重車調(diào)車機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　重車調(diào)車機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)以翻車機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重車調(diào)車機(jī)為控制對(duì)象，完成重車調(diào)車機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計(jì)，著重硬件部分設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括主電路設(shè)計(jì)和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。具體包括：控制方案選擇及論證--整體控制方案比較、PLC品牌和型號(hào)的確定、牽引臂傳動(dòng)控制方案、調(diào)速控制方案的

2、確定等內(nèi)容。主電路設(shè)計(jì)部分由4臺(tái)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)、一臺(tái)油泵電機(jī)、一臺(tái)循環(huán)電機(jī)及相關(guān)的保護(hù)設(shè)備組成。供電方式涉及電機(jī)型號(hào)選擇、導(dǎo)線及電纜選擇、接觸器和熔斷器選擇、變頻器及其它設(shè)備選擇等?？刂齐娐凡糠衷O(shè)計(jì)--PLC選擇、低壓器件選擇、S7-300的通信功能等等。軟件部分主要是介紹所采用的編程軟件、地址分配以及流程圖等內(nèi)容。系統(tǒng)以PLC為核心，配以低壓電器裝置、控制電動(dòng)機(jī)、液壓閥等協(xié)調(diào)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)重車調(diào)車機(jī)調(diào)車過(guò)程的自動(dòng)化。在該設(shè)計(jì)中，主要應(yīng)用工業(yè)企

3、業(yè)供電，工廠電器PLC原理，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中變頻調(diào)速及自動(dòng)控制原理等的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)采用可編程控制器控制，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化，提高了系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC；液壓系統(tǒng)；變頻調(diào)速；電動(dòng)機(jī)；重車吊車機(jī)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The design according w

4、ith the object of weight crane in the over-turn engine automatic control system, completes the designs of hardware and software in this system, emphasizing the former design, and concluding the main circuit design and th

5、e hydraulics system introduction in the content. Concluding concretely: the control projects choosing and statement--the whole control projects comparing, the brands and types of PLC, the transmission schemes of the tow

6、arm and the speed control and so on. T</p><p>　　Key words: PLC; hydraulic system; frequency conversion modulation velocity; electromotor; weight crane </p><p><b>　　目 錄</b></p>

7、<p>　　摘要 ………………………………………………………………………………………………………Ⅰ</p><p>　　ABSTRACT………………………………………………………………………………………..…Ⅱ</p><p>　　第1章 緒論…………………………………………………………………………………………….1</p><p>　　1.1翻車機(jī)

8、系統(tǒng)的現(xiàn)狀…………………………………………………………………………........ .1</p><p>　　1.2翻車機(jī)卸車系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程………………………………………………………………….. .1</p><p>　　第2章 控制方案選擇及論證……………………………………………………………………….....5</p><p>　　2.1 概述…………………………

9、…………………………………………………………………..…..5</p><p>　　2.1.1翻車機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介…………………………………………………………………………..…5</p><p>　　2.1.2翻車機(jī)系統(tǒng)的組成及工作過(guò)程………………………………………………………..….8</p><p>　　2.2控制方案選擇及論證……………………………………………………

10、……………………….9</p><p>　　2.2.1各種控制方案比較…………………………………………………………………………..9</p><p>　　2.2.2PLC品牌及型號(hào)確定………………………………………………………………………. 10</p><p>　　2.2.3液壓控制方案選擇…………………………………………………………………………11</p&

11、gt;<p>　　2.2.4調(diào)速方案選擇及論證……………………………………………………………………. . 11</p><p>　　第3章 主電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………….12</p><p>　　3.1電機(jī)的選擇………………………………………………………………………………………..12</p><p>　　

12、3.2導(dǎo)線及電纜的選擇……………………………………………………………………………....12</p><p>　　3.2.1選擇原則……………………………………………………………………………………. 13</p><p>　　3.2.2導(dǎo)線和電纜的計(jì)算選擇…………………………………………………………………. .13</p><p>　　3.3斷路器的選擇………………

13、…………………………………………………………………….14</p><p>　　3.4接觸器的選擇…………………………………………………………………………………….15</p><p>　　3.4.1接觸器的選擇原則…………………………………………………………………………15</p><p>　　3.4.2接觸器的計(jì)算選擇…………………………………………………………

14、………………15</p><p>　　3.5其它設(shè)備的選擇………………………………………………………………………………….17</p><p>　　第4章 變頻器及其配套設(shè)備的選擇………………………………………………………………19</p><p>　　4.1變頻器的原理及基本控制方式……………………………………………………………….19</p>&

15、lt;p>　　4.2變頻器的基本構(gòu)成及其分類…………………………………………………………………. 20</p><p>　　4.3變頻器基本參數(shù)的調(diào)試及其選擇…………………………………………………………….21</p><p>　　4.4容量的計(jì)算………………………………………………………………………………………. 23</p><p>　　4.5變頻器的選用

16、…………………………………………………………………………………….24</p><p>　　4.6總負(fù)荷計(jì)算………………………………………………………………………………………. 26</p><p>　　第5章 控制電路設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………………33</p><p>　　5.1PLC具體的選擇…………………………………………

17、……………………………………….33</p><p>　　5.1.1CPU模塊………………………………………………………………………………………33</p><p>　　5.1.2 I/O點(diǎn)數(shù)及I/O模塊的選擇……………………………………………………………….34</p><p>　　5.1.3存儲(chǔ)器容量的確定…………………………………………..…………………………

18、…. 34</p><p>　　5.1.4 PLC各模塊的選擇………………………………………………………………………….35</p><p>　　5.2 低壓器件的選擇………………………………………………………………………………. .36</p><p>　　5.2.1控制按鈕和信號(hào)燈的選擇………………………………………………………………. 36</p>

19、<p>　　5.2.2 接近開(kāi)關(guān)的選擇…………………………………………………………………………. .36</p><p>　　5.2.3 繼電器的選擇………………………………………………………………………………37</p><p>　　5.3 S7-300的通信功能……………………………………………………………………………. .37</p><p>　

20、　5.3.1 工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………. 37</p><p>　　5.3.2 S7-300的通信網(wǎng)絡(luò)………………………………………………………………………. .38</p><p>　　5.4 液壓系統(tǒng)介紹……………………………………………………………………………………39</p><p>　　5.4.1液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介…

21、…………………………………………………………………………….39</p><p>　　5.4.2 電磁閥簡(jiǎn)介…………………………………………………………………………………39</p><p>　　第6章 軟件部分………………………………………………………………………………………. 43</p><p>　　6.1 編程軟件介紹……………………………………………………

22、………………………………43</p><p>　　6.1.1 STEP7編程軟件……………………………………………………………………………. 44</p><p>　　6.2 地址分配表………………………………………………………………………………………46</p><p>　　6.2.1 輸入模塊…………………………………………………………………………………….46

23、</p><p>　　6.2.2 輸出模塊…………………………………………………………………………………….52</p><p>　　結(jié)論………………………………………………………………………………………………………. 55</p><p>　　致謝………………………………………………………………………………………………………. 56</p><

24、p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………………….57</p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　當(dāng)前，煤炭資源仍然是我國(guó)重要的生產(chǎn)能源。在運(yùn)煤碼頭、火電廠、煤炭港務(wù)局、煉鋼廠等一些用煤比較集中的地方，每天都有成批車廂的煤等待卸載。以往，為了將煤礦中的燃煤運(yùn)往港口等處，主要采用底開(kāi)車的辦法，底開(kāi)車的

25、下部為漏斗， 漏斗的角度一般為50~70°。為了能將底開(kāi)車中的煤等散料，尤其較粘稠的散料卸出，一般采取將底開(kāi)車漏斗角度加大的方式，但這將導(dǎo)致底開(kāi)車容積的減小。隨著各運(yùn)煤點(diǎn)的效率的提高，底開(kāi)車效率低的缺點(diǎn)越來(lái)越突出。因此采用先進(jìn)的卸載設(shè)備并配以合理的控制系統(tǒng)成為提高卸煤生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的運(yùn)煤系統(tǒng)大多采用自動(dòng)化控制，摒棄了傳統(tǒng)的手工操作，采用可編程控制器，計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)，大大提高了運(yùn)煤、卸煤生產(chǎn)效率

