC负序补偿应用实例,对SVC负序补偿原理及运行方式进行了研究分析,对SVC在电铁负序治理中的应用前景做了初步探讨,以期提高电力系统运行的经济效益和社会效益。 关键词:电气化铁路;负序补偿;SVC 0 引言 世界上第一条用电力机车作为牵引动力的电气化铁路于1879年在德国柏林建成。中国于1961年建成第一条电气化铁路———宝成铁路的宝鸡至凤州段。电气化铁路问世后发展很快,法国、日本、德国等国家已形成以电气化铁路为主的铁路运输业,大部分货运量由电气铁路完成。电气化机车上不设原动机,其电力由牵引供电系统提供。该系统由牵引变电所和接触网构成,来自高压输电线路的高压电经牵引变电所降压整流后,送至铁路架空接触网,电气机车通过滑线弓受电,牵引机车行驶。由于电力机车运营可以使铁路运输成本降低30%~40%,因此越来越成为发展的方向。电力机车是波动性很大的大功率单相整流负荷,对于三相对称的电力系统供电来说,电铁牵引负荷具有非线形、不对称和波动性的特点,将产生三相不平衡的负序及高次谐波电流注入电网[1],使得旋转电机转子发热、电力变压器使用寿命缩短、输电线路送电能力降低,继电保护装置误动及安全自动装置不能正常投切等诸多影响电网运行的不利因素。因此,必须对电铁机车对电力系统的影响有足够的重视并采取应对措施[2-3]。目前关于电铁谐波治理的技术已经趋于成熟[4],但对于负序的治理仍存在很多问题,传统上广泛使用的关于减小电铁负序分量的方法大多是合理安排机车及系统机组运行方式,尽量削弱电铁负序分量对电网的影响,此方法虽能在一定程度上控制电铁对电力系统的影响,但仍存在诸如列车运行方式临时变化、电力系统机组检修等问题,影响治理效果。根据电铁负荷给电网带来的负序影响,着重对SVC负序补偿基本原理及运行方式进行了研究分析;将国内外应用SVC治理电铁负序分量的案例做了综述;最后对SVC在电铁负序治理中的应用前景做了初步探讨。 1 电铁负荷负序分量对电网的影响 负序分量对电网的影响[2] 对旋转电机的影响 1)汽轮发电机转子为敏感部位,因为汽轮发电机转子负序温升比定子大,存在局部高温突出部位,国内曾发生过向电铁供电的汽轮发电机转子部件嵌装面过热受损的事故;另一方面,当负序电流流过发电机时,产生负序旋转磁场、负序同步转矩,使发电机产生附加振动。 2)对邻近牵引变电所而远离电源的异步电动机,其定子绕组为敏感部位。同时还将在电动机中产生一反向旋转磁场,此反向磁场对电动机转子起制动作用,影响其出力。在谐波和负序电流的共同影响下,国内曾发生多起定子绕组过热烧毁事故。 对电力变压器的影响负序电流造成电力系统三相电流不对称,使得变压器的额定出力不足(即变压器容量利用率下降)。 对输电线路的影响流过电力网的负序电流,只是降低了电力线路的输送能力,并不作功。 对继电保护和自动装置的影响对各种以负序滤波器为启动元件的保护及自动装置干扰:由于保护按负序(基波)量整定,整定值小、灵敏度高。滤波器为启动元件时,实际运行中已引起下列保护和自动装置误动。 1)发电机的负序电流保护误动。2)变电站主变压器的复合电压启动过电流保护装置的负序电压启动元件误动。3)母线差动保护的负序电压闭锁元件误动。4)自动故障录波装置的负序启动元件的误启动,导致无故障记录而浪费记录胶卷。在频繁误动时,可能造成未能及时装好新胶卷而导致发生故障时无记录。 负序分量影响的标准[5] 我国有关同步发电机承受不平衡电流允许值的规定如下:1)在按额定负荷连续运行时,汽轮发电机三相电流之差不超过额定值的10%,水轮发电机和同步调相机三相之差不超过额定值的20%,同时任何一相的电流不得大于额定值。2)在低电压额定负荷连续运行时,各相电流之差可以大于上面的规定值,但应根据实验确定数值。对于100 MW及以下汽轮发电机,当三相负荷不对称时,若每相电流均不超过额定值,且负序分量与额定电流之比不超过8%,应能连续运行,100 MW以上的发电机,一般认为负序分量与额定电流之比不超过5%。 2 SVC负序补偿基本原理及运行方式[6-8] SVC全称为“静止型动态无功补偿器”,主要用于补偿用户母线上的无功功率,其通过连续调节其自身无功功率来实现的,一般SVC由并联电感和电容两个回路组成,其中感性回路为动态回路,其感性无功功率可连续分相调整,使得整个装置无功功率的大小和性质发生变化,分相控制的依据为三相平衡原理。用Qs表示系统总无功功率,QF为用户负荷的无功功率,QL为晶闸管控制电抗器(TCR)的无功功率,QC为电容器无功功率,上述平衡过程可以用公式(1)来表达:Qs=QF+QL-QC=常数=0 (1)如图1所示,A为系统工作点。负荷工作时产生感性无功QF,补偿装置中的电容器组提供固定的容性无功QC,一般情况下后者大于前者,多余的容性无功由TCR平衡。当用户负荷QF变化时,SVC控制系统调节TCR电流从而改变QL值以跟踪,实时抵消负荷无功,动态维持系统的无功平衡。最简单的TCR装置组成和工作原理如图2所示:TCR的基本结构是两个反并联的晶闸管和电抗器串联。晶闸管在电源电压的正负半周轮流工作,当晶闸管的控制角α在90°~180°之间时,晶闸管受控导通(控制角为90°时完全导通,180°时完全截止)。在系统电压基本不变的前提下,增大控制角将减小TCR电流,减小装置的感性无功功率;反之减小控制角将增大TCR电流,增大装置的感性无功。就电流的基波分量而言,TCR装置相当于一个可调电纳。其等效电纳为:式中,α为晶闸管导通角;L为电抗器电感值;ω为网压的角频率。对于不对称负荷,应采用分相调节,根据瞬时电压和电流求出所需的补偿电纳。TCR分相调节的理论基础为司坦麦兹(STEINMETZ)理论,在此理论指导下,SVC能够将负荷补偿为纯有功的三相平衡系统。司坦麦兹(STEINMETZ)理论有多种表达形式,本文给出一种常用的补偿电纳公式:r分别为△连接的补偿电抗器电纳值;V为系统电压有效值为系统电压(线电压)瞬时值;ia(I),ib(I),ic(I)为系统电流瞬时值;T为采样周期,一般为10 ms。根据以上补偿理论,将一个理想的补偿网络与负荷相连就可以把任何不平衡的三相负荷变换成一个平衡的三相有功负荷,而不会改变电源和负荷间的有功功率交换,能够取得良好的电能质量治理效果。 3 SVC在电铁负序治理中的应用 国外电铁SVC应用情况 日本东海道新干线西相模牵引变,根据牵引变接入电网点检出的无功电流和负序电流,由负荷特性计算补偿电路SVC所需无功电流的数值,对TCR中的晶闸管触发信号加以控制,从而对有功功率的不平衡与负序进行补偿。澳大利亚昆士兰铁路将总容量为600 MV·A的套SVC根据需要分别装设在沿途各牵引变的低压侧,将一套340 MV·A的SVC装设在更高一级电压等级的电网。补偿后,负序电压由补偿前的下降到%。