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    HB60D型砼输送泵障产生的原因进行分析

      发布时间:2018-03-23 01:44

      本文对HB60D型砼输送泵电气故障产生的原因进行了分析,指出了原设 计存在的不足之处,阐述了用PLC进行技改的可行性及具体的实施过程,为业内同 行进行相关的技术改造提供参考。

      当今建筑市场竞争日趋激烈,随着国家和地方基建项目的 增多,水泥混凝土需求量也越来越大,水泥混凝土的泵送施工已 经成为一个重要工序。输送泵正越来越广泛地应用在建筑、交 通、能源等基础建设中,它对保证工程质量、提高施工速度起着 十分重要的作用。

      如何在恶劣的环境中实现远距离、高层泵送作业,除了对砼 配合比、骨料级配、搅拌质量、运输方式、输送管路的布置等严格 要求外,砼泵能否可靠地工作是一个首要的问题。

      HB60D型混凝土输送泵系国产设备,电气及液压元件均采 用国产部件,电气控制系统为传统的继电控制方式,这种控制方 式与输送泵的工作环境要求是不相适应的,主要体现在以下几个方面:

      (1)泵送时压力很高(最大压力可达32MPa),由于液压系统 采用的是开式回路,强烈的脉动冲击是不可避免的,继电控制系 统的抗振性能较差,在强烈的振动下很容易导致线路接头的松动 和电气元件触点的烧损。

      (2)输送泵的主要控制是在泵送过程中主油缸换向与闸板换 向的逻辑配合上,同时在泵送压力急剧升高时能够自动反泵、搅 拌卡住时能够自动反转并延时,在泵送过程中能够手动反泵等功 能。为完成这些功能,系统采用了多个中间继电器、时间继电 器,导致了大量的逻辑触点。

      (3)维修困难,线路繁琐,一旦发生故障,在短时间内要求立 即解决,即使一个专业人员也很难判断正确,有时会耗费大半天时间。

      基于以上原因,为提高泵的完好率,应简化控制线路,且维 修检查方便,决定用PLC控制方式对原有系统进行改造。

      该泵型号为HB60D,有两台电动机,主电机功率为55kW,辅 电机功率为22kW。由主、辅两台电动机各通过一个联轴器带动 一台油泵,其中主油泵有两个,为泵送油缸提供动力与两种排 量;辅油泵也有两个,分别为闸板油缸和搅拌马达提供动力。 主、辅电机的启动均为Y-△启动,主油缸和闸板油缸由两个三 位四通电液换向阀控制,搅拌马达由一个电磁阀控制,泵送和搅 拌压力电气部分由两个压力继电器控制,系统压力超过设定值时会自动反泵和自动反转并延时一定时间。泵送与闸板的逻辑配合 及换向由装在油缸顶部的两只干簧管提供信号,信号必须准确无 误,触点不能出现误动作。液压系统采用一个蓄能器,起到液压 系统缓冲脉动冲击和主油缸封闭油腔的补油作用。

      确定输入为22点,输出为13点,选用SYSMAC公司Omron系列C40P。将22个输入点分配 在输入通道00通道和01通道中,输出点分配在输出通道05通道 和06通道中,中间继电器共有9个,分配在PLC内部通道10通 道中,作为辅助继电器使用。

      所有输入点,包括各种按钮、压力继电器、干簧管等相应 的常开常闭点均接到PLC的输入端子板上,接线时要依次找正 各编号;同时在编程时注意输入触点开合的关系。同样,将各电 磁阀线圈、接触器线圈接到相对应的输出终端继电器常开触点上,将部分指示灯接在外电路中,以节省输入输出点数。PLC 输入电源采用220V交流电,输入输出采用24V直流,由于PLC 的输入输出均采取光电隔离,因此增强了抗干扰能力。

      按下启动按钮1AQ,对应的0000输入继电器闭合,中间继电 器1000闭合并自锁,时间继电器TIM00得电。同时,0501得电, 主电机进入Y启动,延时5秒后TIM00动作,对应的通电延时常 闭点断开,0501失电。通电延时常开点闭合,0501常闭点闭合。 因此0500输出继电器得电,电机进入△运行状态,启动过程完 成。

