城市軌道交通車輛檢修工藝設備及工程車輛項目5-移課件

項目5移動式架車機組1圖5.1移動式架車機組

移動式電動架車機是地鐵車輛檢修的一項重要工藝設備,主要用于定臨修庫內(nèi)臨修臺位的架車作業(yè),可進行6輛及以下多節(jié)城市軌道交通車輛、或單節(jié)城市軌道交通車輛實施架升/落車作業(yè),以便對地鐵車輛及各類軌道車輛車體、轉(zhuǎn)向架及其他部件進行維修和更換、清洗作業(yè)。由于它可移動的結(jié)構(gòu)特點不受車輛軸距和架升點限制,也可用于架升平板車、網(wǎng)軌作業(yè)車、內(nèi)燃調(diào)車機等工程車輛。

【項目描述】23.了解移動式架車機控制系統(tǒng)組成及控制原理?！炯寄苣繕恕?.掌握移動式架車機安全保護功能及控制系統(tǒng)控制原理。2.能夠操作移動式架車機完成架車作業(yè)及架車機日常保養(yǎng)。3.能夠完成移動式架車機維修保養(yǎng)作業(yè)及故障處理。

【學習目標】

通過本模塊的學習要求掌握以下基本知識: 1.了解移動式架車機的分類、功能及用途。

2.了解移動式架車機的組成及安全保護功能。3任務1了解移動式架車機組【活動場景】

在架車作業(yè)現(xiàn)場教學或用多媒體協(xié)助展現(xiàn)。【任務要求】

掌握移動式架車機分類及作用概述。4圖5.2移動式架車機架車【知識準備】

1.移動式架車機分類 地鐵車輛使用的移動式架車機 種類比較多。車輛段使用的移動式 駕車機組主要有進口和國產(chǎn)兩類移 動式架車機。5

移動式架車的生產(chǎn)廠家德國 Windhoff和德國Neuero公司,國產(chǎn)移動式架車的生產(chǎn)廠家是:廣州鐵道車輛廠、中鐵工程研究所有限公司和唐山百川智能機器有限公司。

移動式架車機作為重要的車輛檢修輔助設備,其主要作用是用來架升地鐵車輛,可進行6輛及以下多節(jié)城市軌道交通車輛或單節(jié)城市軌道交通車輛實施架升/落車作業(yè)的專用起升設備,以便對車輛車體、轉(zhuǎn)向架及其他部件進行維修和更換、清洗作業(yè)。由于它可移動的結(jié)構(gòu)特點,不受車輛軸距和架升點限制,也可用于架升平板車、網(wǎng)軌作業(yè)車、內(nèi)燃調(diào)車機等工程車輛。6圖5.3移動式架車機分布圖圖5.4移動式架車機現(xiàn)場布置圖7

2.移動式架車機作用 移動式架車機組由6組移動式架車機組組成,每組移動式架車機組由4臺移動式架車機組成。架車機起升時由電控系統(tǒng)進行同步控制,確保各架車機組之間均勻同步架起整列車(6輛編組)、多節(jié)車輛、單節(jié)地鐵車輛或1輛工程車。

①移動式架車機設有單臺架車機獨立控制臺和總控制臺?？偪刂婆_能控制1組、多組或6組架車機的同步升降,并能對一組或多組車輛分別獨立架升。單臺架車機獨立控制臺只控制單臺架車機的升降。單臺架車機獨立控制臺與總控制臺具有動作互鎖功能,總控制臺有選擇總控制臺或獨立控制臺操作的權利(急停按鈕除外)。單臺架車機獨立控制臺與總控制臺之間、架車機與控制臺之間的電纜采用暗敷阻燃電纜和航空快速插頭方式連接。8

②在實施架升作業(yè)時,移動式架車機的控制系統(tǒng)通過采用可編程序控制器(PLC)采集所有架升螺旋機構(gòu)上的旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出數(shù)據(jù),實現(xiàn)對多個螺旋機構(gòu)的同步控制,保證了設備起升的同步性,提高設備運行的平穩(wěn)性和安全性。

③每單臺移動式架車機都設有緊急停車就地控制按鈕,如遇緊急事故可按急停按鈕切斷控制輸出,同時發(fā)出鈴聲信號,可及時實施移動式架車機的停車制動。當工作中的任一移動式架車機的急停按鈕被按下時,所有協(xié)同工作的其他移動式架車機全部同時停機。

④每臺移動式架車機都配備有相同型號的鼠籠式制動電機,當設備在任一方向的運動過程中在任意位置上被緊急停機,系統(tǒng)自動鎖定。系統(tǒng)須重新供電,才能恢復任一方向的運動。9⑤架車機各架升螺桿依據(jù)GB/T5796.1—1986《梯形螺紋牙型》自鎖式螺紋副進行設計,具有自鎖功能。

⑥各螺桿托架承載面上設置有傳感器,當托架上升接觸到車體后,傳感器能夠發(fā)出信號,并立即停止該架升螺桿上的托架上升,此時該螺桿的同步系統(tǒng)起升零點被清零,電氣同步系統(tǒng)在可編程序控制器控制下檢測旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的角度位移,并通過可編程序控制器將此角度位移轉(zhuǎn)換成架車機托架的直線位移距離,顯示到文本顯示器屏幕上,供操作者使用。

⑦架車機底部配有走行機構(gòu),在架車機不工作時通過液壓裝置降下走行輪,可在車間內(nèi)地面上由人工推動任意移動,在架車機定置后,通過液壓裝置升起走行輪,架車機機座落實地面,架車機在工作時的承載全部由機座承載。架車機的機架上設有吊裝耳,根據(jù)工作需要架車機還可通過起重機進行吊運。10

⑧架車機上托架的升降高度(托架最大行程1600mm)可根據(jù)工作的實際需要,在規(guī)定范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié),以便于地鐵列車檢驗作業(yè)、拆裝轉(zhuǎn)向架或進行車下設備的維修、更換作業(yè)。

⑨本設備電氣控制系統(tǒng)配置有過電流保護、架車同步精度安全保護、落地安全檢測保護、絲母磨損安全保護、上限位安全保護、下限位安全保護等功能,出現(xiàn)故障時系統(tǒng)自動停止工作,同時發(fā)出警鈴報警,并在文本顯示器上顯示出相應的故障報警信息,報警信息為中文提示,即可針對故障信息進行故障排除。11

在總控制臺相對的一側(cè)每組設有確認移動按鈕盒,當總控臺下達起升或下降指令后,只有經(jīng)過確認移動按鈕盒再次確認,架車機方可進行架車作業(yè)。在總控制臺上設有手動/自動選擇開關,操作者可根據(jù)實際工作需要選擇工作模式進行操作。性好。移動式架車機具有極限位置保護功能,當移動式架車機運行到兩端極限位置時,保護裝置使移動式架車機自動停車。

⑩移動式架車機采用先進的機械、電氣、電子元件及優(yōu)質(zhì)材料制成,關鍵部件均采用國際知名品牌,從而降低了控制系統(tǒng)的故障率,驅(qū)動系統(tǒng)選用的SEW公司出產(chǎn)的三合一減速機,均可達到少維修或免維修。設備日常維修保養(yǎng)只須定期向絲杠絲母和導軌面補充潤滑脂,對電器系統(tǒng)灰塵進行清理即可。零部件均實現(xiàn)標準化、模塊化,互換12【任務實施】

目前國內(nèi)地鐵車輛架車機種類較多,國外移動式架車機主要有Neuero和Windhoff制造的移動式架車機,這些架車機在設計和制造上結(jié)構(gòu)合理,工作安全可靠性較高,但存在價格較高、設備維修保養(yǎng)國外廠家響應周期長等問題。國內(nèi)生產(chǎn)移動式架車機廠家非常多,如武漢博生(德國康伯赫合資)、北京鐵道工程機電技術研究所、北方四方所、無錫海鷹等,國產(chǎn)移動式架車機價格低,備品配件采購周期短,維修保養(yǎng)響應迅速,但存在設備工作可靠性、安全保護方面的問題。現(xiàn)場學習移動式架車機架車機組,掌握移動式架車機結(jié)構(gòu)、功能,特別是安全保護功能及工作原理則重點學習。13【知識鏈接】