26、。 </p><p>　　1.1翻車機(jī)系統(tǒng)的現(xiàn)狀：</p><p>　　回轉(zhuǎn)式翻車機(jī)的翻卸角度一般能達(dá)到175°，可以方便迅速地將敞車內(nèi)的散料卸出，翻車機(jī)及其調(diào)車系統(tǒng)還擁有效率高、造價(jià)低、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。因此，目前翻車機(jī)卸車系統(tǒng)越來(lái)越成為散料轉(zhuǎn)運(yùn)的重要工具，被廣泛地應(yīng)用在港口、鋼廠及電廠等處。</p><p>　　目前國(guó)際

27、上主要有Metso Minerals(以前的Svedala/Strachan&Henshaw)公司、ThyssenKrupp公司及Heyl&Patterson公司設(shè)計(jì)制造翻車機(jī)卸車系統(tǒng)。在并入Metso Minerals 及 Svedala前，Dravo wellman 公司也設(shè)計(jì)制造翻車機(jī)。近年來(lái)，在我們國(guó)內(nèi)可以看到的國(guó)外設(shè)計(jì)的翻車機(jī)卸車系統(tǒng)有：英國(guó)Strachan&Henshaw 公司：青島前灣港二套、天津南

28、疆港二套、山東日照港二套雙車翻車機(jī)卸車系統(tǒng)；秦皇島港煤四期、五期共五套三車翻車機(jī)卸車系統(tǒng)。</p><p>　　美國(guó)Dravo wellman公司： 河北沙嶺子電廠一套雙車翻車機(jī)卸車系統(tǒng)；秦皇島港煤三期二套三車翻車機(jī)卸車系統(tǒng)。德國(guó)Tyssen Krupp 公司：天津黃驊港一期、二期共六套雙車翻車機(jī)卸車系統(tǒng)；神華天津港三套雙車翻車機(jī)卸車系統(tǒng)?！?lt;/p><p>　　近年來(lái)，隨著社會(huì)的飛速發(fā)展

29、，翻車機(jī)在散料卸車中的作用越來(lái)越大，市場(chǎng)對(duì)翻車機(jī)卸車系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，出現(xiàn)了大量效率高、功能完善、具有創(chuàng)意的翻車機(jī)卸車系統(tǒng)，翻車機(jī)卸車系統(tǒng)正經(jīng)歷著一場(chǎng)變革。</p><p>　　1.2 翻車機(jī)卸車系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程</p><p>　　1. 作業(yè)效率越來(lái)越高的翻車機(jī)卸車系統(tǒng)</p><p>　　為了盡可能創(chuàng)造出更大的效益，市場(chǎng)要求能提供出效率更高的翻車機(jī)卸車系統(tǒng)。為了

30、獲得更高的作業(yè)效率，一般采用如下辦法：</p><p>　?。?）增加翻車機(jī)翻卸的車輛數(shù)。為了提高翻車機(jī)卸車系統(tǒng)的效率，最直接的辦法是增加翻卸車輛的數(shù)量。近年來(lái)，國(guó)外各公司紛紛設(shè)計(jì)制造了一次能翻卸兩節(jié)敞車的雙車翻車機(jī)，一次能翻卸三節(jié)敞車的三車翻車機(jī)。這種方案的優(yōu)點(diǎn)為可簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)效率的提高，但設(shè)備造價(jià)也相應(yīng)大幅提高。</p><p>　?。?）提高翻車機(jī)的循環(huán)速率。增加翻車機(jī)卸車系統(tǒng)效率的另

31、一個(gè)辦法是提高卸車系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)的循環(huán)次數(shù)。增加循環(huán)次數(shù)的主要辦法有:</p><p>　　1）采用“C”形結(jié)構(gòu)端環(huán)的翻車機(jī)用于翻卸需解列作業(yè)的混編敞車列。 采用“C”形端環(huán)的翻車機(jī)同撥車機(jī)配合作業(yè)，可以保證撥車機(jī)大臂帶車穿過(guò)翻車機(jī)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的調(diào)車作業(yè)，進(jìn)而保證卸車效率。近年來(lái)，這種卸車方式已越來(lái)越多地成為翻卸混編列車的主選設(shè)備。由于翻車機(jī)的端環(huán)采用了敞口結(jié)構(gòu)，翻車機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)需要具有較強(qiáng)的剛度。</p&g

32、t;<p>　　2）采用專用的鐵路車輛。在國(guó)外，散料專用線的車輛大多為具有旋轉(zhuǎn)車鉤可以不摘鉤作業(yè)的敞車，這種車輛的車鉤可以旋轉(zhuǎn)，由于不需要摘鉤作業(yè)，可以節(jié)省大量的摘鉤作業(yè)調(diào)車的時(shí)間，進(jìn)而可大幅度提高卸車系統(tǒng)的作業(yè)效率。由于專用車輛的長(zhǎng)度為定值，這種翻車機(jī)很難對(duì)混編車輛進(jìn)行作業(yè)。</p><p>　　3）提高卸車系統(tǒng)各設(shè)備的動(dòng)作速度及采取大功率、高速度的設(shè)計(jì)方案。這種設(shè)計(jì)方案可以在一定范圍內(nèi)有效地提高

33、翻車機(jī)卸車系統(tǒng)的作業(yè)效率，但其效率的提高受到撥車機(jī)牽引車輛速度的限制。當(dāng)牽引加速度達(dá)到一定值時(shí)，容易引起設(shè)備及車輛的損壞。</p><p>　　4）增加設(shè)備，縮短各設(shè)備的作業(yè)時(shí)間。這種辦法往往會(huì)增大設(shè)備的投資。為了盡可能提高卸車效率，以上方法往往組合使用。現(xiàn)在國(guó)外采用最多的提高卸車效率的辦法為：采用可翻卸不解列敞車的辦法，及提高各設(shè)備的作業(yè)周期。</p><p>　　2. 功能越來(lái)越完善的

34、翻車機(jī)卸車系統(tǒng)</p><p>　　隨著翻車機(jī)卸車系統(tǒng)在卸車生產(chǎn)中的地位越來(lái)越高，市場(chǎng)需要提供功能完善的翻車機(jī)卸車系統(tǒng)：</p><p>　?。?）可以翻卸解列及不解列敞車的翻車機(jī)卸車系統(tǒng)：一般翻車機(jī)要么只可以對(duì)解列作業(yè)車輛進(jìn)行作業(yè)，要么只可以對(duì)配有不解列旋轉(zhuǎn)鉤頭的敞車進(jìn)行作業(yè)，要翻卸兩種敞車必須配備兩種翻車機(jī)并要求鐵路分別為兩種翻車機(jī)配特定車輛。這種翻車機(jī)具有長(zhǎng)度伸縮功能，可以分別對(duì)解列

35、及不解列敞車進(jìn)行作業(yè)，其同雙臂撥車機(jī)、推車機(jī)等配合使用組成翻車機(jī)卸車系統(tǒng)。</p><p>　　（2）能夠解決凍煤?jiǎn)栴}的翻車機(jī)：為了解決凍煤?jiǎn)栴}，一般采用解凍庫(kù)加熱的辦法。但解凍庫(kù)普遍存在著周期長(zhǎng)、高溫?fù)p車等問(wèn)題。S&H公司在為秦皇島四、五期翻車機(jī)卸車系統(tǒng)設(shè)計(jì)的翻車機(jī)中，采用了電磁脈沖技術(shù)，可以在短時(shí)間內(nèi)，將敞車中的煤同車之間的凍層脫開(kāi)。</p><p>　　3. 新穎的、自動(dòng)化程

