《S水電站水輪機電氣制動系統(tǒng)設(shè)計》9300字（論文）

S水電站水輪機電氣制動系統(tǒng)設(shè)計摘要：實習(xí)期間在S水電站了解大橋水電站水輪機普遍為機械制動。但是這種機械制動也是有著一些缺點，所以我認(rèn)為應(yīng)該用電氣制動來代替機械制動，不但能補救機械制動的缺點，而且能更好地工作。并且用PLC來控制水輪機的電氣制動系統(tǒng)可以有效地彌補電力和機械制動中的不足,而且它們在環(huán)境衛(wèi)生、檢修和工作效率等方面都具有許多優(yōu)勢,值得我們推廣和取代傳統(tǒng)的制動技術(shù)。在此向大家先詳細(xì)介紹了電氣制動技術(shù)的基本原理,然后再經(jīng)過一系列的推理得出一個電氣制動技術(shù)實際應(yīng)用的模型。最后再緊緊地,扼要并且深刻地向大家詳細(xì)講解PLC的根本性和運行原理,著重探索以PLC為主體和核心的電氣制動系統(tǒng)的控制手段。我的設(shè)計主要是用PLC來控制水電站中的水輪機電氣制動系統(tǒng)的，一般在水電站中水輪機電氣制動系統(tǒng)主要由電氣控制，PLC控制和氣壓控制三部分組成，通過對這三部分控制的學(xué)習(xí)及研究，我基本上設(shè)計了一套適用于S水電站水輪機的電氣制動系統(tǒng)設(shè)計方案。這一套設(shè)計方案我是應(yīng)用的三菱FX2N系列的PLC來控制水電站中的水輪機電氣制動系統(tǒng)的。首先用三菱FX2N系列的PLC來控制水電站中的水輪機的電磁閥,然后電磁閥會讓水電站中的水輪機的氣缸充氣或排氣，最后氣缸的動作則會使水電站中的水輪機達到電氣制動的功能。關(guān)鍵詞：機械制動水輪機電氣控制氣壓控制PLC控制目錄1緒論 11.1設(shè)計背景 21.2設(shè)計內(nèi)容 22水輪機電氣制動系統(tǒng)電氣控制設(shè)計 32.1電氣制動理論 32.2電氣制動的基本理論依據(jù) 32.3電氣制動力矩的控制理論 42.4電氣控制設(shè)計 53水輪機電氣制動系統(tǒng)PLC控制設(shè)計 63.1電氣制動配置方案 63.2PLC的選型 83.3硬件設(shè)計 93.3.1PLC控制電路設(shè)計 93.4PLC控制設(shè)計 113.4.1I/O信號地址分配 113.4.2電氣制動運行控制流程 123.4.3PLC梯形圖程序 134水輪機電氣制動系統(tǒng)氣壓控制設(shè)計 134.1氣壓傳動 134.2液壓傳動 144.3氣壓控制設(shè)計 155系統(tǒng)常用電氣元件及選擇 175.1系統(tǒng)所需元器件列表 175.2系統(tǒng)常用元器件簡介 185.2.1兩位三通電磁閥 185.2.2球閥 185.2.3氣水分離器 185.2.4氣液混用三通閥 185.2.5壓力傳感器 196系統(tǒng)的安裝與維護 196.1設(shè)備的維護與保養(yǎng) 196.2設(shè)備修理 20參考文獻 21附錄 241緒論現(xiàn)代技術(shù)因為其快速發(fā)展，電的應(yīng)用領(lǐng)域也變得越來越廣泛，電已經(jīng)不局限于簡單的供電，而是與其它技術(shù)結(jié)合起來進而創(chuàng)造出更好的技術(shù)。而電氣制動系統(tǒng)也正是將電氣控制技術(shù)與流體傳動技術(shù)結(jié)合，再加上先進的PLC技術(shù)控制從而創(chuàng)造出的系統(tǒng)。這套系統(tǒng)對比機械制動系統(tǒng)有著許多的優(yōu)點，例如可靠性高，自動化程度高，泄露低，可維護性高和信號監(jiān)視性高等。而且伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機械制動終會被淘汰，所以為水電站設(shè)計一套電氣制動系統(tǒng)也是無可避免的。這套系統(tǒng)設(shè)計共分為三個設(shè)計：電氣控制設(shè)計，PLC控制設(shè)計，氣壓控制設(shè)計。將這三部分設(shè)計完畢并且完善好便能將水電站的電氣制動系統(tǒng)進行全面的升級和改造，從而提供更好的效率。1.1設(shè)計背景S水電站位于西昌市晁寧縣，其住宿環(huán)境與發(fā)電站都是位于前列的，并且在水電站期間因為我親自去觀看了水輪機的裝置并且擦拭了水輪機，給我留下了深刻的印象。一般水電站的水輪機為主要元件之一，水電站如果要正常運行離不開水輪機的工作效率及性能。水輪機制動系統(tǒng)一般分為兩種，一種為機械制動，一種為電氣制動。