目前國內(nèi)移動式架車機均采用絲桿螺母架車機,在車輛多次維修過程中,絲桿螺母會受到磨損,且磨損后不易被察覺,存在摔車的安全隱患。另外,多柱同步控制僅依賴各自電機的轉(zhuǎn)速是否一致來實現(xiàn),使用一段時間后一旦各柱上的電機間出現(xiàn)較大轉(zhuǎn)速差別,或因被舉車輛存在偏載時,各舉升滑臺就會出現(xiàn)較大的不同步誤差,造成被舉車輛車身嚴重傾斜的后果。現(xiàn)在使用的可移動式液壓架車機采用機械、液壓雙重保險機構(gòu),一旦液壓泄露,機械鎖鉤就發(fā)生作用,將舉升滑臺可靠鎖止在原有高度附近,保證被舉車輛車身保持基本平衡。每個立柱上均設有位移傳感器,控制芯片根據(jù)它們采集的數(shù)據(jù)進行判別,自動調(diào)節(jié)各個舉升滑臺的升降快慢,保證被舉車輛的車身平衡,一旦設備出現(xiàn)故障導致不同步超差,設備會立即報警并停止運行。1415任務2移動式架車機組認知【活動場景】

在檢修現(xiàn)場教學或用多媒體協(xié)助展現(xiàn)?！救蝿找蟆?/p>

掌握移動式架車機結(jié)構(gòu)和安全保護功能。16【知識準備】1.移動式架車機結(jié)構(gòu)

移動式架車機組由6個架車機組組成,每組由4臺移動式架車機組成。工作時,每組架車機組的4個架車機移動就位并固定在沿軌道兩側(cè)合宜的位置上,起升時由電控系統(tǒng)進行同步控制,確保各架車機、架車機組之間均勻同步架起整列車(6輛編組)、多節(jié)車輛、單節(jié)地鐵車輛或工程車。每一臺架車機均由機架、升降機構(gòu)、托架、液壓移動推車、電氣控制五個組成部分(見圖5.5)。工作時架車機以機械傳動的形式傳遞運動和扭矩,具體是由電機帶動減速機,再由減速機帶動絲杠轉(zhuǎn)動,然后由與絲杠配合的絲母帶動托架上升,托架上的托頭托住車體的架車位置,四臺架車機作為一組,共同架起一個車體。17(1)機架

機架為焊接框型梁結(jié)構(gòu),具有足夠的強度和剛度,所有部件均安裝其上,起重托架安裝有滾輪,由絲杠及主螺母帶動并沿機架上的立柱軌道滾動(托架的垂向力由絲杠傳遞給機架,其承載彎矩通過托架上的滾輪傳遞給機架),其上下限位由限位開關控制。(2)傳動升降裝置

傳動升降裝置采用帶制動電動機的立式行星擺線針輪減速機,通過聯(lián)軸器帶動承載絲杠旋轉(zhuǎn),通過主、輔螺母帶動托架的升降。(3)托架

托架由滾輪升降裝置、絲杠螺母副裝置、承托裝置組成(承托裝置設置傳感器),通過聯(lián)軸器與減速機聯(lián)接構(gòu)成架車機的運動部分,絲杠螺母副裝置由絲杠、主螺母及輔助螺母組成,均為自鎖型,無需其他的鎖緊裝置,即可確保安全。18承載螺母),一個為輔助螺母(工作時的安全防護),可使安全性得到雙重保證。兩螺母間留有間隙,以防止在使用初期兩螺母緊死,當主螺母在使用過程中其磨損達到一定程度時,輔助螺母可承受全部載荷,使升降動作安全可靠。

(4)液壓起升行走小車

液壓移動小車與機架連為一體,在無負載時可由人力起升架車機,并通過把手實現(xiàn)架車機的升降和移動,不需配備起重設備,一人操作即可完成在作業(yè)場地的移動就位。在絲杠螺母副裝置中配置有兩個螺母,一個為主螺母(工作時的192.電氣控制系統(tǒng)

架車機的電器控制系統(tǒng)主要由電器控制柜、單機控制箱、遠程控制按鈕盒、上下限位開關、零位傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、電線電纜等部分組成,可完成架車機的配電、檢測、保護和控制等功能。每臺架車機組的托頭上安裝有接近傳感器,當托頭接觸車體時自動停止,以保證架車前所有托頭在同一水平面上。架車機的同步性由安裝在電機上的旋轉(zhuǎn)編碼器控制,托架到達頂部時由限位開關限停,也可以在上升(或下降)過程中的任意位置停機,以便完成相應的作業(yè)。(1)電器控制柜

電器控制柜由斷路器、接觸器、繼電器、熱繼電器來完成系統(tǒng)的配電、供電、電路保護等功能。熱繼電器設有對電機的過載保護功能,所有電機均具有安全互鎖功能,當任何一臺電機發(fā)生過載時,所有電機同時停止工作。

20

每臺架車機上都安裝有控制箱,各控制箱上均有手動控制按鈕,可單獨控制架車機的升降。并設有緊急停車按鈕,在架車機采用集中控制方式時,當工作組中任意一臺架車機的緊急按鈕被按下時,所有協(xié)同工作的架車機全部同時停機。(3)遠程控制按鈕盒遠程控制按鈕盒可以在車輛的另外一側(cè)集中控制單組架車機的升降和停止。(4)上下限位開關

每臺架車機上裝有上下限位開關,控制托架移動的上、下限位置,在自動同步運行模式下,當架車機運行行程達到上、下限位時自動停車。(5)零位傳感器每臺架車機托架的承托部分裝有接近開關,用以檢測架車機架車行程的零位點。(2)單機控制箱21圖5.6主控柜圖5.7單體架車機22

(6)旋轉(zhuǎn)編碼器 每臺架車機的電機制動盤上裝有旋轉(zhuǎn)編碼器,用以檢測電動機旋轉(zhuǎn)運動的角度位移,并換算成架車機托架的直線位移,用以監(jiān)控各架車機的同步工作狀態(tài)。

(7)電線電纜 包括電機的電源線、編碼器的信號線和控制線。各電源線、控制線和信號線與控制柜均采用預埋電纜加快速接頭的連接方式,拆裝十分方便。各連接電纜及控制線設置了防護套,以防電線電纜在使用過程中擠壓變壞,且滿足電氣安裝行業(yè)標準。23圖5.8控制柜背面分布圖243.移動式架車機安全保護功能(1)聲光報警功能

移動式架車機設有聲光報警裝置,當架車機在工作時和在車體托架為閉鎖狀態(tài)時,開始聲光報警以提醒工作人員和過往行人注意安全和提醒工作人員提高工作注意力。(2)極限位置停機保護功能

每臺移動式架車機及其托架都設有上、下限位開關和上、下極限限位開關(限位采用雙限位安裝方式,以確保設備的安全運行)。當任意一臺架車機升到最高位置或降到最低位置時,電控系統(tǒng)在自動切斷電機電源的同時,進行聲音報警以提醒現(xiàn)場工作人員。(3)架車位置提示功能各托架提升臂設有操作人員易于識別的最高和最低位置的黃色熒光指示標志,以便于操作人員觀察。

25

各托架提升臂設有超高和超低位置的紅色燈光指示,當系統(tǒng)中任一臺架車機到達超高或超低限位時,電控系統(tǒng)在自動切斷電機電源的同時,進行聲音報警以提醒現(xiàn)場工作人員。直到故障得到排除,設備方可重新使用。(5)失效、誤操作保護功能

①移動式架車機的所有電源開關和選擇開關都是鑰匙型的,保證由專業(yè)人員才能操作,以防因為誤動作出現(xiàn)人員或設備的損傷。

②“上升、下降”單項保護,在聯(lián)動操作時,電氣線路通過對“上升、下降”的互鎖保證其只能向上升或下降一個方向運作。

③當一臺單機上的同步傳感器失效,PLC根據(jù)同步傳感器輸出信號的異常,立即發(fā)出信號,停止其他架車機工作,進行系統(tǒng)保護,防止車輛傾覆。

(4)超高超低位置停機及光電提示功能26車機運行并報警,避免被架車輛的傾覆。

⑤當選擇組合聯(lián)動操作后,出現(xiàn)不同步現(xiàn)象達到一車位任意二柱超過4mm,相鄰二車位任意二柱超過6mm,相鄰三車位任意二柱超過8mm,全列六車位任意兩柱超過12mm范圍時,電氣控制系統(tǒng)自動進行調(diào)整,如果在設定的調(diào)整時間內(nèi)不能滿足同步精度要求時,電控系統(tǒng)在自動切斷電機電源的同時,進行聲音報警以提醒現(xiàn)場工作人員。⑥當主接觸器失效,PLC進行監(jiān)控、保護。⑦當輔助接觸器誤操作或失效,PLC進行監(jiān)控、保護。