英法海底隧道采用了ABB提供的SVC以解决负荷平衡问题,通过SVC补偿后,不平衡度小于%。 国内电铁SVC应用情况 2000年10月,神朔电气化铁路(神华集团)开通,单相供电牵引所产生巨大负序电流,引起三相供电系统的不平衡,给邻近神木电厂(属神华集团)发电机组(2×100 MW)稳发、满发以及整个陕北电网的稳定和安全运行带来严峻考验。2000年11月至12月神木发电公司2台发电机组由于负序原因被迫停运,损失发电量超过1×108 kW·h。2001年330 kV神木变投运后,供电质量得到了一定的改善。根据实测,330 kV神木变2台主变并列运行时,神木发电公司单机组运行,发电机中负序电流可达到额定电流的15%(规定值<8%,2 台机组同时运行时发电机中负序电流也可达到8%的临界值)。为保证发电公司能正常发电,330 kV主变只能采用分列运行方式,1台供神木发电公司发电进网,1台供电铁牵引站送电。在该方式下,单机组发电时,发电机中的负序电流仍时有超过8%的现象发生。由于电铁的影响,神木发电公司在运行中还经韩宏飞等:电气化铁路中SVC 负序补偿应用技术研究 常出现发电变差动保护误动、循环水泵电机过负荷等故障。2002年,经过多方考虑神华集团公司斥巨资在神朔电铁供电线路上加装静止型动态无功补偿装置(SVC)以治理电铁牵引站对电网所产生的污染,包括抑制谐波、提高功率因数、快速连续无功调节、抑制电压波动和闪变、解决三相不对称等问题。神朔SVC工程与2002年5月底投入运行,并于2002年8月10日完成竣工验收移交。其间西北电力试验研究院受用户委托对该工程进行了实际跟踪测试,证明该设备性能稳定、运行安全可靠、各项指标均为优良、补偿效果良好,完全达到并优于用户要求,方案实施后取得了预期效果。该装置在国内首次实现了110 kV电铁供电线上对多座电铁牵引负荷的整体动态实时补偿,首开电铁与电网补偿综合治理的成功先例。 4 结语 SVC装置在电气化铁道中应用的主要问题是资金问题。随着我国电网建设的进一步发展以及电气化铁路大规模的建设,对SVC在电铁中的应用提出了更高要求,迫切需要设计、生产出性能最佳、价格便宜的SVC装置。辽宁某厂家生产的SVC,于1997年通过了辽宁省科委及原国家计委重点工业性试验项目鉴定,实现了国产化;中国电力科学研究院生产的SVC于2004年在鞍山红一变投入运行,也实现了国产化;在我国冶金、煤炭、化工、电铁等行业中使用的SVC,国产的占绝大多数。国产SVC实用化程度进一步提高,国产的SVC装置除具备SVC的常规特点外,还具有无水冷却(热管自冷技术),出厂前进行全载、全压试验,运行中可以进行远程实时监控运行等特征。近10 a来,国产SVC装置的安全运行实践证明了国产SVC装置技术经济指标的优越性和先进性。经辽宁该厂家建议,由全国电压/电流等级和频率标准化技术委员会牵头制定的中华人民共和国国家标准《静止式动态无功功率补偿装置(SVC)功能特性导则》和《静止式动态无功功率补偿装置(SVC)现场试验导则》报批稿已经上报,必将促进SVC的进一步发展。目前,国产SVC的规模化生产能力不仅完全可以满足我国电力系统和各行业的需要,而且还具有出口能力。目前该厂家生产的我国第一套应用于电气化铁路的高压大功率静止无功发生器亦进入最后调试阶段,此套装置将发往上海铁路局用于电气化铁路电能质量治理。首套电铁系统专用静补装置的问世,标志着我国成为世界上少数几个掌握该技术的国家。目前国产SVC已占领了国内电气化铁路系统、冶金行业绝大部分市场份额,成为世界上SVC的主要制造商之一,2006年的装机数量更是首次超过瑞士ABB与德国西门子SIEMENS,跃居全球第一,国内厂家精心研制的高压动态无功补偿装置(SVC)已具有国际同期先进水平。可以预见,随着国产SVC技术水平的进一步成熟、性价比的进一步提高,SVC在我国电气化铁路建设中必将发挥重要作用,为促进我国铁路建设实现跨越式发展提供有力保障。 [参考文献]: [1] 林建钦,杜永宏. 电力系统谐波危害及防止对策[J].电网与清洁能源,2009,25(02):28-31. 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机车车辆整车可靠性指标的探讨摘要:通过对机车车辆整车的可靠性指标进行探讨,提出了MDBF、MDBFF和上线率作为机车车辆制造企业产品可靠性指标的建议,为制造企业进一步满足用户要求、开展产品可靠性的研究奠定基础。关键词:机车车辆;可靠性指标;平均故障间隔距离;平均功能故障间隔距离;基本可靠性;任务可靠性0引言随着我国国民经济的快速发展,交通、物流与日俱增。铁路运输担负了全国货运总量的70%和客运总量的60%。作为承担铁路运输的装备———机车车辆运用的安全准点,是保证铁路运输的关键因素之一。因此要求机车车辆具有很高的可靠性。最新的国际铁路行业标准IRIS更是明确提出了对RAMS(可靠性、可用性、可维护性和安全性)的要求。因此提高产品的可靠性,已是铁路装备制造企业参与国际竞争的关键因素。由于我国对机车车辆整车可靠性的相关研究还处于初步阶段,目前只能参照其他系统的可靠性标准,凭经验及大致的统计数据来提出可靠性的要求,尚未建立成熟的可靠性指标和验收体系,使得机车车辆整车可靠性管理不尽人意。因此开展机车车辆可靠性要求的研究,建立科学规范的机车车辆可靠性指标和验收体系对于机车车辆制造企业具有深刻的意义。由于机车车辆整车的可靠性指标及其验证方法极为复杂,本文仅对其可靠性指标的建立进行探讨,并提出建议。1机车车辆整车可靠性指标现状目前从机车车辆整车的技术文件中可以看到,涉及到的可靠性指标基本上为机破率、临修率和碎修率。然而,在具体使用机破率、临修率和碎修率来考核机车车辆整车的可靠性时将存在着一些问题。根据IEC60050(191)的定义,可靠性是“产品在规定的条件下和规定的时间区间(t1,t)2内完成规定功能的能力”,它的定量化指标———可靠度,就是“产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定的功能的概率”。因此,实际上讨论可靠性就是讨论故障概率。机车车辆机破率,是以在用机车车辆总运行公里数除以从时间t=0至时间t=t1的累计机破故障数量而得到的比率。机车车辆临修率,是以在用机车车辆总运行公里数除以从时间t=0至时间t=t1的累计机车非修程入库检修的故障数量而得到的比率。机车车辆碎修率,是以在用机车车辆总运行公里数除以从时间t=0至时间t=t1的累计机车非修程不入库检修的故障数量而得到的比率。这都是一种累积故障概率(F()t)。首先,由于这种累积故障概率考核的是所有在用的特定机型的机车车辆,那么在用的机车车辆的运行公里数的大小对累积故障概率的影响很大。运行公里数越大,累积故障概率越小。