36、度越來(lái)越高的翻車機(jī)卸車系統(tǒng)</p><p>　　為了取得更高的使用壽命及更好的使用、維護(hù)效果，出現(xiàn)了許多新穎的、不同常規(guī)的翻車機(jī)及調(diào)車設(shè)備。</p><p>　　（1）可避免根部疲勞破壞的翻車機(jī)單梁鉸點(diǎn)式轉(zhuǎn)子鋼結(jié)構(gòu)：一般的翻車機(jī)轉(zhuǎn)子鋼結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)端環(huán)及三個(gè)或多個(gè)梁組成的。轉(zhuǎn)子鋼結(jié)構(gòu)只有兩個(gè)端環(huán)及一個(gè)大梁。該翻車機(jī)的轉(zhuǎn)子鋼結(jié)構(gòu)在平臺(tái)與端環(huán)之間采用了調(diào)心軸承連接，即翻車機(jī)平臺(tái)吊掛在兩端環(huán)上。當(dāng)

37、車輛駛上翻車機(jī)時(shí)，平臺(tái)在車重的作用下向下?lián)锨?，平臺(tái)與端環(huán)的連接處可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。而端環(huán)上部與平臺(tái)間采用了二力桿連接的結(jié)構(gòu)，二力桿為端環(huán)的保持架，使得端環(huán)同平臺(tái)保持垂直。連桿具有一定的撓性，使得整個(gè)轉(zhuǎn)子為靜定結(jié)構(gòu)，受力簡(jiǎn)單。這種翻車機(jī)轉(zhuǎn)子鋼結(jié)構(gòu)可以解決大跨度翻車機(jī)轉(zhuǎn)子鋼結(jié)構(gòu)中梁與端環(huán)間的結(jié)構(gòu)的疲勞破壞問(wèn)題。（2）結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、維護(hù)更方便的翻車機(jī)卸車系統(tǒng)：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，可以更準(zhǔn)確地模擬分析翻車機(jī)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。為此，不同于常見(jiàn)的雙側(cè)驅(qū)動(dòng)的

38、結(jié)構(gòu)，秦皇島煤一期設(shè)計(jì)的翻車機(jī)采用了單邊馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的形式，取得了更簡(jiǎn)潔的機(jī)構(gòu)及更大的場(chǎng)地空間。另外，秦皇島煤一期翻車機(jī)卸車系統(tǒng)項(xiàng)目中應(yīng)用的地面液壓站技術(shù)、自動(dòng)掛鉤技術(shù)及自潤(rùn)滑技術(shù)、拖鏈上纜技術(shù)等，使得翻車機(jī)卸車系統(tǒng)的性能更可靠、結(jié)構(gòu)及場(chǎng)地等更簡(jiǎn)潔、維護(hù)維修等越來(lái)越簡(jiǎn)單易行。</p><p>　?。?）自動(dòng)化程度越來(lái)越高的翻車機(jī)卸車系統(tǒng)：</p><p>　　翻車機(jī)卸車系統(tǒng)的更新和發(fā)展，同電氣

39、傳動(dòng)與控制的進(jìn)步密不可分。目前，將機(jī)械技術(shù)及電氣技術(shù)較好結(jié)合的翻車機(jī)卸車系統(tǒng)，結(jié)合先進(jìn)的液壓、計(jì)算機(jī)等技術(shù)，已可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程半自動(dòng)、全自動(dòng)控制。</p><p>　　現(xiàn)在的翻車機(jī)卸車系統(tǒng)，通過(guò)PLC控制，卸車系統(tǒng)的各設(shè)備、各設(shè)備上各機(jī)構(gòu)之間均可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)作電氣聯(lián)鎖保護(hù)。采用先進(jìn)的電氣控制技術(shù)的翻車機(jī)卸車系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)翻車機(jī)卸車系統(tǒng)各設(shè)備、設(shè)備各動(dòng)作的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)顯示，實(shí)現(xiàn)智能化操作。變頻調(diào)速系統(tǒng)是現(xiàn)在翻車機(jī)卸車系統(tǒng)的主

40、要驅(qū)動(dòng)形式，通過(guò)PLC控制，翻車機(jī)卸車系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)高速運(yùn)行，可以獲得更高的設(shè)備使用效率和壽命?？偩€控制技術(shù)越來(lái)越多地被應(yīng)用到翻車機(jī)卸車系統(tǒng)的控制中，其應(yīng)用可以降低電氣成本、方便維護(hù)維修并可實(shí)現(xiàn)電氣元件的故障診斷。翻車機(jī)卸車系統(tǒng)的故障自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，可以顯示監(jiān)控設(shè)備的動(dòng)作、電氣系統(tǒng)的元件及液壓系統(tǒng)的溫度、油位等的狀況。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的翻車機(jī)系統(tǒng)是以翻車機(jī)為主體，由重車調(diào)車機(jī)、空車調(diào)車機(jī)、牽車臺(tái)、夾輪

41、器、定位保護(hù)和液壓系統(tǒng)以及重車線，空車線兩條鐵路共同組成的一條作業(yè)線。應(yīng)用工廠電器及PLC技術(shù)、工廠供電、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)控制原理等相關(guān)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)翻車機(jī)系統(tǒng)中重車調(diào)車機(jī)調(diào)車過(guò)程的自動(dòng)化。</p><p>　　總之，隨著社會(huì)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大、生產(chǎn)水平的提高、自動(dòng)化控制技術(shù)顯得越來(lái)越重要，甚至成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。同時(shí)，電力電子技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)以及微電子技術(shù)也進(jìn)一步發(fā)展壯大，為生產(chǎn)自動(dòng)化

42、提供了硬件、軟件基礎(chǔ)。所以，翻車機(jī)系統(tǒng)全自動(dòng)化已成為未來(lái)發(fā)展的一種趨勢(shì)。</p><p>　　2控制方案選擇及論證</p><p><b>　　2.1概述</b></p><p>　　2.1.1 翻車機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 </p><p>　　翻車機(jī)系統(tǒng)是以翻車機(jī)為主體，由夾輪器、重車調(diào)車機(jī)、空車調(diào)車機(jī)、遷車臺(tái)、定位保護(hù)和液壓系統(tǒng)

43、等輔助部分組成的一條作業(yè)線，主要用來(lái)翻卸裝載有煤、礦石等散粒貨物的敞車。翻車機(jī)系統(tǒng)經(jīng)歷了從一次卸一輛車到一次同時(shí)卸兩輛、三輛車的大型化發(fā)展過(guò)程，無(wú)論卸車系統(tǒng)的規(guī)模，還是機(jī)械設(shè)備的性能以及自動(dòng)化控制水平，都有長(zhǎng)足的進(jìn)步。</p><p>　　翻車機(jī)是翻車機(jī)卸車系統(tǒng)的主體。隨其傾斜方式及機(jī)體結(jié)構(gòu)的不同，翻車機(jī)有多種形式。但現(xiàn)在的翻車機(jī)機(jī)型，主要是側(cè)傾式和轉(zhuǎn)子式兩種。其主要差異是，轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)是將定位于平臺(tái)上的車輛就地

44、回轉(zhuǎn)翻卸，而側(cè)傾式翻車機(jī)車輛的旋轉(zhuǎn)中心位于車輛上方，故翻卸時(shí)，車輛在提升中翻轉(zhuǎn)，然后將物料傾斜于另一側(cè)的料斗中，而前者料斗位于翻車機(jī)轉(zhuǎn)子的下方。傾斜式翻車機(jī)卸載點(diǎn)高，料斗大部分位于地面之上，因此翻車機(jī)系統(tǒng)的地下基礎(chǔ)工程比較簡(jiǎn)單。而轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)翻卸速度較快，作業(yè)效率高，驅(qū)動(dòng)功率較小，適于系統(tǒng)大型化，故現(xiàn)在翻車機(jī)卸車系統(tǒng)的發(fā)展，主要是轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)。</p><p>　　根據(jù)轉(zhuǎn)子的不同，轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)分為“C”型翻車機(jī)和