⑧各行程開關均設有遮擋,防止在工作中的誤碰。各臺架車機均設有緊急停車控制按鈕,當工作中的任一移動式架車機的急停按鈕被按下時,所有協(xié)同工作的其他移動式架車機全部同時停機。

④因為某種原因造成電機轉(zhuǎn)動而載重螺桿卡死不轉(zhuǎn)時,PLC根據(jù)托頭處的傳感器輸出信號的異常,將指令傳遞給控制系統(tǒng)延時切斷架27

整套移動式架車機組具有完善的故障自診斷功能,對設備的狀態(tài)進行全面的監(jiān)控和顯示報警,并能對故障部位和故障類型作出正確判斷。動式架車機均能自動停車。

⑩每臺架車機的電機具有各相的過流、欠壓、缺相、溫升、相序保護。當一臺架車機的電機保護系統(tǒng)動作時,整個系統(tǒng)將自動停止工作。 ⑨具有良好的電氣連鎖功能,能防止由于誤操作而損壞車輛和設備。當一臺移動式架車機的電機出現(xiàn)故障時,系統(tǒng)內(nèi)各臺移動式架車機組的電機都自動停止運轉(zhuǎn),且當同步系統(tǒng)發(fā)生任何錯誤時,每臺移28(6)雙螺母安全保護功能移動式架車機的螺母設計為雙螺母結(jié)構(gòu)。安全螺母和工作螺母之間設置工作螺母磨損間檢測開關,其主要保護功能為:

工作螺母磨損監(jiān)測開關作用為通過工作螺母和安全螺母之間的電位傳感器即時監(jiān)控/檢測承載螺母磨損量,一旦承載的工作螺母超過設計磨耗,工作螺母與安全螺母之間的電位傳感器被激發(fā),安全螺母立刻作用,電位傳感器發(fā)出信號通知PLC進行報警、停機,提醒檢修人員及時檢修,此時架車機不能再繼續(xù)上升,在操作者對磨損情況確認可安全下降時,可通過一定的操作將架車機安全落下,實施更換工作螺母。

托架與工作螺母防脫開監(jiān)測開關的作用是在各架車機實施同步下降作業(yè)中,一旦某托架受到阻卡,致使與工作螺母脫開時,向上壓合防脫開監(jiān)測開關,防脫開監(jiān)測開關發(fā)出信號通知PLC進行報警、停機,提醒操作人員及時排除受阻托架下方的物體。29(7)電氣互鎖保護功能

移動式架車機組的各電機采用電氣互鎖。當一臺移動式架車機的電機出現(xiàn)故障時,系統(tǒng)內(nèi)各臺移動式架車機組的電機都自動停止運轉(zhuǎn)。(8)架車機落地保護功能

架車機底座上設有兩個底座落地傳感器,目的主要是防止底座在完全沒有落實的情況下,開始架車作業(yè),造成車輛或設備的損壞。只有所有落地傳感器全部觸發(fā)并將觸發(fā)信號傳輸給PLC輸入模塊,架車機安全保護電路才具備接通條件,否則不能操作架車機上升或下降。30(9)絲桿斷裂保護功能

當絲杠突然發(fā)生斷裂時(此種可能性的發(fā)生概率非常小),由于絲杠采用上承載、上傳動的方式,如果發(fā)生絲杠斷裂,也只能是上承重部分絲杠斷裂(也就是絲杠螺母以上部分斷裂),絲母下部絲杠還能作為支撐,防止所架車體傾覆。31【任務實施】在架車作業(yè)現(xiàn)場學習各部分結(jié)構(gòu)和功能。(1)架車機機械部分結(jié)構(gòu):機架、傳動升降裝置、托架、液壓起升行走小車。

(2)架車機組電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成:電氣控制柜、單機控制箱、遠程控制按鈕盒、上下限位開關、零位傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、電線電纜。

(3)架車機安全保護功能:聲光電報警功能、極限位置停機保護功能、架車位置提示功能、超高超低位置停機及光電提示功能、失效、誤操作保護功能、雙螺母安全保護功能、電氣互鎖保護功能、架車機落地保護功能、絲桿斷裂保護功能。32【知識鏈接】移動式架車機安全保護電路比較分析1.德國Neuero與中鐵工程研究所兩種移動式架車機的安全保護1)德國Neuero移動式架車機安全保護構(gòu)造

Neuero移動式架車機主要的保護有:急停保護,上、下限位保護,螺母磨耗保護,托架阻塞限位保護和相序保護等保護組成。Neuero移動式架車機在安全保護回路中設計了一個安全保護繼電器,移動式架車的各種保護開關的常閉觸點串聯(lián)作為安全保護繼電器輸入。當有保護信號觸發(fā)時,安全保護繼電器輸出兩組保護信號,一組連接PLC的輸入模塊作為PLC的輸入信號,一組連接到輸出模塊直接控制主接觸器斷開電機電源。332)中鐵工程研究所移動式架車機安全保護構(gòu)造

中鐵移動式架車機主要的保護有:急停保護,上、下限位保護,螺母磨耗保護。中鐵移動式架車機的設計方法是將各種保護的觸點各自與PLC輸入模塊連接作為PLC的輸入信號,通過程序利用PLC的輸出信號直接控制接觸器斷開電機電源。341)Neuero移動式架車機安全保護電路的設計原理分析

在Neuero移動式架車機安全保護電路中,急停開關、上限位開關、下限位開關、螺母磨耗保護開關、托架阻塞限位保護的常閉觸點和主控制柜鑰匙開關全部串聯(lián)后接入到安全保護繼電器,構(gòu)成一個緊急停止保護監(jiān)測回路,當鑰匙開關閉合后,安全保護繼電器輸出一個直流電信號經(jīng)過串聯(lián)的各保護開關常閉觸電后回到輸入接點(CH1)。在移動式架車機工作過程中,如果有急停開關觸發(fā)或其他保護開關被觸發(fā),安全保護繼電器檢測到緊急停止輸入信號,輸出兩路緊急停機信號。安全保護繼電器通過第1組觸點控制輸出一個DC24V電壓給PLC輸入模塊作為緊急停止信號,通過PLC程序控制斷開輸出模塊上的觸點到主接觸器線圈。另外一路緊急停機信號通過將安全保護繼電器23、24觸點串聯(lián)到主接觸器230V電源回路,直接斷開主接觸器線圈。2.兩種移動式架車機的安全保護電路的比較和分析352)中鐵移動式架車機安全保護電路的設計原理分析

在中鐵移動式架車機安全保護電路設計中急停開關,螺母故障保護開關,落地保護限位開關和上、下限位開關分別連接PLC輸入模塊,作為緊急停止輸入信號,通過程序設計利用PLC輸出制接觸器斷開達到緊急停機的目的。36題導致無法緊急停止移動式架車機的危險。

通過以上的分析和比較,Neuero移動式架車機安全保護電路的設計更為合理和安全,大大降低了移動式架車機在升降地鐵車輛時發(fā)生車輛傾覆的危險性。

3.兩種移動式架車機的安全保護電路的比較

中鐵移動式架車機安全保護電路設計比較簡單,通過程序設計直接利用PLC的輸入輸出端子實現(xiàn)安全保護和緊急停機的目的。這種設計完全依賴于PLC的程序設計,若急停開關或其他保護開關對應的PLC內(nèi)部的軟觸點失效時,保護開關觸發(fā)時PLC不會輸出緊急停機信號,移動式架車機的安全保護功能失效,達不到緊急停機的目的。Neuero移動式架車機安全保護電路利用安全保護繼電器的設計,能夠?qū)崿F(xiàn)同時通過PLC控制移動式架車機緊急停機和通過安全保護繼電器直接控制移動式架車機緊急停機。這種設計避免了因為PLC有問3738任務3移動式架車機控制系統(tǒng)認知【活動場景】

在檢修現(xiàn)場教學或用多媒體協(xié)助展現(xiàn)?！救蝿找蟆?/p>

1.熟悉移動式架車機主要技術參數(shù)。

2.了解移動式架車機控制系統(tǒng)主要構(gòu)成。

3.了解移動式架車機控制原理。39【知識準備】圖5.9各架車機與主控柜接線接口圖1.移動式架車機主要技術規(guī)格參數(shù):主要技術參數(shù)工作環(huán)境溫度:工作環(huán)境最大濕度:噪聲等級:

-30～+50℃100%≤75dB(A)40

外形尺寸:138mm×3900mm

最大舉升質(zhì)量:

升降最低高度:

升降行程:

升降速度:

減速機電機功率:

工作電壓:

伸縮托架最大行程:

同一車位4臺架車機托架承載面高度差:

相鄰兩車位8臺架車機托架承載面高度差:

相鄰三車位12臺架車機托架承載面高度差:

六車位24臺架車機托架承載面高度差:

1438mm×116t0.65m1.6m200mm/min4kW380V200mm≤6mm≤8mm≤10mm≤14mm41圖5.10主操作臺

2.移動式架車機操作系統(tǒng)組成 移動式架車機組的電氣控制系統(tǒng)包括一個主操作臺、1個安裝在主控臺軌道對面地坑中的確定控制按鈕盒,6個安裝在每組架車機上的遠程控制按鈕盒和24個安裝在單臺架車機上的操作控制箱。24臺架車機系統(tǒng)單元的電源、控制線路采用預埋電纜及快速接頭的形式連接。

(1)主操作臺 主操作臺如圖5.10所示,操作臺上各按鈕功能如圖5.11所示,主操作臺控制功能見表5.1。42434445

確定控制按鈕盒按鍵布局如圖5.12所示,確定控制按鈕盒功能見表5.2。圖5.12主控柜確定按鈕盒(3)遠程控制按鈕盒遠程控制按鈕盒按鍵布局如圖5.13所示。遠程控制按鈕盒各按鍵功能見表5.3。(2)確定控制按鈕盒46(4)操作控制箱操作控制箱的按鍵布局如圖5.14所示。操作控制箱各按鍵功能見表5.4。4748圖5.13遠程控制按鈕盒布局圖圖5.14操作控制箱布局圖493.移動式架車機控制系統(tǒng)組成及控制原理

控制系統(tǒng)的核心部件為可編程序控制器(PLC)、觸摸屏和旋轉(zhuǎn)編碼器,其通過數(shù)據(jù)采集、邏輯運算、數(shù)值運算、動作輸出來實現(xiàn)同步控制、故障報警、狀態(tài)顯示等功能。控制系統(tǒng)設有手動控制和自動控制,手動控制和自動控制功能可任意轉(zhuǎn)換。在手動控制狀態(tài)下,通過安裝在各單機控制箱上的手動控制按鈕,可單獨控制各架車機的升降;在自動控制狀態(tài)下,同步控制系統(tǒng)主要由檢測電動機旋轉(zhuǎn)運動角度位移的旋轉(zhuǎn)編碼器和可編程序控制器(PLC)組成。旋轉(zhuǎn)編碼器檢測電動機運動的角度位移,并通過可編程序控制器(PLC)將此角度位移轉(zhuǎn)換成架車機托架的直線位移,當各架車機高度差超過系統(tǒng)允許范圍時,系統(tǒng)將自動停機鎖定并報警,直至超限故障排除為止。在同步升降過程中控制系統(tǒng)具有超差停機報警、故障架車機位置報警等功能。50(1)主控制柜移動式架車機主控制柜主要包括操作臺、電壓電流表、HMI觸摸架車機信息顯示屏、交流控制柜、PLC及直流中繼控制柜、各架車機與控制柜連接信號電源電纜及插座接口連接面板,移動式架車機控制模塊主要包括主CPU模塊(包括電源模塊、存儲卡)、輸入模塊、輸出模塊、高速計數(shù)器模塊,如圖5.15、圖5.16所示。

(2)架車機本地控制箱 每個架車機都安裝有本地控制箱,其安裝在架車機側(cè)面中部,其主要包括本地操作面板、本地輸入輸出接線箱、與控制柜連接的電源及信號接口、架車機旋轉(zhuǎn)編碼器連接接口、遠程控制盒連接接口,如圖5.17所示。51圖5.15主控柜正面布局圖5.16主控柜背面布局52圖5.17本地操控箱

(3)PLC用戶程序界面 二號線移動式架車機采用西門子S300系列PLC,其控制程序包括PLC硬件組態(tài)、用戶程序(OB塊、FC塊、FB塊)、DB數(shù)據(jù)塊。主要功能是通過對架車機外圍輸入到PLC輸入模塊信號和高速計數(shù)器模塊編碼器脈沖信號進行采集,由CPU模塊進行邏輯運算、數(shù)值運算、動作輸出來實現(xiàn)同步控制、故障報警、狀態(tài)顯示等功能,通過輸出模塊輸出信號控制中間繼電器,中間繼電器控制接觸器和繼電器,實現(xiàn)各架車機同步上升和下降,西門子SIMATIC軟件監(jiān)控界面如圖5.18所示。53

(4)移動式架車機監(jiān)控觸摸屏操作界面移動式架車車機選用西門子TP177A系列觸摸屏,操作界面主要由監(jiān)控界面1、監(jiān)控界面2、報警界面、操作手冊界面、幫助界面5部分組成。

①監(jiān)控界面1

監(jiān)控界面1主要用于對1、2、3組的四臺架車機高度進行監(jiān)控,在架車過程中觸摸屏與PLC進行MPI數(shù)據(jù)通信,讀取相應各架車機高度數(shù)據(jù),主監(jiān)控界面如圖5.19所示。操作者在架車過程中可實時觀察到各架車機高度(單位為mm),其中系統(tǒng)共享.DB_unit_1_11-系統(tǒng)共享.DB_unit_1_41為1組1-4號架車機高度;系統(tǒng)共享.DB_unit_2_11 -系統(tǒng)共享.DB_unit_2_41為2組1-4號架車機高度;系統(tǒng)共享.DB_unit_3_11-系統(tǒng)共享.DB_unit_3_41為3組1-4號架車機高度。

54圖5.18西門子SIMATIC軟件監(jiān)控界面圖5.19主監(jiān)控界面55圖5.20架車機高度監(jiān)控界面

監(jiān)控界面1主要用于對1、2、3組的四臺架車機高度進行監(jiān)控,在架車過程中觸摸屏與PLC進行MPI數(shù)據(jù)通信,讀取相應各架車機高度數(shù)據(jù),架車機高度監(jiān)控界面如圖5.20所示。操作者在架車過程中可實 ②監(jiān)控界面2時觀察到各架車機高度(單位為mm),其中系統(tǒng)共享.DB_unit_1_11-系統(tǒng)共享.DB_unit_1_41為1組1-4號架車機高度;系統(tǒng)共享.DB_unit_2_11-系統(tǒng)共享.DB_unit_2_41為2組1-4號架車機高度;系統(tǒng)共享.DB_unit_3_11-系統(tǒng)共享.DB_unit_3_41為3組1-4號架車機高度。56③報警界面

報警界面主要用于對移動式架車機在架車過程中出現(xiàn)的報警進行實時彈出顯示,提示操作者設備報警,方便操作者在操作錯誤或發(fā)生故障后了解架車機故障情況。架車機報警信息主要存儲在PLC報警數(shù)據(jù)塊DB5中(DB5.DBW0-DB5.DBW5),觸摸屏通過MPI通信讀取報警信息,報警信息主要由83個離散報警組成,報警內(nèi)容包括在架車出現(xiàn)的聯(lián)動超調(diào)報警、1～3號高速計數(shù)器模塊讀取錯誤、各組架車機內(nèi)部超調(diào)報警、1～6組架車機絲母磨損報警、1～6組架車機落地信號報警、1～6組(共24臺架車機)托頭傳感器故障報警、1～6組架車機調(diào)整達到5次停機報警等。57