同时由于每一台(批)机车车辆投入运用的时间不同,按照产品故障浴盆曲线的原理,出现的故障类型和概率是不同的。而我们就特定时间统计所有机车车辆的运用,就可能出现故障类型和概率的偏差。其次,可靠性分为固有可靠性和使用可靠性,也可分为基本可靠性和任务可靠性。机破率、临修率和碎修率,考核的是固有可靠性、基本可靠性,还是考核使用可靠性、任务可靠性,必须加以说明,否则容易对可靠性产生不同的理解,从而采取不同的可靠性保证方案。第三,机破率的统计,以导致任一列车晚点5 min(以京广线为例)的设备故障为机破故障。然而,在实际运行中,当设备故障后,影响列车晚点的因素是多方面的,它不仅与故障类型、系统的可维修性有关,还与司乘人员的技术水平、产品设计的冗余等有密切关系。如:机车运行途中硅机组因电容击穿显示主接地故障,司乘人员隔离部分电机维持运行,正点到达,未造成机破,但实际上产品出现了故障;有时,也可能因培训不到位,司乘人员对产品不熟悉,可能操作不当,使得列车晚点而导致机破,但产品本身却未出现故障。从上述分析可以看出,机破率、临修率和碎修率难以真实、全面的反映产品的可靠性,对推动制造企业提高产品可靠性的作用有限。因此,有必要对机车车辆整车的可靠性指标加以研究与探讨。2机车车辆整车可靠性指标国际电工委员会(IEC)、欧洲标准(EN)均针对轨道交通制定了可靠性要求,即IEC 62278、EN 50126、EN50128、EN 50129等。但这些标准仅给出了轨道交通适用的可靠性典型参数示例,不具有实际的操作指导意义。通过对比IEEE有关标准和机车车辆实际运行经验,在考虑机车车辆整车可靠性指标时,建议使用平均功能故障间隔距离(Mean Distance Between Functional Failure,MDBFF)、平均故障间隔距离(Mean Distance Between Fail-ure,MDBF)以及机车车辆上线率(On Line Service Rate)三个指标来综合衡量机车车辆整车的可靠性。MDBF作为机车车辆整车基本可靠性的特征量,可以反映出整车运用对维修人员、维修时间、维修费用、备品备件需求的要求。一个系统基本可靠度低,即使能够满足任务可靠度的要求,也会导致系统维护成本高。或者说通过设备冗余的保证,虽然能够满足任务可靠度,但其后发生的维修成本也是不可忽视的,由此带来的系统复杂程度增加,系统基本可靠性也会降低。从国际轨道交通装备制造企业设立的质量指标来看,有6项指标属于MDBF要衡量的范围。具体如下:1)零公里故障:产品到段尚未正式投入运用阶段出现的故障。2)早期故障:产品投入运用至定义的最短修程阶段出现的故障。3)运行故障:产品在正常运行中出现故障但能到达目的地。4)非定期检修:不在规定的修程时间所进行入库检修和不入库检修。5)停机故障:产品在运行中突然停机,但因重联或连挂的原因能够被牵引到达目的地。6)使命故障:产品在运行中故障而不能到达目的地。MDBFF作为机车车辆整车任务可靠性的特征量,可以反映出整车在规定的时间段内或任务段内完成规定功能的能力。这个特征量与我们现行通用的机破率有近似之处,但量纲不同。作为制造企业,为了保证整车的任务可靠,不得不在整车设计中考虑一定的设备冗余,同时又得兼顾系统的简化,这是一对矛盾。MDBF和MDBFF两项可靠性指标反映的是机车车辆在承担运输任务过程中的质量状况,它们均不能反映机车车辆不承担运输任务时的质量状况。有时,上线运行的机车车辆质量状况良好,没有出现故障,但在段备用的机车车辆质量状况却不佳,甚至不能上线运行。虽然MDBF和MDBFF两项可靠性指标能满足要求,但备用机车车辆的质量状况却无法满足用户的要求。因此,国际铁路行业引入了上线率这一指标。机车车辆上线率的定义是上线运行的机车车辆数与良好的备用机车车辆数之和除以总机车车辆数。上线率指标客观地反映了制造企业的服务质量、产品的可维护性和可用性水平,也影响了用户运输的可靠性,是用户目前关注的焦点之一。因此,机车车辆整车上线率也应当作为可靠性的指标。综上所述,可以将MDBF作为基本可靠性指标,衡量机车车辆整车对维修人员、维修时间、维修费用、备品备件需求的要求。将MDBFF作为任务可靠性指标,衡量机车车辆整车完成规定功能的能力。上线率作为整车可靠性的关联指标。3 MDBF和MDBFF的测算由于机车车辆是大型机电产品,不能简单以电子零部件或机械零部件来测算可靠性数据。虽然零部件本身故障模式的种类并不多,但成为整机产品后,需考虑的因素就比较多了,如各零部件所具有的故障模式的组合,由于零部件的组合而组成的(不是来自零部件的故障)故障模式的复合。因此从整机来看,形成大量近似函数的复合,其形式变得复杂。实际测算中,可以用威布尔概率纸测算故障概率直线的斜率,以获得形状参数m来确定故障的性质(m=1,偶然性故障;m>1,耗损性故障)。用指数分布来概算故障率λs,系统的每个单元都服从指数分布,则单元可靠度R(i)t=e-λit系统可靠度R(st)=e-λ1te-λ2te-λ3t……e-λnt=e-λst系统故障率λs=λi平均故障间隔时间MTBF=1/λs考虑到传统上机车车辆故障是按照运行公里数进行统计,加之机车车辆在段备用的时间对平均故障间隔时间将产生影响,因此建议采用平均无故障间隔距离(MDBF)来代替平均故障间隔时间进行可靠性的概算,仍然要统计1/λs。以配属三个机务段的某车型某年十月份的故障统计,来测算该车的MDBF和MDBFF,可以看出其与机破、临修的差异,如表1和表2所示。通时,RC回路中的冲击电流过大(为电容器最大工作电流的倍),使电容器加速老化,出现降级或损坏。电阻的功率为最大工作功率的倍,不能满足电阻的工作要求。2)采用改造后参数(R=Ω,C=18μF),在整流桥90°开放,晶闸管导通时,电容的放电电流的峰值只为改造前取值的1/3,电阻的功率也比改造前参数取值下降100 W左右。晶闸管关断时,电容器的放电电流峰值为改造前的1/2,更好地改善了整流元件的工作条件。3)改造后,在整流桥90°导通时,电容器的极限工作电流值只为最大工作电流的倍,电阻的极限工作功率为最大工作功率的倍。考虑到整流桥90°换向为瞬时发热,电阻有一定的散热时间,电阻出现烧损的可能性较小。4结语2007年底在新乡机务段和准格尔机务段,按照上述改造方案各试改了5台SS4改型机车,运行至今没有再次出现RC回路电阻和电容烧损击穿问题。说明该改造方案能解决SS4改型机车RC回路电阻和电容烧损击穿故障。并且该改造方案简单,改造成本低,适合在其他SS4改型机车进行批量改造。参考文献:[1]张有松,朱龙驹.韶山4型电力机车[M].北京:中国铁道出版社,[2]2001.[2]蒋家久.电力机车牵引绕组阻尼电路参数匹配对设备安全的影响[2][J].铁道机车车辆,2005(4).

