李鐵鋼 丁詩(shī)航 溫超 等

摘 要：Y-80A型淺坑式多軌距移車臺(tái)主要由車體、渡橋、自動(dòng)車檔、牽車裝置、主動(dòng)輪裝置、從動(dòng)車輪裝置、傳動(dòng)裝置、檢修平臺(tái)、電氣控制等部分組成。高速車制造中心遷車臺(tái)是公司的大型關(guān)鍵設(shè)備，擔(dān)負(fù)著整個(gè)新廠區(qū)高速車動(dòng)車組的運(yùn)輸工作，是公司生產(chǎn)的瓶頸，如果遷車臺(tái)發(fā)生故障，直接影響整個(gè)公司的生產(chǎn)計(jì)劃。

關(guān)鍵詞：電氣控制；plc；觸摸屏；變頻器

引言

隨著公司生產(chǎn)能力的日益增加，保證工序轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性就尤為重要。Y-80A型淺坑式多軌距移車臺(tái)已廣泛應(yīng)用在涂裝車間，預(yù)組車間，總組車間，調(diào)試車間，直接關(guān)系到高速車的生產(chǎn)進(jìn)度。該設(shè)備用于車重不大于80t的各種鐵路車輛橫移換軌作業(yè)，這樣就需要對(duì)Y-80A型淺坑式多軌距移車臺(tái)運(yùn)行和維護(hù)有很高的要求。

一、移車臺(tái)的移車臺(tái)的組成和設(shè)備功能

Y-80A型淺坑式移車臺(tái)主要由車體、渡橋、自動(dòng)車檔、牽車裝置、主動(dòng)輪裝置、從動(dòng)車輪裝置、傳動(dòng)裝置、檢修平臺(tái)、電氣控制等部分組成。

二、移車臺(tái)的電氣控制原理及特點(diǎn)

電氣控制原理

采用 PLC 控制系統(tǒng)移車臺(tái)行走時(shí)行走主令由低速逐漸加到高速，移車臺(tái)以穩(wěn)定速度運(yùn)行，當(dāng)接近目標(biāo)軌道時(shí)，將行走主令由高速檔逐漸減為低速檔，距目標(biāo)軌道 1 米左右時(shí)使行走主令在 2 檔以下，然后根據(jù)左、右側(cè)對(duì)軌，按動(dòng)相應(yīng)的自動(dòng)對(duì)軌按鈕，移車臺(tái)便以設(shè)定的對(duì)軌速度運(yùn)行，當(dāng)電磁接近開(kāi)關(guān)接收到地面上的對(duì)軌信號(hào)反射板返回的信號(hào)后，PLC 給出停止信號(hào)，變頻器輸出頻率平滑下降到 0，運(yùn)行電機(jī)制動(dòng)，移車臺(tái)軌道與地面目標(biāo)軌道對(duì)接。通過(guò)參數(shù)調(diào)節(jié)和電磁接近開(kāi)關(guān)位置的調(diào)節(jié)，控制精度可達(dá)±2mm

控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

1、操作直觀

主控制臺(tái)上設(shè)有觸摸屏，屏幕上顯示移車臺(tái)渡橋、車檔狀態(tài)的模擬圖形，實(shí)時(shí)顯示移車臺(tái)走行速度、卷?yè)P(yáng)速度等，同時(shí)觸摸屏上顯示的軟按鍵，可對(duì)遷車臺(tái)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和故障檢測(cè)的操作。

技術(shù)先進(jìn)、自動(dòng)化程度高、操作方便運(yùn)行、牽車機(jī)構(gòu)均采用交流變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)方式，行走及牽車速度可設(shè)定多級(jí)，通過(guò)主令控制行走及牽車，操作方便。具有自動(dòng)對(duì)軌功能，對(duì)軌精度可達(dá)±2mm。

2、質(zhì)量可靠

電子、電器元器件和控制系統(tǒng)均采用先進(jìn)的、優(yōu)質(zhì)的、可靠的國(guó)內(nèi)外名牌產(chǎn)品，并且符合標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化要求。如：空氣開(kāi)關(guān)采用天津梅蘭日蘭品牌，交流接觸器、熱繼電器、中間繼電器、按扭等采用施奈德品牌，PLC 控制系統(tǒng)采用日本三菱品牌，接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)選用歐姆龍產(chǎn)品。

操作臺(tái)上設(shè)急停開(kāi)關(guān)、聲光報(bào)警開(kāi)關(guān)；在移車臺(tái)的兩端裝有緊急停按鈕，遇有緊急情況時(shí)便于迅速停車。

3、保護(hù)功能

完善PLC 可對(duì)錯(cuò)誤的操作進(jìn)行邏輯互鎖；在各回路主干道上設(shè)置額定功率的斷路器進(jìn)行短路保護(hù)；斷路器上安裝防漏電插件來(lái)實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)；停電或意外停機(jī)時(shí)，各電機(jī)抱閘機(jī)構(gòu)斷電抱閘，防止突然斷電時(shí)的慣性滑行。

電控系統(tǒng)具備連鎖報(bào)警功能：若渡橋下降或提升不到位，系統(tǒng)不能進(jìn)行下一步操作，此功能靠渡橋限位開(kāi)關(guān)和 PLC 編程實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)控制原理如下：渡橋設(shè)置上限位和下限位兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)，信號(hào)連入 PLC，若下降不到位或提升不到位則 PLC 不能接收到信號(hào)變更，并對(duì)其它操作進(jìn)行鎖定禁止。