④操作手冊界面 操作手冊界面主要用于顯示架車機操作步驟和方法的文本信息,由5組畫面組成,如圖5.21所示。

⑤幫助界面 幫助界面主要顯示架車過程中重要的注意事項,提示操作者安全架車操作,如圖5.22所示。圖5.21操作手冊界面圖5.22幫助界面58⑥同步控制原理簡介

按下控制柜的同步上升或下降按鈕,架車機得到上升或下降信號,PLC確定架車機的升降方向并通過PLC的計數(shù)器采集旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號。由于抬升速度很慢,利用PLC的掃描時間,通過對各架車機編碼器的脈沖數(shù)目與高度的換算,計算比較并按高度數(shù)據(jù)排序,得知各架車機的高差。通過程序邏輯運算、比較,輸出數(shù)字信號控制中間繼電器線圈接通或斷開,各中間繼電器常開觸點接入各架車機上升、下降繼電器、各架車機接通接觸器控制電路,實現(xiàn)繼電器、接觸器通斷,各繼電器和接觸器主觸點實現(xiàn)架車機電機交流電路通斷達到實現(xiàn)架車機動作。59速度測量等功能。每個高速計數(shù)器模塊可實現(xiàn)對8個架車機編碼器數(shù)據(jù)讀取。如圖5.23所示為移動式架車機旋轉(zhuǎn)編碼器與PLC高速計數(shù)器模塊接線圖。每個編碼器接線1、2分別連接電源DC+24V、0,線號3、4連接PLC高速計數(shù)器模塊端子3２6(A0２A3)、7２10(B0２B3),輸入編碼器計數(shù)脈沖數(shù)和計數(shù)方向信號。a.高速計數(shù)器模塊與旋轉(zhuǎn)編碼器

西門子FM350-2PLC高速計數(shù)器模塊為8通道高速計數(shù)模塊,計數(shù)范圍為-2147483648到+2147483647(-231to231２1)。根據(jù)編碼器脈沖信號每個通道最大可讀取10kHz輸入頻率?？蓪崿F(xiàn)連續(xù)上升下降計數(shù)、單一上升、下降計數(shù)、區(qū)間上升和下降計數(shù)、頻率測量、旋轉(zhuǎn)6061

b.PLC高速計數(shù)器數(shù)據(jù)讀取 移動式架車機程序塊中組織塊OB1專門用來讀取各高度計數(shù)器模塊脈沖數(shù),通過賦予FC7功能不同的形參,3次調(diào)用FC7功能,讀取1～6組共24個架車機編碼器脈沖數(shù)。下面為FC7功能程序一部分節(jié)選:62

c.讀取脈沖數(shù)與架車機高度轉(zhuǎn)換

PLC通過調(diào)用程序中FC8功能將編碼器高度脈沖轉(zhuǎn)換為架車機實際駕車高度,通過程序可知道編碼器每旋轉(zhuǎn)計數(shù)693個脈沖時,架車機高度上升或下降1mm。6364【任務實施】架車機聯(lián)動同步控制1.移動式架車機同步判斷原則

架車機同步控制核心是PLC邏輯運算比較和判斷,在架車機控制程序中有FC81(3個數(shù)比較取大)、FC82(3個數(shù)比較取小),FC90(最大值減最小值)、FC91(4個數(shù)比較取大)、FC92(4個數(shù)比較取小)、FC93(5個數(shù)比較取大)、FC94(5個數(shù)比較取小)、FC95(6個數(shù)比較取大)、FC96(6個數(shù)比較取小)、FC101(單組取平均值),通過調(diào)用以上不同程序塊,實現(xiàn)對架車機高度邏輯判斷、控制,判斷原則如下:

①如果任意兩臺架車機的高度差在4mm之內(nèi),系統(tǒng)正常工作,不進行調(diào)整。65其余架車機繼續(xù)上升,同理,上升等待補齊調(diào)整不斷進行,直到所有升降柱同高時,停止調(diào)整動作,架車機同時上升。下降等待補齊調(diào)整過程類似。③同組高于6mm停車報警。④相臨組高于8mm停車報警。⑤整列車高于14mm停車報警。

②高度差為4～6mm,分為上升等待補齊調(diào)整與下降等待補齊調(diào)整。上升等待補齊調(diào)整時,處于最高位的架車機停止運行,其余架車機繼續(xù)上升,當?shù)?高位的架車機上升到最高位的高度時,停止運行,662.同步度控制的硬件設計

YDJ16T移動式架車機可實現(xiàn)單組同步精度±4mm精度,兩組同步精度±6mm,3組以上同步精度±8mm以內(nèi),也就是說,架車機架升高度在這范圍內(nèi)通過架車機控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)將駕車機高度控制在一定范圍內(nèi)。同步精度硬件實現(xiàn)主要是通過主電路和PLC硬件兩大部分實現(xiàn)的。673.主電路設計

每臺架車機升降驅(qū)動裝置是一臺4kW的三相異步電動機,電機動力通過三合一減速箱、星型聯(lián)軸器驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動,傳動絲桿的回轉(zhuǎn)運動則通過絲母轉(zhuǎn)換成上下直線運動,從而實現(xiàn)托架部分車的起落功能。如圖5.25所示,以第一組主電路圖為例,所有4臺架車機上的三相電機M1～M4,均與控制正反轉(zhuǎn)的主繼電器觸點KM15和KM16串聯(lián),實現(xiàn)同組內(nèi)4臺架車機同步上升和下降,KM11～KM14主觸點僅控制各架車機上三相電機的啟動和停止,這樣設計的優(yōu)點在于:68點斷開,相應架車機停止,等待其他3個架車機下降高度,4臺架車機高度在±4mm范圍內(nèi),架車機繼電器再次得電,同組4臺架車機再次同步下降。此外,每個架車機的電機都配置有制動器YB1２YB12,可有效防止電機停止運轉(zhuǎn)時的慣性沖擊,確保架車機不會因為停止慣性造成定位精度偏差問題。

一是與每個電機配置獨立正反轉(zhuǎn)觸點的設計相比,可大大減少主繼電器的使用;二是在架車機架升高度出現(xiàn)偏差時,控制相應架車機停止和啟動,實現(xiàn)架車機架升高度調(diào)整。在上升過程中,相應架升高度最高的架車機相應繼電器受控制斷開,相應架車機停止等待其他3個架車機,等待架車高度在一定范圍內(nèi)時再重新啟動,4臺架車機再次同步上升;如果在下降操作過程中,下降高度最低的架車機繼電器斷電,主觸69704.PLC的設計

YDJ16T型移動式架車機PLC選用西門子S300系列可編程控制器,硬件部分包括主CPU315-2DP主模塊、IM365機架擴展接收模塊(用于連接擴展機架中的3個高速計數(shù)器模塊)、DI32×24V數(shù)字輸入模塊1～4、DO、32×24V/0.5A數(shù)字輸出模塊1～2,它們之間通過背板總線實現(xiàn)與CPU主模塊通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。擴展機架主要包括IM365擴展機架接收模塊、高速計數(shù)器模塊1～3,其中最左側(cè)的IM365擴展機架發(fā)送模塊通過西門子相應通信協(xié)議實現(xiàn)與主站CPU模塊右側(cè)IM365擴展機架接收模塊通信和數(shù)據(jù)交換,將各架車機旋轉(zhuǎn)編碼器檢測到架車機高度脈沖值傳送到CPU模塊。每個計數(shù)器模塊包含8個計數(shù)檢測通道,分別是計時器模塊1的A0～A7,檢測1、2組8個駕車機旋轉(zhuǎn)編碼器正轉(zhuǎn)(上升)脈沖信號,計數(shù)器模塊2的A0～A7檢測3～4組8個架車機旋轉(zhuǎn)編碼器正傳(上升)脈沖信號,計數(shù)器模塊3的A0～A7檢測5～6組8個架車機旋轉(zhuǎn)編碼器正傳(上升)脈沖信號;同71樣計數(shù)器模塊1的B0～B7檢測1～2組8個架車機旋轉(zhuǎn)編碼器反轉(zhuǎn)(下降)脈沖信號,計數(shù)器模塊2的B0～B7檢測3～4組8個架車機反轉(zhuǎn)(下降)脈沖信號,計數(shù)器模塊3的B0～B7檢測5～6組8個架車機反轉(zhuǎn)(下降)脈沖信號,各架車機旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在各架車機電氣最頂端,通過聯(lián)軸器與電機轉(zhuǎn)子聯(lián)接,通過一定運算可以計算出架車機高度與旋轉(zhuǎn)編碼器檢測脈沖值的轉(zhuǎn)換關系,由于絲杠的螺距為16mm,絲桿每正向或反向旋轉(zhuǎn)一周,編碼器的信號發(fā)射極向計數(shù)器模塊輸送3057個脈沖值,對應架車機上升(下降)16mm。72737475