      主油缸与闸板的运动及换向必须执行严格的逻辑关系,这种 逻辑靠中间继电器JH、JH1、JH2和干簧管JA1、JA2的相互配合 来实现。按下泵送按钮3AQ,对应的0014继电器闭合,中间继电 器1006闭合并自锁,输出继电器0511得电,主油缸前进,泵送混凝土。同时,0506得电,闸板右 摆,使水泥混凝土得以泵送出去;当主油缸运行到端部时,装 在活塞头部的干簧管JA1因受到磁力而闭合(即0012闭合),则中 间继电器JH2即1004闭合并自锁。JH2自锁的结果是使JH中间 继电器得电并保持(即1002得电),使1002的常开点闭合、常 闭点断开,导致主油缸输出继电器0511断电、0510得电、主油缸 后退。同时,对应的闸板油缸线得电,闸板左 摆,关闭泵送管路,打开进料口,使主油缸的吸料得以进行。当主 油缸后退到终点时,对应的干簧管JA2即0013闭合,中间继电器 JH1即1003得电,使其常闭点1003断开,导致JH2即1004失电。其闭合的常开点因此断开, JH即1002中间继电器断电,使其常开常闭点的开合状态发生变 化,于是主油缸从后退变为前进,闸板右摆,实现了换向。如 此往复循环,使混凝土不断地泵送出去。

      原系统没有摇控器,为了操作方便,减轻操作人员劳动强度,更好地观察料斗内水泥混凝土的搅拌情况及喂料情况,应加装遥控器。遥控器除了电源指示灯和泵送指示灯外,操作钮共有4个,分别为泵送启动、泵送停止、反泵和闸板左右摆动。

      (1)改造后电气系统比原系统少了1JS、2JS、3JS、4JS共4个空气阻尼式时间 继电器。这些继电器用PLC内部10#通道中的辅助继电器代替。

      (2)改造后电气系统少了JQ、JH、JF、JH1、JH2共5个中间继电器,这些继 电器也用PLC内部10#通道中的辅助继电器代替。

      (4)系统中增加了有线个中间继电器以及电机起停线路的简 化,使控制线路中电器元件只剩下常规的按钮,大量的逻辑触点都变成PLC内部 的程序,因此,控制线)设备故障率大大降低,由于采用的是程序控制,一旦编好输入PLC,计算机 在工作过程中便不断地对程序进行顺序扫描,随时监控运行状态,程序是不会在运 行中发生错误的,从而避免了原控制系统经常发生的触点紊乱故 障。

      (3)PLC适于在恶劣的环境下工作,因而可靠性大大增加。由于线路的简化,使得维修简单、方便,即使发生故障,一般只需检查有限的线接头及少量的触点即可。

      在施工企业中,绝大多数用电设备仍然为传统的继电控制方 式,由于施工生产的特殊性,工地流动性大,设备来回搬运,加 上施工环境比较恶劣,导致设备电气故障率高,给施工生产带来 了很大的不利因素。采用PLC控制,线路简化、工作可靠,因此, PLC在施工企业中的应用前景是很广阔的。

      当今建筑市场竞争日趋激烈,随着国家和地方基建项目的 增多,水泥混凝土需求量也越来越大,水泥混凝土的泵送施工已 经成为一个重要工序。输送泵正越来越广泛地应用在建筑、交 通、能源等基础建设中,它对保证工程质量、提高施工速度起着 十分重要的作用。

      如何在恶劣的环境中实现远距离、高层泵送作业,除了对砼 配合比、骨料级配、搅拌质量、运输方式、输送管路的布置等严格 要求外,砼泵能否可靠地工作是一个首要的问题。

      HB60D型混凝土输送泵系国产设备,电气及液压元件均采 用国产部件,电气控制系统为传统的继电控制方式,这种控制方 式与输送泵的工作环境要求是不相适应的,主要体现在以下几个方面:

      (1)泵送时压力很高(最大压力可达32MPa),由于液压系统 采用的是开式回路,强烈的脉动冲击是不可避免的,继电控制系 统的抗振性能较差,在强烈的振动下很容易导致线路接头的松动 和电气元件触点的烧损。

      (2)输送泵的主要控制是在泵送过程中主油缸换向与闸板换 向的逻辑配合上,同时在泵送压力急剧升高时能够自动反泵、搅 拌卡住时能够自动反转并延时,在泵送过程中能够手动反泵等功 能。为完成这些功能,系统采用了多个中间继电器、时间继电 器,导致了大量的逻辑触点。

      (3)维修困难,线路繁琐,一旦发生故障,在短时间内要求立 即解决,即使一个专业人员也很难判断正确,有时会耗费大半天时间。

      基于以上原因,为提高泵的完好率,应简化控制线路,且维 修检查方便,决定用PLC控制方式对原有系统进行改造。

      该泵型号为HB60D,有两台电动机,主电机功率为55kW,辅 电机功率为22kW。由主、辅两台电动机各通过一个联轴器带动 一台油泵,其中主油泵有两个,为泵送油缸提供动力与两种排 量;辅油泵也有两个,分别为闸板油缸和搅拌马达提供动力。 主、辅电机的启动均为Y-△启动,主油缸和闸板油缸由两个三 位四通电液换向阀控制,搅拌马达由一个电磁阀控制,泵送和搅 拌压力电气部分由两个压力继电器控制,系统压力超过设定值时会自动反泵和自动反转并延时一定时间。泵送与闸板的逻辑配合 及换向由装在油缸顶部的两只干簧管提供信号,信号必须准确无 误,触点不能出现误动作。液压系统采用一个蓄能器,起到液压 系统缓冲脉动冲击和主油缸封闭油腔的补油作用。