电力机车在我国的国民经济和社会发展中起着大动脉的作用,同时对国家经济持续增长和社会安全所起的作用也是其他运输方式所无法替代的。下面是我整理的电力机车新技术论文2500字,希望你能从中得到感悟!

电力机车新型智能真空主断路器的研制

[摘要]针对现有电力机车主断路器的不足,研制一种新型电力机车真空主断路器,以“1+1”方式安装,在某主断路器发生故障时,司机可通过开关切换到另一台主断路器,保证机车不因为主断路器故障而发生机破。

[关键词]“1+1” 电力机车 智能 真空主断路器

主断路器是用来接通和分断电力机车的高压电路,是机车的电源总开关,同时,当机车发生故障时它又可迅速切断机车总电源以保护其他设备,是机车最主要的保护装置,所以主断路器具有控制和保护的双重功能,其可靠性直接影响机车的安全运行。

目前,电力机车安装的主断路器分空气断路器和真空断路器。由于空气断路器结构复杂、故障率高而不被新型机车采用,但普通真空断路器也存在绝缘强度薄弱等不足,

因此我们于2008年9月立项研制一种电力机车新型真空主断路器,以“1+1”安装方式,即两台主断路器安装在同一底座上,控制装置也相互独立。实现一台机车上有两台主断路器交替工作,避免因单台主断路器发生故障而引起的机破,保证机车安全运行。

1设计思路

两台主断路器、两套装置

目前,电力机车上主断路器只有一台,无论是空气断路器还是真空断路器,在运行中一旦主断路器发生故障,则机车只能停止运行等待救援。因此我们设计增加一台主断路器,当一台主断路器发生故障时可以有另一台替代使用,确保机车正常运行。同时为了不过多地改变机车原有的构造和尺寸,我们设计将两台主断路器放置在同一台底座固定板上,以便于安装。

采用真空灭弧

为提高主断路器的使用寿命和减小主断路器的体积,我们取消原空气断路器的隔离开关,并把灭弧室改用真空灭弧室。真空灭弧的电性能和机械性能高,绝缘强度比大气的绝缘强度要高得多,同时由于采用真空灭弧,所需的间隙很小,可以实现提高使用寿命和减小体积的设想。

采用永磁机构

为保证主断路器分合闸动作的可靠性,我们将传统的

电空机械装置改成永磁机构,使整个操动机构结构简单可靠、工作寿命长、操作功率小、作用特性与断路器的反力特性很好匹配,且能做到合闸速度较小而分闸速度较高的理想结构。

2结构和原理

“1+1”电力机车智能真空断路器以底座为界,分为高压和低压两部分。高压部分位于机车顶部,由引出线和断路器主体组成。低压部分由永磁机构和智能控制装置组成。永磁机构的运动部件只有一个,具有合闸、分闸两种状态。永磁机构的拉杆带动真空灭弧室作直线运动。

图3新型智能真空主断路器结构示意图

灭弧室单元由长寿命真空灭弧室和复合绝缘材料组成,通过固体绝缘密封技术和连接件组成一体,永磁机构通过连接螺杆直接安装在开关体上,通过控制得电动作,控制连接螺杆上推和下拉。合闸时,连接螺杆上推,压动开关体内绝缘拉杆,带动触头弹簧和传动件,使真空灭弧室动触头闭合,并以恒定压力压紧,使动静触头紧密接触;分闸时,连接螺杆下拉,同样通过开关体内绝缘拉杆和传动件拉开灭弧室动触头,使开关打开。在开关动作的同时,安装在永磁机构上的联锁拨杆同时上下移动,带动直线凸轮,使联锁开关打开或闭合。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ―磁力线分布图;

①―静铁芯;②―动铁芯;③―合闸线圈;④―永久磁铁;⑤―分闸线圈;⑥―导向轴。

永磁机构处于合闸位置,永久磁铁产生的磁力线如图中Ⅰ。这时,下部磁路磁阻远大于上部磁路,动铁芯②保持在合闸位置。分闸时,分闸线圈⑤通电,分闸线圈中的电流产生磁场,其磁力线方向如图中磁力线Ⅱ。分闸线圈在上部工作气隙产生的磁场方向与永久磁铁所产生的磁场方向相反。当分闸线圈中的电流达到某一值时,机构上端的磁力线被抵消殆尽,动铁芯开始在触头簧(或分闸簧)及少量电磁力的作用下向下运动。随着底部气隙的减小,气隙磁阻也逐渐减小,当下部气隙的磁感应强度远远大于上部气隙的磁感应强度时,动铁芯向下将呈加速运动。当动铁芯运动至行程一半后,线圈电流和永久磁铁产生的合成磁场,其方向是向下的,于是,又进一步加速了动铁芯的运动,直到断路器分闸到位。断路器分闸到位后,连锁装置将信号返回控制器,自动切断分闸线圈⑤中的电流,动铁芯保持在分闸位置上。

3各部件的设计

灭弧室的设计

普通真空灭弧室还不能直接应用到电力机车上。因为普通灭弧室的寿命为1万次,而电力机车上断路器分合动作频繁,1万次的寿命使用期限也就一年左右,所以我们采用双断口串联,可提高分断高电压的能力;触头间距为小开距,可极大地提高灭弧室的寿命。为了保证断口同步断开,设计采用特殊的传动机构,使不同步度小于1ms,小于2ms的安全值。另外,我们还采用特殊结构的波纹管,以配合小开距,使灭弧室的寿命>30万次。大量的动态分析试验证明,本文所述的真空断路器的机械寿命达到20万次以上。

我们设计分断最大短路电流为10kA,但灭弧能力为20kA,实际裕度为l倍之多。灭弧室中,动静触头材料选择铬铜合金,截断电流为5A以下,可有效防止操作过电压的发生。

操作机构及传动的设计

在各种条件下都应可靠地分、合闸,是主断路器对操动机构的基本要求之一。目前广泛使用的操动机构有电磁、弹簧、气动、液压电动,但其机械故障率占主断路器总故障的70%左右。为此,我们采用无磨耗件精密型永磁机构,不但保证了主断路器长期动作的可靠性,而且满足主断路器分、合闸及灭弧特性要求。灭弧室需要的闭合力为1000~1200kN,永磁机构闭合力设计为3300kN,足以确保机构的正常动作,传动中的触头弹簧寿命>500万次,机构动作安全可靠。

我们采用钕铁硼(Nd-Fe-B)永磁体,因为它有高的剩余磁感应强度,Br可以达到(退磁曲线上磁场强度H为零时,相应的磁感应强度,也成为剩磁)以及高的矫顽力,使永磁体很不容易退磁。永磁机构的压力和触头压力相比,留了100%的裕量,以保证足够的安全性。

永磁机构通过电磁机构和永磁铁的特殊结合实现传统机构的功能,电磁线圈和磁路为静止机构,只要设计合理,没有外力破坏,一般它不会损坏。大量试验证明,只要选材合理,精心设计,永磁机构本身机械寿命可以达到100万次以上。