PLC主機架上每個輸出模塊有32點數(shù)字信號輸出,輸出直流低電壓信號接入中間繼電器電路,通過中間繼電器控制駕車機電機繼電器,以輸出模塊1為例,由于PLC的輸出為低壓低直流,無法直接控制主繼電器的吸合。通過中間繼電器間接控制電機接觸器。PLC輸出信號連接中間繼電器,中間繼電器的觸點均與主繼電器線圈串聯(lián),以低電壓控制高電壓的設計,實現(xiàn)了PLC對主繼電器的控制。如圖5.28所示,輸出模塊1的輸出信號Q20.0—Q20.5連接中間繼電器KA1～KA6,中間繼電器KA1～KA6常開觸點串聯(lián)連接入主繼電器KM11～KM16實現(xiàn)對一組4臺架車機電機控制。輸出模塊1的輸出信號Q20.6～Q21.3連接中間繼電器KA7～KA12,中間繼電器KA7～KA12常開觸點連接入主繼電器KM21～KM26,實現(xiàn)對1、2組8臺架車機上升、下降以及各架車機的停止和啟動。765.程序設計及分析

在生產(chǎn)制軌道車輛時,由于裝配的誤差和車梁存在撓度等原因,致使車輛的各個架車點絕對高度有所差別,因此,同步度程序的設計,應考慮架車機上升或下降的相對高度,而非距地面的絕對高。YD２JD16T型國產(chǎn)移動式架車機的同步度控制正是按上述理念進行設計的,其同步度控制程序大體可分為3部分,分別為脈沖信號接收處理、數(shù)據(jù)分析判斷與控制結(jié)果輸出。由于單組控制與全組控制的程序設計完全一致,現(xiàn)僅對2組5～8號駕車機和全列6編組移動式架車機的同步度控制進行程序分析。777879

各架車機脈沖信號是通過旋轉(zhuǎn)編碼器來計數(shù)和讀取的,每個旋轉(zhuǎn)編碼器都包含一個正轉(zhuǎn)脈沖信號A和一個反轉(zhuǎn)脈沖信號B以及一個硬件門信號I(用于對計數(shù)值計入或不計入等的控制,通過專用屏蔽電纜接入8通道高速計數(shù)器中,正轉(zhuǎn)脈沖每檢測到一個脈沖值加1,反轉(zhuǎn)脈沖值每檢測到一個脈沖值減1。計數(shù)器模塊對編碼器輸入信號的讀取和寫入是通過西門子高速計數(shù)器模塊專用的驅(qū)動程序FC7來控制的,1～3號計數(shù)器模塊對架車機脈沖值分別存儲在DB1～3數(shù)據(jù)塊中,其中DB1存儲1～2組8臺架車機脈沖值,DB2存儲著3～4組8臺架車機脈沖值,DB3存儲著5～6組8臺架車機脈沖值。由于BD1～3數(shù)據(jù)塊中脈沖值是受硬件門信號(對應架車機托頭傳感器信號)控制,在架車過程中如果由于架車機不同步造成架車機托頭脫離車體,硬件門信號斷開,相應架車機DB塊中的架車機脈沖值就會清零,為了對架車機脈沖值實現(xiàn)記憶,在程序中通過功能FC26實現(xiàn)將數(shù)據(jù)塊DB1２DB3中的24臺架車機脈沖值傳送到BD4共享數(shù)據(jù)塊中。這樣主CPU程序通過調(diào)用DB4共享數(shù)據(jù)塊(1)脈沖信號接收處理80各架車機高度冒出值來實現(xiàn)對各駕車機高度的分析和判斷。為了保證各架車機脈沖值的準確性和即時性,通過OB1程序?qū)崿F(xiàn)在PLC每個掃描周期對各架車機脈沖值讀取和更新,實現(xiàn)了架車機脈沖值的準確性。(2)數(shù)據(jù)分析判斷

數(shù)據(jù)分析判斷階段的主要任務是在該組架車機同步群升或群降過程中,檢查是否存在上升或下降過快的移動式架車機,并將判斷結(jié)果賦值在指定的輔助繼電器中。因脈沖的信號是無方向性的,因此,數(shù)據(jù)分析判斷實際是在判斷是否存在輸送脈沖數(shù)值過大和過小,過大則表示該架車機上升或下降過快,過小則表示該架車機的上升或下降過慢。①單組架車機升降分析判斷

首先需要確定的是架車機單組同步上升或下降必須要消除架車機本身制造誤差、架車地面不平誤差、車輛本身4個架車點高度不一致誤差,因此就不能以絕對高度為基準來調(diào)整架車機同步性。而是以81架升車輛4個架車點高度作為各自調(diào)整基準。因此程序設計上在架車機未接觸車體前是不計入旋轉(zhuǎn)編碼器計數(shù)脈沖值的,只有在4個架車點都接觸車體后(可以不是同時接觸車體,只要在最先接觸車體架車機和最后接觸車體架車機之間時間間隔不超過2s,如果超過2s程序超調(diào),立即停止所有架車機,實現(xiàn)安全保護),所有架車機復位停止,按架車機組確認按鈕后,架車機再次群組升降架車機時架車機旋轉(zhuǎn)編碼器數(shù)值開始計入,程序開始對2組5～8號架車機脈沖值進行CMP比較和判斷,通過調(diào)用FC10功能計算出4個架車機的最大值、最小值和最大差值,如果最大差值大于4mm,架車機開始調(diào)整,如果最大差值小于2mm,調(diào)整停止。調(diào)整分兩種情況,如果是在上升過程中,脈沖值最大架車機停止等待其他架車機;如果是在下降過程中,脈沖值最小的架車機停止等待其他架車機。如果架車機脈沖最大差值大于6mm,調(diào)整失敗,架車機組全部停止,同時報警,如果調(diào)整時間超過2s,程序輸出超調(diào)報警,架車機停止保護;如果調(diào)整次數(shù)超過5次,架車機82也停止保護,同時輸出脈沖超差架車機報警,這種情況需要使用手動模式調(diào)整各架車機高度。比較判斷結(jié)果被賦予FB12功能塊靜態(tài)變量。其中#unit２up賦予上升M128.1繼電器,#uint２down賦予下降繼電器M128.2,#number1２stop、#number2２stop、#number3２stop、#number4２stop常閉點分別被賦予5～8號架車機中間繼電器M128.3、M128.4、M128.5、M128.6,再輸出到Q20.6～Q21.3,實現(xiàn)對2組4臺架車機群組同步升降調(diào)整控制。②整列6組架車機升降分析判斷

整列架車機同步調(diào)整是調(diào)整各組架車機之間的高度差,保證高度最低和高度最高的架車機之間高度差在規(guī)定范圍內(nèi)。程序首先在整列架車模式下調(diào)用FC666組同時運行功能,FC66再調(diào)用FB11、FB12、FB13、FB14、FB15、FB16,實現(xiàn)1～6各組架車機同步運行,在同步運行過程中,各組之間的高度分析判斷是通過調(diào)用FB6來實現(xiàn)分析和判斷的,首先各架車機高度定義是以各組內(nèi)4臺架車機脈沖高度平均值作83圖5.30架車機高度判斷程序段為架車機脈沖高度值,通過調(diào)用FC101功能來計算平均值,同單組分析和判斷原理一樣,調(diào)用FC95判斷6組架車機脈沖高度最大值,調(diào)用FC96判斷6組架車機脈沖高度最小值,調(diào)用FC90計算架車機組間高度最大差值,然后程序通過邏輯比較判斷出是否需要調(diào)整,如果架車機組間最大差值大于10mm,置位調(diào)整靜態(tài)變量#out２adjustment,如果組間高度最大差值小于8mm,復位調(diào)整靜態(tài)變量#out２adjustment,如果組間高度最大差值大于14mm輸出調(diào)整失敗報警靜態(tài)變量#out_warn。功能FC66程序根據(jù)FB6邏輯判斷結(jié)果,實現(xiàn)對各組架車機控制。在#out２adjustment為1時,使用CMP判斷出哪組架車機需要調(diào)整停止,如果群組上升時,脈沖高度最大值最大的架車機組4臺架車機同時停止等待,如果群組下84降時,脈沖高度最小架車機組4臺架車機同時停止等待。圖5.31架車機高度控制程序段圖5.32聯(lián)動停止邏輯判斷位輸出程序段85斷位M10.3～M11.0為1～6組聯(lián)動時停止判斷位。以聯(lián)動第一組上升超調(diào)停止為例,當一組聯(lián)動停止判斷位M10.3為1時,在FB11一組運