45、“O”型翻車機(jī)?！癘”型翻車機(jī)一般有兩個(gè)“O”形端環(huán)和載車平臺(tái)，若干連系梁和各種支撐桿體構(gòu)成籠形的翻車主體?！癘”型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)（FZJ100型）早期翻車機(jī)產(chǎn)品，設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、整體剛性好、驅(qū)動(dòng)功率較大、平臺(tái)移動(dòng)靠車。這種“O”形端環(huán)受力好、構(gòu)件比較輕，是通用的轉(zhuǎn)子形式。適合配備鋼絲繩牽引的重車鐵牛調(diào)車系統(tǒng)。</p><p>　　但有些翻車機(jī)由于推送系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原因，重車調(diào)車機(jī)的推臂需要穿越轉(zhuǎn)子，為此而將轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)成

46、“C”型，便成了“C”型翻車機(jī)。“C”型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)采用“C”型端盤(pán)，結(jié)構(gòu)輕巧、平臺(tái)固定、液壓靠板靠車、液壓壓車，消除了對(duì)車輛和設(shè)備的沖擊，降低了壓車力。根據(jù)液壓系統(tǒng)特有的控制方式，使卸車過(guò)程車輛彈簧能量有效釋放，驅(qū)動(dòng)功率小?！癈”型端盤(pán)結(jié)構(gòu)適合配備重車調(diào)車系統(tǒng)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)就是針對(duì)“C”型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)如圖2.1和“C”型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)如圖2.2所示。</p>

47、<p>　　圖2.1 轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)</p><p>　　圖2.2 “C”型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)</p><p>　　根據(jù)翻車能力的強(qiáng)弱，轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)可以分為單車翻翻車機(jī)技術(shù)參數(shù)如表1.1所示。</p><p>　　表2.1 翻車機(jī)技術(shù)參數(shù)

48、 </p><p>　　1. 重車調(diào)車機(jī)：用于牽引重車車輛和推送單節(jié)翻卸后的空車，設(shè)備由車體、調(diào)車臂、行走結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向輪裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、液壓系統(tǒng)、掛纜裝置、地面驅(qū)動(dòng)齒條和導(dǎo)向塊組成,齒輪齒條驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)裝置配備摩擦離合器和液壓制

49、動(dòng)器，以保證負(fù)載均衡，制動(dòng)可靠。調(diào)車臂液壓系統(tǒng)采用平衡油缸和擺動(dòng)油缸雙作用方式，起落平穩(wěn)。重車調(diào)車機(jī)技術(shù)參數(shù)如表2.2所示。</p><p>　　表2.2 重車調(diào)車機(jī)技術(shù)參數(shù)</p><p>　　2. 空車調(diào)車機(jī)：用于將遷車臺(tái)上的空車車輛推出送到規(guī)定位置。同重車調(diào)車機(jī)采用相同的驅(qū)動(dòng)和導(dǎo)向方式，充分保證了可靠性。車臂固定，單速運(yùn)行，也可選用調(diào)速方式?？哲囌{(diào)車機(jī)技術(shù)參數(shù)如表2.3所示。<

50、/p><p>　　表2.3 空車調(diào)車機(jī)技術(shù)參數(shù)</p><p>　　3. 電氣控制系統(tǒng)：翻車機(jī)系統(tǒng)采用PLC程控方式，可實(shí)現(xiàn)單機(jī)、系統(tǒng)手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)行，工控和軟手操操作，具有多重聯(lián)鎖和安全保護(hù)措施。CRT監(jiān)控方式具有事故自診斷功能。采用交流變頻調(diào)速、交流定子調(diào)壓、直流調(diào)速、雙速電機(jī)等調(diào)速方式。</p><p>　　根據(jù)翻車能力的強(qiáng)弱，轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)可以分為單車翻車機(jī)和多車翻

51、車機(jī)。翻車機(jī)最原始的車型是每次翻卸一輛運(yùn)輸車輛的單翻車機(jī)，為提高卸車系統(tǒng)的能力，出現(xiàn)了將兩臺(tái)單翻車機(jī)串連起來(lái)組成一臺(tái)，同時(shí)翻兩輛的雙車翻車機(jī)，這樣大大提高了翻車機(jī)的卸車能力。隨著翻車機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，翻車機(jī)的轉(zhuǎn)子和承車平臺(tái)被設(shè)計(jì)成整體式的雙車或三車翻車機(jī)，這無(wú)疑提高了翻卸的效率。</p><p>　　根據(jù)自動(dòng)化程度的高低，轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)可分為摘鉤翻車機(jī)和不摘鉤翻車機(jī)。早期翻車機(jī)翻卸的運(yùn)輸車輛均為普通車輛，卸車時(shí)列車必須

52、解體，逐輛(逐組)進(jìn)入翻車機(jī)翻卸。后發(fā)展了重載單元列車系統(tǒng)由帶有旋轉(zhuǎn)車鉤的專用車輛編組，相鄰的車輛允許相對(duì)旋轉(zhuǎn)，因而列車可不解體就可以進(jìn)行不摘鉤翻卸。整個(gè)列車不解體卸車，因此該系統(tǒng)的翻車機(jī)應(yīng)允許機(jī)車通過(guò)，并且翻車機(jī)轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)中心應(yīng)與車鉤中心重合。該系統(tǒng)列車編組車輛裝載量大，能最大限度地壓縮裝車、卸車點(diǎn)的裝卸時(shí)間和其它輔助作業(yè)時(shí)間，提高了整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。不摘鉤翻車機(jī)是當(dāng)今翻卸重量最大、翻卸效率最高，具有最新技術(shù)的專用翻卸系統(tǒng)。1983

53、年以來(lái)，大連重工公司先后數(shù)次與英國(guó)享肖公司、美國(guó)得拉大公司合作為秦皇島港一期工程、三期工程等生產(chǎn)了“O”型不摘鉤三車翻車機(jī)。</p><p>　　2.1.2 翻車機(jī)系統(tǒng)的組成及工作過(guò)程</p><p>　　翻車機(jī)系統(tǒng)是以翻車機(jī)為主體，由重車調(diào)車機(jī)、空車調(diào)車機(jī)、牽車臺(tái)、夾輪器、定位保護(hù)和液壓系統(tǒng)以及重車線、空車線兩條鐵路共同組成的一條作業(yè)線。工作示意圖如圖2.3所示：</p>

54、<p>　　圖 圖2.3 翻車機(jī)系統(tǒng)工作示意圖 </p><p>　　為便于對(duì)重車調(diào)車機(jī)工作過(guò)程的理解，簡(jiǎn)要介紹翻車機(jī)整體工作系統(tǒng)工作過(guò)程如下：</p><p>　　重車列經(jīng)由重車線進(jìn)入，空車列經(jīng)由空車線駛出。當(dāng)整列重車由重車線進(jìn)入后，重調(diào)機(jī)落下?tīng)恳廴ソ榆?，與整列重車掛上鉤，然后將整列重車牽引至整車摘鉤到位處停止等待摘鉤。待夾

55、輪器夾緊第二節(jié)車的車輪，摘去第一，二節(jié)車皮之間車鉤后，重調(diào)機(jī)繼續(xù)牽前一節(jié)車送入翻車機(jī)停止。停穩(wěn)后，摘去重調(diào)車鉤，退出翻車機(jī)，同時(shí)將先前已翻卸的空車推入遷車臺(tái)，再去接下一節(jié)車皮。翻車機(jī)將翻車機(jī)里的車皮夾緊，隨即傾翻車皮至160度左右，并噴水除塵，然后返回至0度位，準(zhǔn)備翻卸第二節(jié)車。遷車臺(tái)將重調(diào)機(jī)推來(lái)的空車皮移向并對(duì)準(zhǔn)空車線，待空調(diào)機(jī)將空車皮送上空車線與先前的空車列掛鉤。然后，遷車臺(tái)返回對(duì)準(zhǔn)重車線，同時(shí)空調(diào)機(jī)也應(yīng)該返回準(zhǔn)備接下一節(jié)空車廂。&