永久磁铁与分、合闸线圈相配合,较好地解决了合闸时需要大功率能量的问题,因为永久磁铁可以提供磁场能量,作为合闸之用。永磁机构工作时,只需瞬时供电,一般小于60ms,在分、合闸状态时,线圈没有电流通过,保持力由永磁铁提供,不再消耗能量。这就使我们可以减小合闸线圈的尺寸和工作电流。因此,永磁操动机构可以做到真正意义上的免维修、少维护、长寿命。

绝缘设计

高压开关的绝缘设计至关重要。由于车顶空间的限制,绝缘距离不能很大。电瓷绝缘材料绝缘优良、价格便宜,但联接须采用金属连接件,体大物重,不耐碰撞,内外温差大时容易开裂。根据电力机车上的使用环境条件,我们选用粘接力强,机械强度高,有较高的耐寒、耐热、耐化学稳定性的APG工艺复合绝缘材料,双断口上进上出,在空气湿度100%饱和情况下,空气间绝缘距离>400mm,电压等级,外爬距、内爬距,对地耐压80kV/lmin,断口间耐压85kV/lmin。APG工艺复合绝缘材料与水不亲和,可防止因雨水绝缘放电,从而有效地防止瓷瓶放电事故的发生。

智能控制器及联锁设计

永磁操动机构必须在控制器的驱动下才能实现开关的分合操作,因此,控制器的性能优劣对断路器的性能有很大的影响,要保证断路器的可靠工作,就必须要有一个可靠的控制器。

系统组成的原理

智能控制器主要由5部分组成:电源模块、输入模块、输出模块、CPLD智能控制模块、驱动模块。我们采用复杂可编程逻辑器件CPLD作为智能控制部件,借助于计算机,在EDA工具软件quartus II平台上,以硬件描述语言VHDL为系统逻辑描述手段,自动完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合、以及逻辑优化和仿真测试,直至实现规定的电子线路系统功能。这种纯硬件的实现方式在工作可靠性方面有很大的优势,这是因为硬件电路不管受到什么干扰,其电路结构不会发生变化。采用EDA技术的全硬件实现方式,由于非法状态的可预测性以及进入非法状态的可判断性,从而确保了从非法状态恢复到正常状态的各种措施的可行性。

可靠性设计

电磁兼容性设计

永磁操动机构在运行中由于开关大电流而产生很大的电磁干扰,永久磁铁和线圈均会产生很大的磁场干扰,另外,开通和关断过程中,电容充放电亦会产生幅值很大的脉冲电压和脉冲电流,会通过电源通道耦合到控制器自身,所以抗干扰问题对于控制器来说非常重要。我们在设计中采取的措施主要有:①电源输入加有性能优良的电源滤波器,可以防止通过电源线的传导干扰;②专用芯片通过光电电路完全与外部I/O部分隔离,以保证专用芯片安全运行;③模拟电路滤波和专用芯片数字滤波同时使用,确保不会发生误动的情况;④电路板精心设计,精心布线,避免线路之间的串扰。

电力电子电路的可靠性设计

电力电子电路是控制器的另一个关键部件,它的负载是一个大的电感,在开通和关断过程中会产生很大的动态dv/dt,加之工作电流很大,使器件有可能同时受到大电流、高电压和寄生电容中的位移电流的作用,所以确保这部分电路稳定可靠的工作亦很关键。

①在设计中使用抗冲击能力强、dv/dt性能好的IR公司生产的IGBT和IGBT控制芯片;

②精心设计电路参数,反复测试,保证输出波形好;

③精心设计和调试吸收电路,保证驱动电路稳定工作;

④过流保护电路,确保电力电子电路的安全运行;

⑤为防止长时间通电,采用的控制算法是:正常时采用最短时间与开关位置信号控制,在位置信号失效时采用最长时间控制。

智能自诊断、自检测设计

控制器采用全硬件状态机作为整个系统的工作调度,这就使其可以充分发挥全硬件电路容错技术的优势,在运行中可以对各种状态进行跟踪,可以监视各种非法状态,由非法状态转入正常状态只需要几个微秒,因而不会因进入非法状态而对系统造成影响,确保在运行中不会出现死机现象,即确保控制器永远保持在运行状态。

零位断合

利用电子操控计算机的多余功能和精密性永磁结构优势,设计零电流打开和零电压闭合的智能控制技术,即适时采样,计算发令,自适应修正等,使断合点在零位正负2ms以内。经模拟试验表明,该项技术达到了预期效果,较好地抑制了过电压的产生。

传动关节点的固体润滑技术

为了使断路器实现其真正意义上的少维护、不检修,甚至不维护,断路器的几个转动关节,采用了二硫化铝加石墨的固体润滑技术,寿命试验的结果基本达到了预期的目标。

4主要技术指标

工作电压:AC25kV;最大工作电压:AC30kV;

工作电流:ACl000A;最大工作电流:AC1250A;

工作频率:50Hz;

额定短路开断电流:ACl0kA;

额定峰恒耐受电流:;

最大开断电流:AC20kA;

控制器工作电压:DC110V;

开关动作反应时间:≤20ms;

开关动作时间:≤50ms;

开关动作控制器永磁机构通电时间:≤25ms。

5执行标准

TB/(机车车辆电气设备、第四部分,电工器件交流断路器规则)

TB/T2055-1999(机车真空断路器技术条件)

TB/T3021-2001(铁道机车车辆电子装置)

GB/(电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验)

6主要技术特点

①采用先进的复合绝缘材料,具有抗老化、防紫外线、高强度及优良的电气绝缘性能;

②断路器主体采用先进的APGP注射成型工艺加工技术;

③专门研制的长寿命的真空灭弧室;

④国家专利技术的永磁操动机构;

⑤开关内部结构简洁、稳定性好;

⑥可靠性高;

⑦与机车原有主断路器有互换性。

7结束语

“1+1”电力机车智能真空主断路器于2009年5月19日在福州机务段的SS3B4045机车上安装试用,运用至今仅出现过一次真空断路器控制预备中间继电器联锁线断,导致继电器不得电,机车无压无流。但正因为这种断路器有两台断路器,运行中司机通过切换,启用另一台断路器,照常运行,回段处理,不造成机破。这也正体现了这种断路器的优越性。

浅析电力机车空转原因及处理

[摘 要]本文通过对电力机车空转故障分类、故障原因、故障判断检测以及故障处理方法进行分析,为保证机车运行安全,确保铁路提速和重载牵引能够顺利进行提供一定的理论依据。

[关键词]电力机车 空转故障 处理方法

中图分类号:U269 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)07-0330-01

铁路在我国的国民经济和社会发展中起着大动脉的作用,同时对国家经济持续增长和社会安全所起的作用也是其他运输方式所无法替代的。随着机车运行速度的提高和牵引定数的增加,机车出现空转故障的几率越来越大,对机车安全运行的影响也越来越明显,因此,完善机车控制系统和提高乘务员操作水平,防止机车空转故障的发生,是保证机车运行安全,确保铁路提速和重载牵引能够顺利进行的关键所在。

1.电力机车空转现象及防空转系统

空转故障分类

轮对产生的轮周牵引力大于轮轨间的黏着力时车轮就会发生空转。根据机车实际运用中空转故障发生的情况,机车空转故障分两类:一是非正常空转,即大空转或真空转,恶化后会导致轮轨擦伤:二是正常空转,即假空转,及时采取人工补砂的措施会有明显的效果。