從科學(xué)上說，電氣制動比機械制動無論從性能還是工作效率都是勝過的。所以我才想要寫一篇水輪機電氣制動的方案從而提高水電站效率。而且S水電站的水輪機大多為機械制動，所以本設(shè)計旨在將水電站機械制動全部換成電氣制動從而實現(xiàn)水電站的全面升級，從而將S水電站的效率提升，為S水電站創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。1.2設(shè)計內(nèi)容通過對S水電站水輪機的原有系統(tǒng)的全面設(shè)計和改變，已經(jīng)基本上滿足了S水電站水輪機的電氣制動系統(tǒng)的流暢運行和安全穩(wěn)定的預(yù)期理想目標(biāo)。我的設(shè)計有電氣、PLC和氣壓這三個控制設(shè)計。我后面會對這三個控制設(shè)計進行詳細(xì)介紹。2水輪機電氣制動系統(tǒng)電氣控制設(shè)計2.1電氣制動理論因為現(xiàn)在水電站中的水輪機擁有電氣剎車的技術(shù)，這種技術(shù)不僅改善了水電站中的水輪機發(fā)電機組的運行方法，而且也大大地縮短了水輪機電氣剎車的時間，使水輪機電氣剎車的機械消耗變小了許多。電氣剎車也將機械運行的缺點變好了許多，為保證水輪機中的發(fā)電機組的安全運行做出了極大的貢獻，也提高了發(fā)電機組流暢運行的安全效益，對操作方式有著極大的經(jīng)濟效益。2.2電氣制動的基本理論依據(jù)因為電氣制動這個原理一般用同步電動機來應(yīng)用，所以如果當(dāng)電氣制動系統(tǒng)中沒有了水輪機的作用的話，再加上系統(tǒng)中發(fā)電機的轉(zhuǎn)子收到了系統(tǒng)中的電流的話，就會導(dǎo)致同步電動機的耗損過大，對系統(tǒng)有著不好的影響。依上所述，電氣剎車的力臂也會被發(fā)電機組所左右，如下面（2-1）公式所表達一樣：ME=式中:ME電氣制動的制動力矩PE銅損功率Wω轉(zhuǎn)子角頻率弧度/秒電氣制動的目標(biāo)應(yīng)該是怎么樣才能讓電氣制動力臂被發(fā)電機組穩(wěn)定流暢地用出，而且是在發(fā)電機組和電氣制動系統(tǒng)完成后的情況下。在這個目標(biāo)的作用下，電氣制動的實現(xiàn)會越來越近。因為基本的反應(yīng)原理是作為同步電動機的驅(qū)動器和電樞,所以普通的電氣制動系統(tǒng)中所有的發(fā)電機都只是三個輸出端口再加上了短路電剎車器。單元和功率被分散后,依據(jù)定子驅(qū)動器轉(zhuǎn)速的50%到55%,發(fā)電機上的定子驅(qū)動繞組必然會造成三相短路。然后我們就可以通過定子繞組內(nèi)部的勵磁直流電流來接入。因為一般的發(fā)電機都是具有一定的慣性和轉(zhuǎn)速,在這個情況下就會向發(fā)電機輸出一個與其轉(zhuǎn)速運行方向完全不同的勵磁驅(qū)動力臂,在這個情況下旋轉(zhuǎn)的定子也一定是因為發(fā)電機的故障而向發(fā)電機輸出一個短路的電流。協(xié)調(diào)勵磁直流電流,,能夠使定子短路電流維持在穩(wěn)態(tài)。但是就在這個過程中定子繞組中會直接使用制動力臂,可是其轉(zhuǎn)矩與機組運行的慣性力矩是正好相反的。因為上述情況的發(fā)生，水輪機的電氣制動得以完成。水輪機電氣制動系統(tǒng)中發(fā)電機的制動力矩聯(lián)系（2-1）的公式可表達為：ME=式中：R定子回路中的有效電阻N轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速IK定子短路勵磁電流，即制動電流上述計算公式中的發(fā)電機短路勵磁電流IK，一般都是在發(fā)電機的轉(zhuǎn)子勵磁不變的條件下，并且當(dāng)發(fā)電機的定子短路勵磁電流IK為恒定值時，即使發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速減慢也不能直接影響發(fā)電機短路勵磁電流IK。2.3電氣制動力矩的控制理論分析上述公式（2-2），可以得出在相同速度的條件下，定子短路勵磁電流IK的平方和發(fā)電機的制動力矩ME的關(guān)系為正比，而且因為定子短路勵磁電流IK一般是不會變化的，所以不會調(diào)整定子短路勵磁電流IK。而且在電氣制動系統(tǒng)開始運轉(zhuǎn)的這段時間里，發(fā)電機的制動力矩ME會隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速N提高而減小。