操作臺(tái)上設(shè)急停開(kāi)關(guān)、聲光報(bào)警開(kāi)關(guān)；在移車臺(tái)的兩端裝有緊急停按鈕，遇有緊急情況時(shí)便于迅速停車。

移車臺(tái)兩側(cè)設(shè)置行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)移車臺(tái)運(yùn)行到工作場(chǎng)地的兩端接近極限位置時(shí)，行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作，切斷行走電路，使移車臺(tái)停止運(yùn)行。供電方式采用安全滑觸線，架空敷設(shè)，三相四線制供電，各現(xiàn)場(chǎng)用電設(shè)備均進(jìn)行保護(hù)接地。

故障檢測(cè)和報(bào)警：在通電狀態(tài)下，系統(tǒng)隨時(shí)進(jìn)行故障檢測(cè)?？刂葡到y(tǒng)、變頻器、運(yùn)行電機(jī)抱閘機(jī)構(gòu)和 PLC 都具有故障報(bào)警功能。

觸摸屏的簡(jiǎn)單設(shè)置

左、右渡橋的狀態(tài)指示：當(dāng)渡橋的上升到位行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，屏幕顯示渡橋升起狀態(tài)；當(dāng)渡橋的上升到位行程開(kāi)關(guān)未動(dòng)作時(shí)，屏幕顯示渡橋落下?tīng)顟B(tài)。

左、右止檔的狀態(tài)指示：當(dāng)止檔的伸出限位行程開(kāi)關(guān)動(dòng)時(shí)，顯示止檔伸出狀態(tài)，當(dāng)止檔的收縮限位行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，顯示止檔收縮狀態(tài)。當(dāng)止檔的伸出限位行程開(kāi)關(guān)和收縮限位行程開(kāi)關(guān)均未動(dòng)作時(shí)，顯示中間位置

三、移車臺(tái)的程序優(yōu)化及注意事項(xiàng)

程序優(yōu)化

1、觸摸屏程序改善

在遷車臺(tái)實(shí)際操作過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)廠家設(shè)計(jì)的觸摸屏程序功能不完善，許多報(bào)警信息，操作方式都與實(shí)際要求還有差距。我經(jīng)過(guò)研究采用SIMATIC WinCC flexible 2008軟件對(duì)程序改善，對(duì)程序內(nèi)變量、配方、周期等參數(shù)進(jìn)行修改，觸摸屏的常用功能顯著提高。

2、大車行走自動(dòng)對(duì)軌PLC程序解讀

檢查KA10，KA11兩個(gè)中間繼電器是否吸合，如果不吸合檢查PLC是否輸出。PLC沒(méi)有輸出檢查PLC內(nèi)部程序的邏輯關(guān)系，通過(guò)邏輯關(guān)系檢查翻版向上限位是否壓合，限位是否損壞。限位損壞進(jìn)行更換，運(yùn)行條件都滿足設(shè)備正常啟動(dòng)。

程序邏輯分析：西門子高級(jí)指令SM0.0是否處于暢通狀態(tài)→位邏輯I0.7對(duì)軌指令是否閉合→對(duì)軌內(nèi)部繼電器V0.7是否閉合→主副進(jìn)限位是否有一對(duì)處于閉合狀態(tài)→主副渡橋限位是否都處于長(zhǎng)通狀態(tài)→主副止檔限位是否都處于長(zhǎng)通狀態(tài)→卷?yè)P(yáng)電機(jī)Q2.3處于停止?fàn)顟B(tài)→急停開(kāi)關(guān)是否被按下→內(nèi)部繼電器V0.0閉合→滿足條件電機(jī)可自動(dòng)對(duì)軌。

檢查行走電機(jī)三相電流是否平衡，電機(jī)繞組是否損壞，如損壞對(duì)電機(jī)進(jìn)行更換。檢查電機(jī)抱閘是否打開(kāi)，在抱閘模塊電壓正常的情況未打開(kāi)，對(duì)抱閘進(jìn)行更換。

3、變頻器基本參數(shù)的設(shè)定。

加速時(shí)間設(shè)定值=Pr.20/（最大使用頻率- Pr.13）×從停止到最大使用頻率的加速時(shí)間。根據(jù)公式把加速時(shí)間設(shè)為15秒。

減速時(shí)間設(shè)定值=Pr.20/（最大使用頻率-Pr.10）×從最大使用頻率到停止的減速時(shí)間。根據(jù)公式把時(shí)間設(shè)為5秒。

四、結(jié)束語(yǔ)

Y-80A型移車臺(tái)采用西門子S7-200PLC、K-TP178觸摸屏及三菱FR-A740變頻器對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。大量采用電壓、電流模擬信號(hào)，開(kāi)關(guān)量信號(hào)對(duì)設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。通過(guò)多年對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行大量的分析，對(duì)plc程序和觸摸屏進(jìn)行了優(yōu)化。使操作者能更清晰易懂的使用移車臺(tái)，為公司的生產(chǎn)提高了生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

[1]北京易方佳機(jī)電工程科技開(kāi)發(fā)有限公司移車臺(tái)說(shuō)明書

[2]西門子PLC變頻器與觸摸屏綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)/中國(guó)電力出版社

[3]西門子人機(jī)界面組態(tài)與應(yīng)用技術(shù)/機(jī)械工業(yè)出版社

（作者單位：中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司）