      2.1 确定PC规格及I/O对应确定输入为22点,输出为13点,选用SYSMAC公司Omron系列C40P。将22个输入点分配 在输入通道00通道和01通道中,输出点分配在输出通道05通道 和06通道中,中间继电器共有9个,分配在PLC内部通道10通 道中,作为辅助继电器使用。

      所有输入点,包括各种按钮、压力继电器、干簧管等相应 的常开常闭点均接到PLC的输入端子板上,接线时要依次找正 各编号;同时在编程时注意输入触点开合的关系。同样,将各电 磁阀线圈、接触器线圈接到相对应的输出终端继电器常开触点上,将部分指示灯接在外电路中,以节省输入输出点数。PLC 输入电源采用220V交流电,输入输出采用24V直流,由于PLC 的输入输出均采取光电隔离,因此增强了抗干扰能力。

      按下启动按钮1AQ,对应的0000输入继电器闭合,中间继电 器1000闭合并自锁,时间继电器TIM00得电。同时,0501得电, 主电机进入Y启动,延时5秒后TIM00动作,对应的通电延时常 闭点断开,0501失电。通电延时常开点闭合,0501常闭点闭合。 因此0500输出继电器得电,电机进入△运行状态,启动过程完 成。

      主油缸与闸板的运动及换向必须执行严格的逻辑关系,这种 逻辑靠中间继电器JH、JH1、JH2和干簧管JA1、JA2的相互配合 来实现。按下泵送按钮3AQ,对应的0014继电器闭合,中间继电 器1006闭合并自锁,输出继电器0511得电,主油缸前进,泵送混凝土。同时,0506得电,闸板右 摆,使水泥混凝土得以泵送出去;当主油缸运行到端部时,装 在活塞头部的干簧管JA1因受到磁力而闭合(即0012闭合),则中 间继电器JH2即1004闭合并自锁。JH2自锁的结果是使JH中间 继电器得电并保持(即1002得电),使1002的常开点闭合、常 闭点断开,导致主油缸输出继电器0511断电、0510得电、主油缸 后退。同时,对应的闸板油缸线得电,闸板左 摆,关闭泵送管路,打开进料口,使主油缸的吸料得以进行。当主 油缸后退到终点时,对应的干簧管JA2即0013闭合,中间继电器 JH1即1003得电,使其常闭点1003断开,导致JH2即1004失电。其闭合的常开点因此断开, JH即1002中间继电器断电,使其常开常闭点的开合状态发生变 化,于是主油缸从后退变为前进,闸板右摆,实现了换向。如 此往复循环,使混凝土不断地泵送出去。

      原系统没有摇控器,为了操作方便,减轻操作人员劳动强度,更好地观察料斗内水泥混凝土的搅拌情况及喂料情况,应加装遥控器。遥控器除了电源指示灯和泵送指示灯外,操作钮共有4个,分别为泵送启动、泵送停止、反泵和闸板左右摆动。

      (1)改造后电气系统比原系统少了1JS、2JS、3JS、4JS共4个空气阻尼式时间 继电器。这些继电器用PLC内部10#通道中的辅助继电器代替。

      (2)改造后电气系统少了JQ、JH、JF、JH1、JH2共5个中间继电器,这些继 电器也用PLC内部10#通道中的辅助继电器代替。

      (4)系统中增加了有线个中间继电器以及电机起停线路的简 化,使控制线路中电器元件只剩下常规的按钮,大量的逻辑触点都变成PLC内部 的程序,因此,控制线)设备故障率大大降低,由于采用的是程序控制,一旦编好输入PLC,计算机 在工作过程中便不断地对程序进行顺序扫描,随时监控运行状态,程序是不会在运 行中发生错误的,从而避免了原控制系统经常发生的触点紊乱故 障。

      (3)PLC适于在恶劣的环境下工作,因而可靠性大大增加。由于线路的简化,使得维修简单、方便,即使发生故障,一般只需检查有限的线接头及少量的触点即可。

      在施工企业中,绝大多数用电设备仍然为传统的继电控制方 式,由于施工生产的特殊性,工地流动性大,设备来回搬运,加 上施工环境比较恶劣,导致设备电气故障率高,给施工生产带来 了很大的不利因素。采用PLC控制,线路简化、工作可靠,因此, PLC在施工企业中的应用前景是很广阔的。