56、lt;/p><p>　　重車調(diào)車機(jī)的工作過(guò)程：重調(diào)機(jī)接到牽引整車信號(hào)后，根據(jù)信號(hào)要求牽引整列重車到達(dá)整車人工摘鉤處停止，等待摘鉤。摘鉤完畢后，牽引單節(jié)重車車廂進(jìn)入翻車機(jī)內(nèi)定位，等待摘單節(jié)車廂掛鉤；同時(shí)，前掛鉤與原來(lái)在翻車機(jī)內(nèi)的空車廂掛好。待重車機(jī)的后掛鉤與單節(jié)車廂摘完畢后，將空車廂推向遷車臺(tái)；定位后，摘掉前掛鉤，后退抬臂準(zhǔn)備接下一節(jié)重車廂。</p><p>　　2.2 控制方案選擇及論證<

57、;/p><p>　　實(shí)現(xiàn)翻車機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中重車調(diào)車機(jī)的自動(dòng)控制，可用的方案有多種。以往采用的繼電器控制方案，由于復(fù)雜不可靠，不便于維護(hù)，已被淘汰?，F(xiàn)在可用技術(shù)方案有單片機(jī)（MCS）、工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC）、可編程計(jì)算機(jī)控制器（PCC）、可編程序控制器(PLC)等。</p><p>　　2.2.1各種控制方案比較</p><p>　　1．單片機(jī)控制系統(tǒng)（MCS）</

58、p><p>　　單片機(jī)控制系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)就是成本低廉，應(yīng)用靈活。單片機(jī)改變控制規(guī)律和被控參數(shù)，只需要改變其程序就可以了。這是單片機(jī)的顯著優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也是它的劣勢(shì)，工程技術(shù)人員必須具備較高的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)才能對(duì)控制規(guī)律和被控參數(shù)進(jìn)行修改。單片機(jī)與PLC相比，它的可靠性能和可維護(hù)性能也都遜色的多。 </p><p>　　2．工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC）</p><p>　　工業(yè)計(jì)算

59、機(jī)IPC是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有功能強(qiáng)大、軟件豐富和界面友好等優(yōu)點(diǎn)。雖然它的控制功能強(qiáng)大，但是它也有著開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，接口模塊少，布線不靈活，安裝體積大，擴(kuò)展性差這些缺點(diǎn)，而且IPC主要通過(guò)接口模塊轉(zhuǎn)換各種信號(hào)，如何抗干擾也是個(gè)問(wèn)題。在本系統(tǒng)中，控制現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣（高溫、多煙塵等），顯然IPC可靠性差和對(duì)環(huán)境要求甚高的特點(diǎn)使它無(wú)法勝任。</p><p>　　3．可編程計(jì)算機(jī)控制器（PCC）</p>

60、;<p>　　PCC是一種不同于PLC和IPC的新一代控制器，代表了當(dāng)今工業(yè)控制技術(shù)。它不僅吸收了PLC和IPC的優(yōu)點(diǎn)，而且自身優(yōu)勢(shì)也很明顯。它采用了分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，這樣可以十分靈活的利用操作系統(tǒng)調(diào)度和管理整個(gè)系統(tǒng)，擺脫了PLC中單個(gè)程序?qū)τ布囊蕾?，這對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)都有重要的意義。PCC能方便的處理設(shè)計(jì)中的開(kāi)關(guān)量和模擬量，能靈活的進(jìn)行回路調(diào)節(jié)，且能夠使用高級(jí)語(yǔ)言編程。 但是作為新興的控制器，廣大工程技術(shù)人員對(duì)

61、其可靠性和廠商能否提供優(yōu)良的后續(xù)服務(wù)和技術(shù)支持抱懷疑的態(tài)度，同時(shí)，作為先進(jìn)的控制技術(shù)，工廠維護(hù)人員對(duì)其知之甚少，不利于維護(hù)。另外，PCC的技術(shù)成本也是我們不得不考慮的因素。 </p><p>　　4．可編程序控制器(簡(jiǎn)稱PLC)</p><p>　　可編程序控制器(簡(jiǎn)稱PLC)是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)而開(kāi)發(fā)的新一代工業(yè)控制器產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機(jī)械的過(guò)程控制

62、中，被認(rèn)為是構(gòu)成機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要裝置。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展， PLC得到了很快的發(fā)展。特別是進(jìn)入90年代以來(lái)，PLC機(jī)的性能價(jià)格比大幅度地提高，較過(guò)去的繼電器回路，具有以下特點(diǎn)：（1）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)（2）適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用靈活（3）編程方便、易于使用（4）功能強(qiáng)大、擴(kuò)展能力強(qiáng)（5）PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便（6）維修方便、維修工作量少。其硬件配置靈活，組態(tài)方便，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單明了，接線簡(jiǎn)單、可靠，便于查找故障點(diǎn)

63、，所以PLC機(jī)已經(jīng)成為新一代工業(yè)控制機(jī)的首選裝置，并在火電廠的輸煤控制系統(tǒng)中得到了大量的應(yīng)用。</p><p>　　鑒于以上對(duì)幾種控制方案的對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)采用可編程序控制器(簡(jiǎn)稱PLC)不但能達(dá)到控制要求，而且控制精度和可靠性能也都令人滿意。</p><p>　　2.2.2 PLC品牌及型號(hào)確定</p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)基本上都是采用一些知名的國(guó)外品牌PL

64、C，例如德國(guó)西門(mén)子，日本歐姆龍，法國(guó)施耐德，美國(guó)AB等。并以德國(guó)的西門(mén)子應(yīng)用最廣，市場(chǎng)占有率更高，口碑更佳，而且采用西門(mén)子品牌PLC也符合廠家要求，所以綜合考慮我們選用西門(mén)子品牌的PLC。</p><p>　　在西門(mén)子各種型號(hào)的PLC產(chǎn)品中，我們選用S7系列。S7-300系列采用模塊式結(jié)構(gòu)形式，屬于中型PLC，其I/O點(diǎn)數(shù)一般在256-1024點(diǎn)之間，用戶程序存儲(chǔ)器的容量小于50K字，其特點(diǎn)是配置靈活，安裝方便，

65、便于擴(kuò)展和維修，I/O點(diǎn)的處理方式除了采用一般PLC通用的掃描處理方式外，在掃描用戶程序的過(guò)程中，還可直接讀輸入，刷新輸出。它能連接各種特殊功能模塊，通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強(qiáng)，指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存容量更大，掃描速度更快。常用于中型控制場(chǎng)合，在通信網(wǎng)絡(luò)中可作主站也可作從站。另外，S7-300突破了傳統(tǒng)PLC開(kāi)放性差、硬件昂貴、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、升級(jí)困難等束縛，而且兼容計(jì)算機(jī)能力強(qiáng)，并且S7-300有很高的電磁兼容性和抗震動(dòng)抗沖擊能力，其標(biāo)準(zhǔn)型的環(huán)境溫度

66、為0~60攝氏度，環(huán)境條件擴(kuò)展的溫度范圍為-25~+60攝氏度，有更強(qiáng)的耐震動(dòng)和耐污染性能。</p><p>　　2.2.3 液壓控制方案選擇</p><p>　　在重車調(diào)車機(jī)的整個(gè)工作過(guò)程中，牽車臂的抬升與降落，牽車臂前后鉤的鉤合與松開(kāi)是能否順利牽車到位的關(guān)鍵，對(duì)于這部分控制要求采用液壓控制，以便能更好完成抬臂落臂，摘鉤掛鉤動(dòng)作。</p><p>　　液壓傳動(dòng)是以