防空转系统

电力机车电子柜或微机柜均设置了微机防空转系统,该系统是以提高黏着利用率及防止大空转为主,允许一定程度的微小空转。当轮对空转趋势达到一定程度,就将相应的电机电流高速大幅度削减,可使空转很快得到抑制,然后再以一定规律恢复牵引电流。

2.电力机车空转故障的原因分析

正常空转的原因

(1)机车转向架到司机室端子排的光电传感器接线断路或绝缘破损,引起速度信号异常,导致假空转。

(2)光电传感器故障引起假空转。电力机车上目前使用的光电传感器大部分是TQG15B型传感器,当传感器芯片烧损或绝缘破损、传感器引出线绝缘破损,线路断路、短路或接触不良等,瞬间无速度信号输出或速度信号受干扰,都会引起假空转。

(3)光电传感器接线盒进水,引起线路接地或短路将导致假空转。

(4)电子插件故障。防空转系统电子元件超出使用寿命期限,造成插件程序故障。

非正常空转的原因

(1)电力机车轮缘喷油装置喷油量太大、线路道岔油润过多等也会引起机车真空转,伴随空转灯亮、撒砂、减载等。这种情况下,机车检修部门应适当调节轮缘喷脂装置的喷油量或改为干式轮缘润滑装置,防止真空转。

(2)司机操作不当。电力机车在运行中,司机操作不当,手柄指令过高,容易发生真空转。因此,机车在雨天或坡道上起车或行驶时,指令不应一次给得太高,当速度起来后再继续追加电流。当发生真空转或滑行时,司机应适当降低手柄级位,待速度起来后再追加电流,抑制真空转发生。

3.电力机车空转故障判断及检测方法

一般故障的显示

机车在运行中遇到启车加速、持续大坡道大电流运行、过岔区、曲线运行、轨面有油、冰、雨、雪天气经常会发生空转、滑行或电流电压波动等现象,机车乘务员可采取人工补砂的措施。发生大空转时,空转灯亮、自动撒砂、电流电压波动频繁,而且电流电压波动弧度大。发生小空转时有时空转灯不亮、不下砂,只是电流电压在小范围内波动。这种情况下,机车乘务员只需切除电子柜上方或微机防空转上的“空转保护”开关即可或将电子柜倒B组维持运行即可让防空转系统正常保护动作。

机车进行库内检测

机车在运行中发生空转故障回段报修时,可利用光电传感器动态检测仪。光电传感器动态检测仪简单来说是一个在机车静止的状态下,能给光电传感器提供均匀的速度信号,并且能实时观察速度及频率大小、变化情况,速度信号输出波形的检测设备。利用该设备,可以在库内对机车光电传感器及相关线路进行检测,可以较准确地判断出造成空转故障的故障点,并在库内做相应的处理,大大提高了处理空转故障的效率,同时减少了机车试运行,减少了检修或技术人员跟车处理的次数,节约了人力资源,提高了机车的运用效率。在库内进行检测无结果的就要跟车用便携式示波器进行动态检测。

跟车进行动态检测

由于机车在运行中产生剧烈振动,使空转保护系统某些线路瞬间接触不良,引起速度信号丢失,从而造成空转,这种情况是极少数的。这类故障在库内机车静止的情况下是很难检测到故障点,因此,必须派人跟车使用携式示波器进行动态检测,另外也可用示波器检测。

4. 空转故障的处理方法

运行中对空转故障的处理

(1)如果是正常空转,乘务员只需及时采取人工补砂的措施就会有明显的效果。

(2)机车电流、速度大于某值,空转、撒砂不止,电流卸载不能恢复,可能是某一速度传感器发生故障,乘务员可根据防空转系统自动查找出故障传感器,自动切除该位置速度传感器,并在插件面板上显示,然后可正常操作机车运行,回段后向检修人员报修。

(3)微机防空转插件板故障可能使电机电流达到某一值而卸载,机车并没有发生空转就发出减载指令,牵引时无恒速控制。此类故障乘务员可通过将防空转故障开关转到故障位运行来判断,如果正常,就可判断为防空转系统故障,回段后报修。

回段对空转故障的处理

(1)机车回段后,检修人员对报空转故障的机车要详细了解运行中的情况,例如空转发生区段的自然状况,乘务员是否采取自诊断功能,是否切除防空转功能等。

(2) 光电传感器信号线故障的检测及处理

若在司机室端子上检测到某轴位传感器信号不良,而光电传感器下车检测又正常的情况下,可以判定为该位传感器的信号线故障。表现在线路断路、短路、接地。可以通过数字万用表进行检测线路的通断,用250V兆欧表检测其线路绝缘状态。确定线路不良时,必须进行换线才能彻底处理。换线时应注意不要损伤插头及线,接线时应按照接线表对应接线,防止接错线。

(3)光电传感器故障的检测及处理

电力机车光电传感器可以通过车下检测设备进行检测,确定传感器故障后,则可更换光电传感器。光电传感器在安装上车时,传感器与轴箱之间要加防水胶垫,同时传感器引出线应斜向下,防止进水,同时要避免引出线过度弯曲。光电传感器接线插头与接线盒插接应牢固,用绝缘粘胶带包扎好,防止进水。

总而言之,能够根据电力机车空转的具体情况,对机车产生空转故障的原因进行正确综合的分析,并提出故障处理方法,可减少因空转引起的机车故障及行车事故发生率,提高机车的运用效率,确保机车运行的安全性。

参考文献:

[1] 王迁.浅谈电力机车的空转故障[J].机车电传动,2009(6):60-61.

素材机位论文

有关于论据的的素材很多,非常适合放到议论文中,我整理了议论文论据素材大全,来看一下!

岳飞“精忠报国”

岳飞应募参军,因战功累累不断升职,宋高宗亲手写了“精忠岳飞”四个字,制成旗后赐给他。又召他到寝阁,对他说:“中兴的大事,全部委托给你了。”金人攻打拱州、亳州,刘锜向朝廷告急,宋高宗命令岳飞火速增援,并在赐给岳飞的亲笔信中说:“设施之事,一以委卿,朕不遥度。”岳飞于是调兵遣将,分路出战,自己率领轻装骑兵驻扎在郾城,兵锋锐气十足。

但是,后来高宗和秦桧决定与金议和,向金称臣纳贡。就在岳飞积极准备渡过黄河收复失地的时候,高宗和秦桧却连发12道金字牌班师诏,命令岳飞退兵。后岳飞被以“莫须有”的罪名毒死于临安风波亭,时年仅39岁。

分析:“国家有难,匹夫有责”。岳飞的忠勇故事千百年来激励了一代又一代中国人。每当外侮当前,人们总是以岳飞为榜样,坚决抵抗。

话题:“国难见忠心”“国家与个人”“忠君与爱国”