(3)控制結(jié)果輸出 在6組群組架車程序功能FC66中程序經(jīng)過對各組架車機高度分析、比較計算,判斷出哪組架車機需要停止等待調(diào)整,輸出邏輯停止判行程序塊中,8687M10.3常閉觸點為0,程序輸出M128.0一組上升,中繼及M128.1一組下降,中繼輸出均為0,M128.0常開觸點為0,輸出一組上升Q28.0為0,M128.1常開觸點為0,輸出一組下降Q28.1為0。根據(jù)電路原理圖,這時KA1上升中間繼電器及KA2下降中間繼電器均不得電,常開觸點斷開一組上升繼電器KM15、下降繼電器KM16不動作常開主觸頭斷開,一組4臺架車機通知停止,實現(xiàn)了在聯(lián)動超調(diào)時對架車機組控制,將1～6組架車機高度差控制在8～10mm;如果架車機組在群架或單組架車過程中出現(xiàn)單組超調(diào)、單臺超調(diào)、聯(lián)動或單動調(diào)整次數(shù)超過5次上升和下降,中間寄存器M128.0和M128.1也輸出為0,如果在上升過程匯總出現(xiàn)絲母磨損,絲母磨損傳感器觸發(fā),輸入點I19.2常閉觸點絲母故障為0,輸出一組上升M128.0為0,絲母故障架車機組停止,這些安全保護措施對架車機組起到了有效保護作用。88

在程序用戶程序中FB11～FB16為1～6組運行子程序功能塊,圖5.33為FB11功能塊程序一部分,對圖5.33分析可知,除了在單組同步分析中#number1-stop、#number2-stop、#number3-stop、#number4-stop單組調(diào)整停止判斷標志位控制M128.2２M128.5一組1～4號架車機同步調(diào)整等待停止控制外,架車機在下降極限位置和架車機托頭傳感器與車體脫離兩種情況下架車機也會停止,通過調(diào)整組內(nèi)4個架車機最高和最低高度差保持在2～4mm。89【知識鏈接】移動式架車機同步控制程序分析

移動式架車機是用于升降軌道車輛以進行維修、保養(yǎng)作業(yè)的專用設備,只能用于設計規(guī)范指定的軌道車輛。而架車機的同步控制是指每個架車機起落架上升或下降距離的差值控制在同步誤差范圍內(nèi),用以監(jiān)控起落架的整體速度。在廣州地鐵三號線移動式架車機的PLC控制程序中,同步控制是由FC50實現(xiàn)的。在同步控制中,脈沖裝置監(jiān)測絲桿的轉(zhuǎn)圈數(shù)及方向,以提供移動式架車機工作的同步信號和空轉(zhuǎn)信號。90(1)脈沖計數(shù)值的儲存位置

在起落架上升或下降時,脈沖傳感器會隨著絲桿的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生脈沖,PLC檢測脈沖電平的變化,通過脈沖計數(shù)值表示起落架上升或下降的距離。上升的時候,程序檢測脈沖的上升沿,檢測到脈沖上升沿的架車單元相應的脈沖計數(shù)值加1;下降的時候,程序檢測脈沖的下降沿,檢測到脈沖下降沿的架車單元相應的脈沖計數(shù)值減1。移動式架車機有4個架車單元,每個架車單元的脈沖計數(shù)值在程序中的儲存位置見表5.5。1.同步控制程序分析91值繼續(xù)累加。如果架車單元的選擇在原來的基礎上有所增加并有上升或下降操作,程序會認為這是一次新的同步選擇,所有選中的架車單元的脈沖計數(shù)值會被重新賦予8000的初值。(2)脈沖計數(shù)值的初值

脈沖計數(shù)值的初值為8000。如果架車單元的選擇在原來的基礎上有所減少并有上升或下降操作,選中的架車單元會維持原來的計數(shù)92(3)脈沖計數(shù)值的最大值和最小值93

上面的程序段中DBW210是脈沖計數(shù)值的最大值,DBW236是脈沖計數(shù)值的最小值,DBW[AR2,#P0.O]指向脈沖計數(shù)值的儲存位置,每一次新的同步選擇DBW210和DBW236都會被賦予8000的初值。程序段實現(xiàn)的功能是脈沖計數(shù)值和原來的最大值和最小值比較,大于原來最大值的脈沖計數(shù)值成為新的最大值,傳送至DBW210,小于原來最小值的脈沖計數(shù)值成為新的最小值,傳送至DBW236。比較完一次后,后續(xù)的程序通過+AR2P#2.0指令使DBW[AR2,#P0.O]指向下一個脈沖計數(shù)值的儲存位置。除此之外,程序還對DBW210和DBW236作這樣的處理:上升的時候,所有等于最小值的脈沖發(fā)生器都檢測到上升沿時,DBW236加1;下降的時候,所有等于最大值的脈沖發(fā)生器都檢測到下降沿時,DBW210減1。94(4)同步調(diào)整

程序定義了一個差值4,當脈沖計數(shù)值的最大值和最小值的差值大于4的時候(最高和最低的起落架相差4mm～5ram),程序會作出同步調(diào)整,使選中的架車單元重新同步。程序段首先檢查標志位DBX231.0和DBX231.1,如果兩個標志位都為0,則檢查差值是否大于4,小于等于4,程序段結(jié)束;大于4,DBX231.0置位,架車單元需要同步調(diào)整。DBB130標識選中的架車單元中脈沖計數(shù)值等于最大值的架車單元(例如架車單元達到最大值,DBX130.0為1),DBB140標識選中的架車單元中脈沖計數(shù)值等于最小值的架車單元,DBB300標識選中的架車單元中已經(jīng)到位的架車單元上升時,將DBB130送至DBB300,達到最大值的架車單元不允許再上升,而其他架車單元則繼續(xù)上升;下降時,將DBB140傳送至DBB300,達到最小值架車單元不允許再下降,而其他架車單元則繼續(xù)下降。DBB100標識選中的架車單元,如果DBB300=DBB100,則選中的架車單元都已達到同一脈沖計數(shù)值,重新達到同步,DBX231.1置位。為保護接觸器,程序設置1s的等待時間,1s后DBX231.0和DBX231.1復位,選中的架車單元重新同步上升。95

(5)同步故障

①程序定義了另一個差值8,當脈沖計數(shù)值的最大值和最小值的差值大于8的時候(最高和最低的起落架相差8mm～9ram),DBX230.0置位,程序認為同步控制出現(xiàn)故障。例如,當脈沖計數(shù)值的最大值和最小值的差值大于4的時候,程序作出同步調(diào)整,但已經(jīng)到位的架車單元由于接觸器動作的滯后而繼續(xù)動作,使差值最終大于8。

②應動作的架車單元,如果PLC有2s檢測不到其脈沖信號,則DBX230.2置位,程序認為同步控制出現(xiàn)故障。例如,脈沖傳感器故障,不能產(chǎn)生脈沖信號,而導致PLC檢測不到脈沖信號。96沖信號,則DBX230.4置位,程序認為同步控制出現(xiàn)故障。例如,應停止動作的架車單元由于接觸器動作的滯后而繼續(xù)動作。

④梯形圖中,如果DBW220為20,DBW222大于20時(即前一個OB1掃描周期時間大于20ms),DBX230.1置位,程序認為同步控制出現(xiàn)故障。

③應停止動作的架車單元,如果PLC在3s后仍然能檢測到其脈97:98任務4移動式架車機架車操作【活動場景】

在檢修架車作業(yè)現(xiàn)場教學或用多媒體協(xié)助展現(xiàn)?！救蝿找蟆?/p>

1.掌握單節(jié)車輛架車作業(yè)方法和步驟。

2.掌握整列車輛架車作業(yè)方法和步驟。

3.掌握架車作業(yè)注意事項中的內(nèi)容。99【知識準備】1.單節(jié)車輛架車作業(yè)①將架車機推到車體的指定舉升位置,注意托頭應與車體的枕梁對正,其前后位置誤差應在±5mm之內(nèi)。②操縱液壓移動推車讓架車機的底面落地,吊掛線垂找正機架,其與水平面垂直誤差不得超過1mm。

③檢查架車各部分狀況是否正常,落地是否可靠,托頭感應傳感器是否有雜物,所有按鈕未被按下,控制電源旋鈕在“關”的位置。

④連接架車機組電源及控制電路,閉合控制柜總電源及各架車機組電源。⑤打開主控臺“控制電源”鑰匙開關,“電源指示”燈亮。⑥選擇所需要的架車機組,打開相應的控制旋鈕(如需起升第1節(jié)車輛,則打開“一號架車組”鑰匙開關)。