67、液體作為工作介質(zhì)，以液壓能進(jìn)行動(dòng)力（或能量）的傳遞，轉(zhuǎn)換與控制的液體傳動(dòng)。與其他傳動(dòng)控制方式相比，液壓傳動(dòng)與控制具有能量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、工作平穩(wěn)、響應(yīng)快、可頻繁啟制動(dòng)和換向等優(yōu)點(diǎn)。流量易于連續(xù)控制、可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速、調(diào)速范圍大、性能好、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制及機(jī)電一體化，易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。有標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度高等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　2.2.4 調(diào)速方案選擇及確定</p><p&

68、gt;　　重車調(diào)車機(jī)原拖動(dòng)系統(tǒng)，采用交流繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串聯(lián)頻敏電阻啟動(dòng)，定子調(diào)壓調(diào)速，繼電器、接觸器控制。這種控制及調(diào)速系統(tǒng)缺陷明顯。重車調(diào)車機(jī)行走時(shí)震動(dòng)大，易造成電機(jī)和頻敏電阻器接線松動(dòng)，設(shè)備故障率高，增加了日常維護(hù)工作量，定子調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的電子控制元件，隨運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，老化嚴(yán)重，造成調(diào)速與控制系統(tǒng)故障頻發(fā)，很難滿足安全生產(chǎn)要求。在這種情況下，選擇變頻調(diào)速方式。由于有四臺(tái)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)工作，若采用一拖一控制，方便采用矢量控制方式

69、，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩效果較好，但是要面臨4臺(tái)變頻器控制4臺(tái)電機(jī)同步通訊的問(wèn)題。所以選擇了一拖四控制方式有級(jí)調(diào)速，設(shè)置低速、中速、高速三個(gè)速度段。</p><p><b>　　3 主電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　總體思路的介紹--主電路部分主要由一臺(tái)變頻器控制四臺(tái)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)、一臺(tái)油泵電機(jī)、一臺(tái)循環(huán)泵電機(jī)及相關(guān)的保護(hù)設(shè)備組成。通過(guò) PLC控制各電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。加熱器負(fù)責(zé)給液

70、壓系統(tǒng)里的油加熱，保持油穩(wěn)恒定。供電方式由一個(gè)固定的總控電源柜負(fù)責(zé)給翻車機(jī)系統(tǒng)、重車調(diào)車機(jī)系統(tǒng)、空車調(diào)車機(jī)系統(tǒng)、定位保護(hù)和液壓系統(tǒng)、遷車臺(tái)系統(tǒng)和夾輪器系統(tǒng)六個(gè)部分供電，因此還設(shè)置了六個(gè)抽屜式的供電裝置，負(fù)責(zé)為每部分系統(tǒng)供電。鑒于此，主電路設(shè)計(jì)部分主要通過(guò)分析計(jì)算來(lái)選擇各硬件設(shè)備及相關(guān)的保護(hù)設(shè)備。</p><p><b>　　3.1 電機(jī)的選擇</b></p><p>

71、　　主電機(jī)用來(lái)驅(qū)動(dòng)調(diào)車機(jī)，由一臺(tái)變頻器控制四臺(tái)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，因此，選擇主電機(jī)額定功率：45KW,AC380V,四臺(tái),選用Y225M-4型。</p><p>　　油泵電機(jī)主要用于給液壓系統(tǒng)供油,選擇額定功率:22KW,AC380V,一臺(tái)，選用Y90Z-4型。</p><p>　　循環(huán)電機(jī)提供冷卻功能，選用額定功率：1.5KW,AC380V,一臺(tái)，選用Y90-4型。</p><

72、;p>　　它們的各項(xiàng)性能指標(biāo)如表3.1所示。</p><p>　　表3.1 各電機(jī)的各項(xiàng)功能指標(biāo)</p><p>　　3.2 導(dǎo)線和電纜的選擇</p><p>　　3.2.1 選擇原則</p><p>　　電力網(wǎng)線路的導(dǎo)線和電纜，是輸送電能的主要元件，在線路造價(jià)中所占比重較大。如截面選的過(guò)大則會(huì)增加線路投資和有色金屬消耗，而選的過(guò)小，在

73、運(yùn)行中將使網(wǎng)損增大，經(jīng)濟(jì)性差，且電壓損耗增大，因此，導(dǎo)線和電纜的選擇，必須滿足用電設(shè)備對(duì)供電安全可靠和電能質(zhì)量的要求，盡量節(jié)省投資，降低年運(yùn)行費(fèi)，且要布局合理，維修方便。</p><p>　　導(dǎo)線和電纜的選擇包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：</p><p>　　（1）型號(hào)選擇：因?yàn)榻^緣導(dǎo)線的線芯材料有鋁芯和銅芯兩種。在確定采用銅芯絕緣導(dǎo)線后，就是確定絕緣導(dǎo)線外皮的絕緣材料。在塑料絕緣和橡膠絕緣這兩種絕

74、緣材料中，鑒于塑料絕緣的絕緣性能良好、價(jià)格低，可節(jié)約橡膠和棉紗，在室內(nèi)敷設(shè)可取代橡膠絕緣線，所以選擇了塑料絕緣導(dǎo)線。</p><p>　　常用塑料絕緣線型號(hào)有：BLV（BV），BLVV（BVV），BVR。這里選用BV型。</p><p>　?。?）截面選擇：按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜截面：在導(dǎo)線和電纜（包括母線）通過(guò)正常最大負(fù)荷電流（即計(jì)算電流）時(shí)，其發(fā)熱溫度不應(yīng)該超過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的最高允許

75、溫度，以防止導(dǎo)線或電纜因過(guò)熱而引起絕緣損壞或老化。這就要求通過(guò)導(dǎo)線或電纜的最大負(fù)荷電流不應(yīng)大于其允許載流量。</p><p>　　3.2.2 導(dǎo)線和電纜的計(jì)算選擇</p><p>　　1．油泵電機(jī)保護(hù)中性線的計(jì)算選擇：</p><p>　?。?） 線路中電流的計(jì)算：</p><p>　　（2） 相線截面的選擇：</p><

76、p>　　因?yàn)槭侨嗨木€制線路，所以查4根單芯線穿鋼管的參數(shù)得，4根單芯線穿鋼管敷設(shè)的每相芯線截面為10 的BV型導(dǎo)線，在環(huán)境溫度為25度時(shí)的允許流量為50A，即通過(guò)相線的允許載流量=50A, =10 。</p><p>　　--導(dǎo)線額定負(fù)荷時(shí)的最高允許溫度65度；</p><p>　　--導(dǎo)線允許載流量所采用的環(huán)境溫度25度；</p><p>　　--導(dǎo)線敷設(shè)

77、地點(diǎn)實(shí)際的環(huán)境溫度15度；</p><p>　?。?）導(dǎo)線的實(shí)際允許載流量為：</p><p>　　42.6所以選擇=10 滿足允許載流量的要求。</p><p>　　（4）保護(hù)線的選擇:</p><p><b>　　按要求選擇=6</b></p><p>　　所以選擇的導(dǎo)線為：BV-500-3&

78、#215;10-1×6。</p><p>　　2．循環(huán)泵電機(jī)的保護(hù)中性線的估算選擇：</p><p>　　循環(huán)泵電機(jī)的額定功率只有1.5KW，所計(jì)算出來(lái)的計(jì)算電流也很?。ù蠹s是3.6A左右）,可直接選擇導(dǎo)線型號(hào)為：BV-500-3×1.5-1×1.0</p><p>　　3．油加熱器及PLC的導(dǎo)線選擇：</p><p

79、>　　油加熱器的功率只有1KW，可選擇導(dǎo)線型號(hào)為：BV-500-3×1.5-1×1.0</p><p>　　PLC的導(dǎo)線可選擇BV-500-3×4-1×2.5</p><p>　　3.3 斷路器的選擇</p><p>　　1. 低壓斷路器的一般選擇原則</p><p>　?。?）低壓斷路器的型號(hào)及