阿甘

阿甘--跨越缺陷,成就精彩影片《阿甘正传》讲述了阿甘由一个连最基本的走路都有障碍、智商低下的人,最后成为拥有亿万资产的富翁的感人故事。阿甘把自己仅有的智慧、信念、勇气集中在一点,什么都不顾,只知道凭着直觉在路上不停地跑,他跑过儿时同学的歧视、跑过了大学的足球场、跑过了炮火纷飞的越战泥潭、跑过乒乓外交的'战场、跑遍了全美国,并且最终跑到了他的终点--成功的光环在他头上闪耀着。阿甘是一个智障人,但是他跨越了自身的缺陷,在不断的奔跑中成就了自己,创造了奇迹。

文天祥宁死不屈

南宋民族英雄文天祥,兵败被俘,坐了三年土牢,多次严辞拒绝了敌人的劝降。一天,元世祖忽必烈亲自来劝降,许以丞相之职,他毫不动摇,反而斩钉截铁地说:“唯有以死报国,我一无所求。”临刑前,监斩官凑近说:“文丞相,你现在改变主意,不但可免一死,还依然可当丞相。”文天祥怒喝道:“死便死,还说什么鬼话!”文天祥面向南方慷概就义了,给世人留下一首撼人心弦的《正气歌》。

1、高中议论文万能素材:善良的屠格涅夫 1878年冬天,一个衰弱不堪、嘴唇冻得发青的乞丐在街上拦住了匆匆经过的屠格涅夫。乞丐伸出一只通红的、肿胀的、肮脏的手,向作家乞讨。作家掏遍了身上所有的口袋,但什么都没找到。他窘极了,便紧紧地握住乞丐颤抖的手:“别见怪,兄弟,我身上一无所有。”乞丐也“紧紧地握了握”作家的手。“哪里的话,兄弟,”乞丐口齿不清地慢慢说道,“就这也该谢谢您啦。这也是周济啊,老弟。” 2、高中议论文万能素材:肖邦的遗愿 1830年11月,费列德利克·肖邦(波兰作曲家、钢琴家)决定到外国深造,为祖国争光。出发前,朋友们为他举行了一个送别晚会。肖邦满怀感激之情,接受了朋友们赠送的装满祖国泥土的银杯,表示永远不会忘记可爱的祖国。 肖邦辗转于维也纳、伦敦、巴黎等地,通过他的艺术活动,增进西欧人民对当时正在受难的波兰人民的同情和了解。可是,在辗转流离的生活中,他得了重病。 1849年秋天,肖邦临终时告诉从华沙赶来的姐姐,波兰反动政府是不会允许把他的遗体运回华沙的,他要求至少把他的心脏带回去。 肖邦的心脏,按照他的遗愿被送到华沙,埋葬在曾哺育他成长的祖国大地中。 3、高中议论文万能素材:球王贝利的养成 贝利成名后,有个记者采访他。“你的儿子以后是否也会同你一样,成为一代球王呢?”贝利回答:“不会。因为他与我的生活环境不同。我童年时的生活环境十分差,但我却正是在这种恶劣的环境中磨练我坚强斗志,使我有条件成为球王,而他生活安逸,没有经受困难的磨练,他不可能成为球王。”

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机电设备的安装好坏对企业的日常中安全和经济运行起到最直接的影响效果,对于机电设备的安装是众多工程人士关注的对象。下面是我整理的机电一体化毕业论文。欢迎参考!

机电一体化毕业论文一

摘要:随着经济的发展,机电一体化技术也得到了快速发展,而机电一体化在工程机械中的应用与发展也促进了工程机械的不断进步。

本文主要对机电一体化技术以及其在工程机械中的应用与发展进行了分析研究。

关键词:工程机械 机电一体化技术 应用 发展

引言

随着科学技术以及新兴科技突飞猛进的发展,极大地促进了学科之间的相互渗透、融合,同时也促进了工程建设领域的革新与创新。

目前,机电一体化已经渐渐成为一种独立的技术,在各行各业都有不同程度的应用。

尤其是科学技术的发展,在很大程度上促进了机电一体化的进步与创新,并且在工程机械中得到了很好的应用。

积极地采用机电一体化,将机械、电子技术和液压技术进行了有效的结合,大大地提高了机械的多种功能,

比如说,动力性能提升,燃油的经济效益提高,安全性和可靠性大增,操作的精准度和舒适度都大幅度提高,机械的使用寿命也随之延长。

所以,研究工程机械机电一体化的应用与发展有着重大意义。

一、机电一体化技术的概述

机电一体化就是综合地运用机械、计算机、微电子、电力电子、光学、接口等技术,对各个功能进行合理的配置,从而实现了高质量、多功能、低能耗的价值和功能。

机电一体化也称之为机械电子学,属于一门新兴的边缘综合科学, 机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、控制技术和

精密机械技术有机结合,并综合应用到实际中去的综合技术。

主要是通过微电子技术的应用,把微电子技术引进到相关的动力功能、机械主功能、控制功能等方面,在软件方面能够使得机械装置与电子装置相互进行有机结合而形成有效的系统。

而随着科学技术的发展,机电一体化技术也得到了快速发展,并且处于不断创新与进步之中。

机电一体化技术逐渐走向了高智能化、微型化、网络化、个性化和绿色化的趋势。

而机电一体化技术在工程机械中的应用,能够使得各种性能方面都得以明显改善,比如操作舒适性能够得以有效提高;机械能耗能有效大幅度降低,明显提高机械功效。

可靠性不断提高;不断提高相应的作业精度和作业效率。

二、工程机械机电一体化技术的应用

机电一体化技术具有广阔的发展前景和极高的应用价值,尤其是在工程机械中的应用更具广泛性和有效性,机电一体化技术在工程机械中的应用主要表现在以下几个方面:

1、机电一体化技术的在工程机械提高生产效率、节能降耗方面的应用

在传统的工程机械中,能量的充分利用率和使用率比较低。

比如说,液压挖掘机其燃料的充分利用率仅仅占了30%,剩下的70%左右的能量都被浪费了。

在能源资源高度紧张的今天,迫使机械工程的发展必须向着“节能降耗”的方向发展。

比如说,小松公司生产的挖掘机能够很好地达到节能降耗的目的,大约可以节省23%的燃料,最主要的原因就是新型的控制节能器的采用。

日立公司生产的挖掘机,采用了“卡特电子效率”节能控制体系,通过对泵以及发动机的综合、全面控制,大大提高了利用率,其能量利用率能够达到98%左右,生产率也相应地得到了大幅度的提升。

所以说工程机械中电子节能控制器的运用,大幅度提高挖掘机等大型工程机械设备的能量利用率,一定程度上发挥到了节能的作用。

电子节能控制器操作比较简单,对机械的磨损也相对减少,从而提高了工作的效率。

2、在自动化以及半自动化的作业全过程中的应用

工程机械全面地实现作业自动化以及半自动化水平,可以有效地降低操作人员的劳动强度,有效地提高生产效率,大大减少了因为操作人员的经验不足或技术不到位对于操作精度的影响。

比如说,三菱公司设计生产的挖掘机,有控制挖掘机轨迹系统的功能,相关的操作人员在控制板上将铲斗的运动形状和运动轨迹设定好之后,

相应的微机操作系统就会根据不同角度的传感器发出的信号,对动臂、铲刀和斗杆的运动进行自动的控制,从而实现多种特定断面沟槽、开口和斜坡的精准挖掘,有效地实现了挖掘操作的自动化水平。