⑦選擇“聯(lián)動\單動”旋鈕至聯(lián)動位置。⑧按下遠程控制按鈕盒上的“確定”按鈕,主控臺操作指示燈亮。100

當托頭脫離車體時自動停止下降,在按下主控臺“允許下降”按鈕后,按下遠程控制按鈕盒上的“下降”按鈕,操作托頭繼續(xù)下降,在距離車體一定位置時按下“停止”按鈕。

⑨按下遠程控制按鈕盒上的“上升”按鈕,操作架車機上升,當托頭接觸車體時自動調(diào)節(jié)并停止上升,系統(tǒng)自動設置為初始位置。

⑩確認托頭與車體接觸良好,并按下遠程控制按鈕盒上的“確定”按鈕,主控臺“確認信號”指示燈亮。按下遠程控制按鈕盒上的“上升”按鈕,操作架車機繼續(xù)上升,開始架車作業(yè)。上升到位后按下遠程控制按鈕盒上的“停止”按鈕,架車機停止。完成架修工作后,在按下主控臺“允許下降”按鈕后,按下遠程控制按鈕盒上的“下降”按鈕,操作架車機下降作業(yè)。拔下控制主控臺架車機組控制旋鈕鑰匙,關閉“控制電源”鑰匙開關,拆除電源控制連接線,架車機歸位,作業(yè)結(jié)束。1012.整列的架車作業(yè)①將架車機推到車體的指定舉升位置,注意托頭應與車體的枕梁對正,其前后位置誤差應在±5mm之內(nèi)。②操縱液壓移動推車讓架車機的底面落地,吊掛線垂找正機架,其與水平面垂直誤差不得超過1mm。

③檢查架車各部分狀況是否正常,落地是否可靠,托頭感應傳感器是否有雜物,所有按鈕未被按下,控制電源旋鈕在“關”的位置。

④連接架車機組電源及控制電路,閉合控制柜總電源及各架車機組電源。⑤打開主控臺“控制電源”鑰匙開關,“電源指示”燈亮?！啊啊阿薮蜷_“一號架車組”二號架車組”三號架車組”四號架車組”““五號架車組”六號架車組”鑰匙開關。

⑦選擇“聯(lián)動\單動”旋鈕至聯(lián)動位置。⑧按下各組架車機遠程控制按鈕盒上的“確定”按鈕及確定控制按鈕盒上的“確定”按鈕,主控臺操作指示燈亮。102

當托頭脫離車體時自動停止下降,在按下主控臺“允許下降”按鈕后,按下主控臺上的“下降”按鈕,操作托頭繼續(xù)下降,在距離車體一定位置時按下“停止”按鈕。⑨按下主控臺上的“上升”按鈕,操作架車機上升,當托頭接觸車體時自動調(diào)節(jié)并停止上升,系統(tǒng)自動設置為初始位置。

⑩確認托頭與車體接觸良好,并按下各組架車機遠程控制按鈕盒上的“確定”按鈕及確定控制按鈕盒上的“確定”按鈕,主控臺“確認信號”指示燈亮。按下主控臺上的“上升”按鈕,操作架車機繼續(xù)上升,開始架車作業(yè)。上升到位后按下主控臺上的“停止”按鈕,架車機停止。完成架修工作后,在按下主控臺“允許下降”按鈕后,按下主控臺上的“下降”按鈕,操作架車機下降作業(yè)。拔下控制主控臺架車機組控制旋鈕鑰匙,關閉“控制電源”鑰匙開關,拆除電源控制連接線,架車機歸位,作業(yè)結(jié)束。1033.單臺架車機的操作注意事項

每臺架車機都設有操作箱,在主控臺選擇“單動”的情況下,操作箱可以操作單臺架車機的上升和下降,操作箱的控制為點動,其操作是在調(diào)試或者架車聯(lián)動調(diào)節(jié)失敗后才能進行此項操作。使用架車機操作箱操作時,必須單組架車機4臺同時上升和下降,否則有可能造成嚴重的人身傷害以及設備事故。1044.設備日常使用注意事項

①每次工作前必須對架車機進行檢查,檢查上一班作業(yè)記錄,看有無產(chǎn)生過機械或電氣故障并且是否已經(jīng)排除,并對故障點再次進行查看。②對架車機進行常規(guī)檢查,查看各部有無異常,檢查所停放的位置是否正確,托頭是否降到最低點。③架車機在地面移動時應把升降托架降到最低位置,地面的坡度不得大于9°。④操作液壓行走小車起升手柄使架車機落下,架車機底座應落在地上,走行小車的前輪必需卸荷,連接好電源線及控制線。⑤被架車體總重不得大于64t。⑥架車機升降作業(yè)時,人員須離開升降體1m以外。

⑦車體架托部位與架車機托頭的搭接長度不得小于60mm。

⑧架車機托架上升,托頭上表面接觸架車點并清零后,應查看架車機托頭上表面是否真正與車體架車點部接觸上了,有無異物阻隔。105

架車機落地后,應用吊掛線錘找正,機架與水平面的垂直誤差不得超過1mm(托頭一端只允許上仰不得前俯),如不合要求可在架車機的底面加墊找正,墊片應均勻放置在立筋板所對應的位置下面。

架車機不可長期處于架車狀態(tài),處于架車狀態(tài)的時間需控制在⑨架車機底部所接觸的地面應堅實平整干凈,以保證架車機負載工作時的穩(wěn)定性。

⑩車體允許架托的部位如與架車機托頭的位置未對正時,應移動式架車機使其托頭的位置與車體的位置對正,其誤差不應大于±5mm。30h以內(nèi)。處于架車狀態(tài)時允許關斷架車機總電源。電氣注意事項106除故障后確定架車機繼續(xù)可以運行,按下“手動調(diào)節(jié)”按鈕,進行手動調(diào)節(jié)。

c.架車機在停止或運行時,出現(xiàn)絲母故障,架車機不能再次啟動運行,操作人員必須查看絲母情況,確定架車機可以運行時,架車機只能下降,可在按下“允許下降”按鈕后,進行架車機下降作業(yè);若不能,則需要快速采取外加設施,將車輛安全平穩(wěn)落下。

d.架車機發(fā)生故障時,控制系統(tǒng)設有警鈴提示,首先按下“清音”按鈕,消除鈴聲之后查看觸摸屏顯示的故障信息,進行相應的故障處理。a.架車機需要聯(lián)動運行時,必須需要“確認”按鈕按下后,方可運行。b.架車機聯(lián)動運行調(diào)節(jié)失敗時,首先檢查架車機是否有故障,排107【任務實施】按照圖5.34架車作業(yè)流程實施架車作業(yè)。108109110任務5移動式架車機維護保養(yǎng)【活動場景】

在架車機維修現(xiàn)場教學或用多媒體協(xié)助展現(xiàn)?！救蝿找蟆?/p>

1.掌握移動式架車機維修保養(yǎng)內(nèi)容及方法。

2.掌握移動式架車機廠家故障分析及處理措施。111【知識準備】1.設備一般性保養(yǎng)

①絲杠絲母使用部位應注涂二硫化鉬,每周不少于一次,除對絲母上安裝的壓注油杯加注外,安裝后未套裝防護罩前還應對絲杠外表稍加涂抹。②減速機應按說明書要求予以定期加油潤滑。③減速機下部的聯(lián)軸節(jié)下平面軸承處,可每月加注鈣基潤滑脂一次。④走行部轉(zhuǎn)動部位及托架滾輪與機架的接觸面每月應涂鈣基潤滑脂一次。⑤滾輪內(nèi)的銅套與軸的滑動面之間每個月可涂抹鈣基潤滑脂一次。112⑧注意保持架車機周圍的環(huán)境衛(wèi)生,保持清潔無灰塵。⑨手動液壓推車經(jīng)常注意保持油箱中的設計油量。保持液壓的機械清潔,及時清除油箱、管路外部的污染物。⑩伸縮托架的齒輪齒條處,每月應涂鈣基潤滑脂一次。⑥經(jīng)常檢查兩絲母間的間隙應正常,若其間隙縮小超過1.7mm時,則說明上絲母已損壞,應予以換新。⑦每三個月對架車機的限位開關進行檢查,如有損壞,予以更換。1132.計劃性維修(1)日常保養(yǎng)①清理設備表面及主控臺表面。②檢查架車機本體控制箱按鈕、插座是否