80、操作機(jī)構(gòu)形式應(yīng)符合工作環(huán)境，保護(hù)性能等方面的要求；</p><p>　　（2）低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)地點(diǎn)線路的額定電壓；</p><p>　?。?）低壓斷路器的額定電流應(yīng)不小于它所能安裝的最大脫扣器的額定電流；</p><p>　?。?）短路斷流能力應(yīng)不小于線路中最大三相短路電流。</p><p>　　最重要的是斷路器脫扣器中過(guò)電流

81、脫扣器和熱脫扣器的選擇。</p><p>　　2. 油泵電機(jī)斷路器的選擇</p><p><b>　?。?）計(jì)算負(fù)荷：</b></p><p>　　，是用電設(shè)備組（通風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)及電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組）的需要系數(shù)和功率因數(shù)。</p><p><b>　?。?）尖峰電流：</b></p>

82、<p>　　--用電設(shè)備的起動(dòng)電流；--用電設(shè)備的額定電流；--用電設(shè)備的起動(dòng)電流倍數(shù)（對(duì)鼠籠型電動(dòng)機(jī)一般為5～7，這里取7）</p><p>　?。?）過(guò)電流脫扣器動(dòng)作電流整定：</p><p>　　，為可靠系數(shù)，對(duì)動(dòng)作時(shí)間在0.02s以上的斷路器=1.35。所以==1.35×297.5=401.6A</p><p>　?。?）熱脫扣器動(dòng)作電

83、流的整定：</p><p>　　式中，取1.1，=1.1×33.5=36.85A所以選用 140-CMN-4000 （磁脫扣動(dòng)作電流：560A ；熱脫扣整定電流范圍：25-40）。輔助觸頭：140－A10</p><p>　　3. 循環(huán)泵電機(jī)斷路器的選擇</p><p>　　循環(huán)泵電機(jī)的額定功率和額定電流都很小，直接選用140-MN-0400 （磁脫扣動(dòng)作

84、電流：44A ；熱脫扣整定電流范圍：2.5-4.0）。輔助觸頭：140－A10</p><p>　　4.加熱器及PLC輸入和輸出模板的斷路器選擇</p><p>　　這些設(shè)備的功率和驅(qū)動(dòng)電流都很小，所計(jì)算出來(lái)的電流也很小。可直接選擇</p><p>　　140-MN-0400 和 140-MN-0630（磁脫扣動(dòng)作電流：69A ；熱脫扣整定電流范圍：4.0-6.3）

85、。</p><p>　　輔助觸頭：140－A10</p><p>　　輸入和輸出模板的斷路器：140-MN-0630 和140-MN-0016（磁脫扣動(dòng)作電流：1.8A ；熱脫扣整定電流范圍：0.1-0.16）</p><p><b>　　3.4接觸器的選擇</b></p><p>　　接觸器是用來(lái)接通或切斷電動(dòng)機(jī)或其

86、他負(fù)載主電路的一種控制電器。主要用于控制電動(dòng)機(jī)，電焊機(jī)，電容器組等設(shè)備。 接觸器具有強(qiáng)大的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，大容量的主觸頭及迅速熄滅電弧的能力。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，它能根據(jù)故障檢測(cè)元件所給出的動(dòng)作信號(hào)，迅速可靠地切斷電源，并有低壓釋放功能，適用于頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制，與保護(hù)電器組合可構(gòu)成各種電磁啟動(dòng)器，用于電動(dòng)機(jī)的控制及保護(hù)。是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中使用最廣泛的電器元件之一。</p><p>　　3.4.1 接觸器的選擇原

87、則</p><p><b>　?。?）型式的確定</b></p><p>　　接觸器按其分?jǐn)嚯娏鞯姆N類可分為直流接觸器和交流接觸器；按其主觸點(diǎn)的級(jí)數(shù)可分為單級(jí)，雙級(jí)，三級(jí)，四級(jí)，五級(jí)幾種。單、雙級(jí)多為直流接觸器。其形式的確定主要是確定極數(shù)和電流種類。電流種類由系統(tǒng)主電流種類確定。三相交流系統(tǒng)中一般選用三級(jí)接觸器，當(dāng)需要同時(shí)控制中性線時(shí)，則選用四極交流接觸器。一般場(chǎng)合下

88、，選用空氣電磁式接觸器；易燃易爆場(chǎng)合應(yīng)選用防爆型及真空接觸器等。</p><p>　?。?）主電路參數(shù)的確定</p><p>　　主電路參數(shù)的確定主要確定額定工作電壓、額定工作電流、額定通斷能力和耐受過(guò)載電流能力。額定電壓不得高于接觸器的額定絕緣電壓，額定工作電流也不得高于接觸器在相應(yīng)工作條件下規(guī)定的額定工作電流。額定通斷能力應(yīng)高于通斷時(shí)電路中實(shí)際可能出現(xiàn)的電流值，耐受過(guò)載電流能力也應(yīng)高于

89、電路中可能出現(xiàn)的工作過(guò)載電流值。</p><p>　　其中額定電流對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載，可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：</p><p>　　式中： ——接觸器主觸頭電流/A</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)額定功率kW</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)額定電壓/V</p><p>　　——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般取1—1.4，這里取1<

90、/p><p>　?。?）控制電路參數(shù)和輔助電路參數(shù)的確定：</p><p>　　接觸器的線圈電壓應(yīng)按選定的控制電路電壓確定。交流接觸器的控制電路電流種類分為交流和直流兩種。一般情況下多用交流，當(dāng)操作頻繁時(shí)則常選用直流。接觸器的輔助觸頭種類（常開(kāi)或常閉）、數(shù)量和組合形式一般應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)控制要求確定，同時(shí)應(yīng)注意輔助觸頭的通斷能力和其它額定參數(shù)。</p><p>　　3.4.2

91、 接觸器的計(jì)算選擇</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用的接觸器是西門(mén)子公司的產(chǎn)品。</p><p>　?。?）油泵電機(jī)用接觸器選擇</p><p>　　Ic=Pn/kUn=22KW/(1x380V)=57.9A</p><p>　　據(jù)此選擇主觸點(diǎn)：100-C60①00</p><p>　　輔助觸點(diǎn)：100-SA01<

92、/p><p>　　線圈：100-C60A10</p><p>　　(2) 循環(huán)泵電機(jī)用接觸器選擇</p><p>　　Ic=Pn/kUn=1.5KW/(1x380V)=4.0A</p><p>　　據(jù)此選擇主觸點(diǎn)：100-C09①00</p><p>　　輔助觸點(diǎn)：100-SA01</p><p>

93、　　線圈：100-C09A10</p><p>　　(3) 油加熱器用接觸器選擇</p><p>　　Ic=Pn/kUn=1KW/(1x220V)=4.5A</p><p>　　據(jù)此選擇主觸點(diǎn)：100-C09①00</p><p>　　輔助觸點(diǎn)：100-SA01</p><p>　　線圈：100-C09A10</

94、p><p>　　3.5 其他設(shè)備的選擇</p><p><b>　　1.熔斷器的選擇 </b></p><p>　　熔斷器是一種利用熱效應(yīng)原理工作的電流保護(hù)電器。使用時(shí)，熔斷器串接于被保護(hù)電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，熔體被瞬時(shí)熔斷而分?jǐn)嚯娐罚赃_(dá)到保護(hù)目的。</p><p>　　選擇原則: (1)熔體在線路或電動(dòng)機(jī)正常工作

95、時(shí)不應(yīng)熔斷</p><p>　　(2)熔體在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)不應(yīng)熔斷</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中的熔斷器是保護(hù)PLC的輸入模板和輸出模板的，而輸入模板要求的電流很小大約0.1A，輸出模板上電流大約0.4A；在電磁閥較多的模板上達(dá)到了8A，給PLC電源模塊供電的選擇1A左右。</p><p><b>　　據(jù)此選型：</b></p>