3、在控制柴油机上的应用

要想进一步深入发展柴油机技术, 应该要解决发动机排放质量与最低油耗间的矛盾。

在电子技术发展十分迅速的今天,采用电子节能液压泵系统能够有效减小能耗, 还能自动控制冷风扇的转速随温度的变化, 这样的条件下, 电子控制自动变速,

还包括根据负荷条件自动调节柴油机油门等内容都能得以实现, 能够使得在各种变工况下的柴油机,在满足经济指标和排放指标的最佳喷油时间的同时, 能够实现净化排气、节约能源、提高效率。

4、机械操作的自动化能够降低劳动强度

在工程机械施工操作中引入机电一体化实现操作的自动化或者半自动化,这样大大降低了劳动强度,提高了工作效率,并且大大减少了因为操作者工作经验不足而造成的作业精度的影响。

5、在工程作业精确度方面的应用

在工程机械设备中使用电子控制系统可以将称量的过程自动化,对称量系统实现微机控制,使得称量更加精确。

自动找平装置的应用,大大提高了混凝土沥青摊铺机的工作效率和施工质量。

自动供料系统(超声波技术)的应用,完美地完成了混凝土沥青摊铺机对于供料的自动调节,全面提升了摊铺的效果和质量。

与此同时,铲运机铲斗刀、平地机刮刀以及推土机铲刀的电子化操作控制,减少了误差,提高了工作效率,同时还节约了人力,降低了施工人员的工作强度,高效、快捷,符合现代工程施工的要求。

6、电子监控、故障自诊以及自动报警

电子监控、故障自诊以及自动报警,也就是说对于工程机械的工作装置,传动系统、发动机、液压系统以及制动系统进行全面的监控,一旦在运行的过程中发生异常情况,就会自动地找出故障的位置并自动进行报警提示。

机电一体化的发展和应用,大大地改善了操作人员的现实工作条件,全面提高了机械设备的工作效率。

与此同时,简化了机械设备检查和维护的工作,相应地减少了维修费用,大大降低了维修停机的时间,对于提高机械设备的使用寿命有很大的作用和意义。

三、工程机械机电一体化技术的发展

1、传感技术的融合

目前,传感器技术在现代工程机械上应用较为广泛,比如,发动机可以通过机油压

力传感器、冷却水温度传感器等来进行发动机的运转状态的检测和控制;

沥青摊铺机上的传感器能够实现摊铺机在工作时实现自动找平且行走速度不变的特点,还能满足摊铺出来预定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。

在感器技术的迅猛发展的今天,精度要求越来越高,可靠性和稳定性也能不断提高,越来越广的采集信息范围也超着集成、多功能化和智能化方向发展,所以,未来在工程机械上将应用越来越多种类的传感器。

2、工程机械机电一体化趋于计算机与信息处理技术的应用

计算机是实现信息处理的主体, 信息处理技术包括范围应用比较广, 主要包括

信息的输入、识别、运算、变换、存储及输出等等方面。

计算机技术范围涉及到网络与通信技术、硬件和软件技术、数据库技术等等方面。

要想工程机械机电一体化技术发展不断进步, 应该大力发展计算机应用及信息处理技术。

3、电子控制理论的指导性增强

工程机械现代化的重要标志就是以微电子为核心的高新技术, 通过其应用和推广,在相关控制理论指导下,能够满足系统智能化设计的要求,完成相关的设计后的系统仿真等等。

结束语

综上所述,机电一体化在工程机械中的应用发展是当前机械工业发展必然的趋势,也是振兴和发展机械工业的必经之路。

随着科学技术的不断发展,工程机械机电一体化还会有着更多的创新与发展,未来工程机械机电一体化技术的应用将会融合机、电、光以及磁的综合性能,更好地促进工程机械的发展。

参考文献:

[1]张彬. 论机电一体化技术在现代工程机械中的应用与发展[J]. 现代商贸工业,2012,05:180.

[2]申宁,李国铭. 论机电一体化的发展及在工程机械中的应用[J]. 企业技术开发,2012,32:90-91.

[3]史凤兰. 机电一体化技术在工程机械中的应用[J]. 科技致富向导,2010,30:206-207.

[4]冷俊.机电一体化在工程机械中的应用[J].科技资讯,2009(07).

机电一体化毕业论文二

【摘要】:为保证电力系统的安全运行,国内的大型机组均使用电液调节系统进行控制,实现转速控制、同步并网、负荷控制等功能。

本文以电厂300MW机组使用的上海汽轮机有限责任公司生产的汽轮机为例,介绍其系统机构、调试要点和实现功能。

【关键词】:300MW机组;电液调节系统;控制;调试

近年来,300MW机组在我国得到了广泛的应用。

为保证电力系统的安全运行,国内的大型机组均使用电液调节系统进行控制,实现转速控制、同步并网、负荷控制等能。

改变了系统的适应性和灵活性,提高了控制能力和控制效果,大大提高了发电机组的自动化水平[1]。

本文以电厂300MW机组使用的上海汽轮机有限责任公司生产的汽轮机为例,介绍其系统机构、调试要点和实现功能。

1、系统简介

该电厂的机组热控系统采用上海新华控制工程有限公司提供的Symphony系统,是一套集计算机、自动控制技术、数据库和网络为一体的产品,

具有独立的分散控制系统、监控技术及数据采集系统、控制系统,能够满足各个生产领域对信息管理和过程控制的需求。

系统采用合理的软、硬件功能配置和模块化设计,具有易于扩展的能力,将离线和在线调试集中于一体,便于调试及修改,设备的各个控制相对对立。

由高速数据网、DPU以及连接在网上的人机接口站组成,采用开放式的系统结构,设计了冗余TCP/IP网络结点在不同类型的站。

其中,汽轮机系统的功能模件组成了一个过程控制单元,,包括汽机基本控制、超速保护和汽机自启停3个功能,并分别由3个冗余的功能控制器和相应的功能子模件完成。

其硬件配置图如下:

图一 汽轮机硬件配置

机组的汽轮机电液调节系统操作员站是基于WindowsNT(2000)环境下的人机系统,具有界面友好、操作方便的特点。

共设置了包括总貌、趋势、棒图、操作面板、报警信息等11幅画面,为运行人员提供了方便的操作手段,通过监控画面实施检测汽轮机的运行。

2、控制功能

汽轮机电液调节系统的控制功能由3对冗余的BRCl00控制器实现,主要控制汽轮机的转速和功率,通过GV、TV、RSV和 IV实现,同时还具备防止汽机超速的保护逻辑。

主要功能包括超速保护、基本控制和自启停,3部分之间既相互独立,又通过对总线的控制交换控制信息。

超速保护

这部分的作用主要是超保护逻辑、DEH跳闸逻辑及超速试验选择逻辑、提供有开关状态及汽机自动停机挂闸状态三选二、转速三选二,控制着OPC电磁阀,,并汇总DEH跳闸信号通过接线将其送到ETS[2]。

能够有效防止汽轮机的转速飞快上升,维持转速在3000r/min。

超速实验必须在大于2950 r/min的定速3000 r/min、油开关未合闸的情况下进行。

基本控制部分

基本控制部分是汽轮机电液调节系统的核心,它提供与转速及复合相关的控制逻辑、调节回路,

通过一对冗余的BRC100实现所有伺服阀接口和闭环控制的PID调节器。

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