96、<p>　　輸入模板：RL15-0.5 5個(gè)</p><p>　　輸出模板：RL15-15 1個(gè)</p><p>　　RL15-2 3個(gè)</p><p>　　電源模塊；RL15-4 1個(gè)</p><p><b>　　2.加熱器的選擇</b></p><p>　　當(dāng)液壓

97、系統(tǒng)里的油溫低于正常范圍時(shí)，需要啟動(dòng)加熱器加熱。。加熱器選擇了一般的加熱電阻絲。</p><p>　　型號(hào)選擇：RJK12</p><p><b>　　3.直流電源的選擇</b></p><p>　　24V/DC電源用來(lái)給PLC輸入模塊供電。采用的是亞光電子公司的AC/DC開(kāi)關(guān)電源，這種電源底面具有散熱和方便與系統(tǒng)外殼連接的功能。</p&

98、gt;<p>　　型號(hào)選擇：CKK 220VAC/24VDC</p><p>　　4.電流互感器的選擇</p><p>　　本設(shè)計(jì)為了顯示出各臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電流，采用了電流表顯示。采用的電流表不能直接測(cè)量，應(yīng)該串在電流互感器上使用，選擇的電流表的電流應(yīng)該大于測(cè)量線路上的電流。</p><p>　　選擇的型號(hào)：電流互感器：LMZJ-0.38 電

99、流表：100-AC 100∶5</p><p>　　4變頻器及其配套設(shè)備的選擇</p><p>　　在交流異步電動(dòng)機(jī)的諸多調(diào)速方法中，變頻調(diào)速的性能最好，調(diào)速范圍大，靜態(tài)穩(wěn)定性好，運(yùn)行效率高。采用通用變頻器對(duì)籠型異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，由于使用方便、可靠性高并且經(jīng)濟(jì)、效益顯著，所以逐步得到推廣。</p><p>　　4.1 變頻器的原理及基本控制方式</p&

100、gt;<p>　　1. 異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為: </p><p>　　式中--同步轉(zhuǎn)速(r/min)</p><p>　　--定子頻率(Hz)</p><p><b>　　--磁極對(duì)數(shù)</b></p><p>　　而異步電動(dòng)機(jī)的軸轉(zhuǎn)速為</p><p>　　式

101、中s--異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，</p><p>　　可見(jiàn),改變異步電動(dòng)機(jī)的供電頻率，可以改變其同步轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速運(yùn)行。</p><p>　　2. 由電機(jī)理論知道,三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為:</p><p>　　式中 --氣隙磁通在定子每相繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值</p><p><b>　　--定子

102、頻率</b></p><p>　　--定子每相繞組中串聯(lián)匝數(shù)</p><p>　　--與繞組有關(guān)的結(jié)構(gòu)系數(shù)</p><p>　　若 ，則 ，電動(dòng)機(jī)鐵心未充分利用，同樣的轉(zhuǎn)子電流下，電磁轉(zhuǎn)矩小，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力下降；</p><p>　　若 ，則 ，電動(dòng)機(jī)鐵心過(guò)飽和，導(dǎo)致過(guò)大勵(lì)磁電流， 下降，效率下降，嚴(yán)重時(shí)電

103、機(jī)損壞。</p><p>　　所以，要實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，且不損壞電機(jī)的情況下充分利用電機(jī)的鐵心，應(yīng)保持 不變，即 =常數(shù)。</p><p>　　-- 電機(jī)額定頻率 </p><p><b>　　--額定氣隙磁通</b></p><p>　　4.2 變頻器的基本構(gòu)成及其分類</p><p>

104、;　　1. 變頻器的基本構(gòu)成如圖4.1所示，由整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器和控制電路組成。分述如下：</p><p>　　1) 整流器：電網(wǎng)側(cè)的變流器是整流器，它的作用是把交流電整流成直流電 。</p><p>　　2) 逆變器：是變頻器的核心技術(shù)。最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式是利用六個(gè)半導(dǎo)體主開(kāi)關(guān)器件組成的三相橋式逆變電路，有規(guī)律地控制逆變器中主開(kāi)關(guān)器件的通與斷，可以得到可變頻率，可變電壓的三相交流

105、電輸出供給電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　3) 中間直流環(huán)節(jié)：其作用有三：（1）把整流器側(cè)的整流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娏?。?）將整流側(cè)的脈動(dòng)直流電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定或平滑的直流電壓。（3）把固定的直流電壓轉(zhuǎn)換為可變的直流電壓。共有兩種接法:如圖4.2(a)(b) 。</p><p>　　4) 控制電路：控制電路常由運(yùn)算電路、檢測(cè)電路、控制信號(hào)的輸入、輸出電路和驅(qū)動(dòng)電路等構(gòu)成。其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器的

106、開(kāi)關(guān)控制、對(duì)整流器的電壓控制以及完成各種保護(hù)功能等。控制方法可以采用模擬控制或數(shù)字控制。</p><p>　　圖4.1 變頻器的基本構(gòu)成</p><p>　　(a) 插入交流電抗器 (b) 插入直流電抗器</p><p>　　圖4.2 變頻器中間直流環(huán)節(jié)的兩種接法</p><p><b>　　2. 變頻

107、器的分類</b></p><p>　　(1) 按變頻器交換環(huán)節(jié)：可分為交-交和交-直-交變頻器兩種形式。交-交變頻器可將工頻電流直接變換成頻率、電壓均可控制的交流，又稱直接式變頻器。交-交變頻器無(wú)中間環(huán)節(jié)，一次換能，變頻效率高，可調(diào)頻率窄，電網(wǎng)功率因數(shù)低。主要用于容量大，低速拖動(dòng)場(chǎng)合。交-直-交變頻器則是把工頻交流電通過(guò)整流器變成直流電，然后再把直流電變換成頻率、電壓均可控制的交流電，它又稱為間接式變

108、頻器。兩次換能，效率較低，低頻低壓時(shí)功率因數(shù)較低，采用PWM方式調(diào)壓，功率因數(shù)高。所用器件少，可用于各種電力拖動(dòng)裝置，穩(wěn)頻穩(wěn)壓電源和不間斷電源。</p><p>　　(2) 按直流環(huán)節(jié)儲(chǔ)能方式：分為電壓源型和電流源型。電壓源型直流回路濾波環(huán)節(jié)屬于大電容濾波，輸出電流波形為矩形波或階梯型，調(diào)速動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢。適用于多電機(jī)拖動(dòng)，穩(wěn)頻穩(wěn)壓電源。電流源型屬于大電感濾波，輸出交流電流為矩形波或階梯型。，調(diào)速動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，適用于

109、單電機(jī)拖動(dòng)，可逆拖動(dòng)場(chǎng)合。</p><p>　　4.3變頻器基本參數(shù)的調(diào)試及其選擇</p><p><b>　　1. 基本參數(shù)調(diào)試</b></p><p><b>　　1) 加減速時(shí)間</b></p><p>　　加速時(shí)間就是輸出頻率從0上升到最大頻率所需時(shí)間，減速時(shí)間是指從最大頻率下降到0所需的時(shí)

110、間。通常用頻率設(shè)定信號(hào)上升、下降來(lái)確定加減速時(shí)間。在電動(dòng)機(jī)加速時(shí)必須限制頻率設(shè)定的上升率以防止過(guò)電流，減速時(shí)則限制下降率以防止過(guò)電壓。</p><p><b>　　2) 轉(zhuǎn)矩提升</b></p><p>　　又叫轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，是為補(bǔ)償因電動(dòng)機(jī)定子繞組電阻所引起的低速時(shí)轉(zhuǎn)矩降低，而把低頻率范圍U/F增大的方法。設(shè)定為自動(dòng)時(shí)，可使加速時(shí)的電壓自動(dòng)提升以補(bǔ)償起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)加