然而，一旦設(shè)計的主軸系統(tǒng)中規(guī)定數(shù)值的發(fā)電機的制動力矩ME被當(dāng)時系統(tǒng)中的發(fā)電機的制動力矩ME超越時，就會破壞設(shè)計的主軸系統(tǒng)，產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。所以，發(fā)電機的制動力矩ME是必須要調(diào)整其數(shù)值在設(shè)計的主軸系統(tǒng)中規(guī)定數(shù)值以內(nèi)的，只有這樣子才會讓水輪機中的發(fā)電機組流暢運轉(zhuǎn)。一般水電站水輪機組中主軸系統(tǒng)的極限力矩T為：T=K×MEK安全系統(tǒng)，表示水輪機組的發(fā)電機主軸系統(tǒng)，一般取2.5。

由（2-1）可得，水輪機組中發(fā)電機組的主軸的力矩可表達為下面的公式：M=PMPM=P2?P式中：M水輪機組主軸的扭力矩P2電子繞組電負(fù)載功率WPM水輪發(fā)電機組電磁功率WPφ電子繞組銅損耗功率額定扭力矩ME是在水輪機中的發(fā)電機組在額定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N和額定功率W的條件下由主軸系統(tǒng)發(fā)出的扭力矩。由上述五個公式聯(lián)合可得以下公式:ME=3UIcos式中：U發(fā)電機額定電壓VI發(fā)電機額定電流Acosθ發(fā)電機功率因數(shù)（由發(fā)電機決定一般在電氣制動系統(tǒng)運轉(zhuǎn)中，特別是在電氣制動系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的最初時候，額定扭力矩ME大于發(fā)電機的制動力矩ME，這時候都是不用去調(diào)整水輪機中的發(fā)電機組中的勵磁電流I從而調(diào)整水輪機中的發(fā)電機組中的定子短路勵磁電流IK的。但是如果一旦當(dāng)水輪機中的發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N繼續(xù)減慢時，這時候為了防止電氣制動系統(tǒng)額定功率W因為水輪機中的發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N減慢從而小于發(fā)電機的制動力矩ME時，這時候就一定要改變發(fā)電機組中的勵磁電流I從而調(diào)整水輪機中的發(fā)電機組中的定子短路勵磁電流IK來防止上述情況的發(fā)生從而使水輪機中的發(fā)電機組正常運行。2.4電氣控制設(shè)計★設(shè)計任務(wù):●關(guān)注24點制動閘的動作情況，然后將其功作情況用指示燈表達出來；●保證24點制動閘動作后會全部往PLC中心發(fā)出制動成功的情況或者復(fù)位信號；●保證壓力站的氣路壓力會往PLC中心發(fā)出4到20mA的模擬信號；●最后用PLC中心的4到20mA的模擬信號來在顯示器上表達出對應(yīng)的轉(zhuǎn)速?！飳崿F(xiàn)方法：●先用繼電器把24點制動閘的位置情況輸入到控制板的輸入端，然后繼電器會用一對動斷觸點和動合觸點來控制復(fù)位信號燈和制動信號燈這兩種信號燈，最后24點的信號會輸入到24點輸入與門和24點輸入或非門，24點與門和或非門會輸出制動成功的情況或者復(fù)位信號；●壓力傳感器應(yīng)選擇輸出為4到20mA的類型的，為了向PLC中心發(fā)出壓力信號；●把PLC中心輸入的4到20mA的轉(zhuǎn)速信號用I/V變換器變成電壓信號輸入到轉(zhuǎn)速變換電路中，在顯示器上表示出對應(yīng)的轉(zhuǎn)速?？梢愿淖冏儞Q電路用來改變上限和下限轉(zhuǎn)速；●輸入的模擬信號應(yīng)該是4到20mA的和輸出的開關(guān)信號也應(yīng)該是空接點的。3水輪機電氣制動系統(tǒng)PLC控制設(shè)計3.1電氣制動配置方案電氣制動是一個邏輯非常好的自動運轉(zhuǎn)過程，因為電氣制動運轉(zhuǎn)的過程需要使用非常多的傳感器，這些傳感器會時常地對電氣制動運轉(zhuǎn)的過程進行監(jiān)視和控制，可以防備電氣制動運轉(zhuǎn)中意外的發(fā)生。另外還要使用可編程控制器，因為可編程控制器的操作步驟是有邏輯互鎖性的，而邏輯互鎖性的特點會使電氣制動運轉(zhuǎn)的過程更加富有邏輯性，這樣出現(xiàn)意外的可能性也會明顯降低?，F(xiàn)在的電氣制動一般都是通過使用電磁制動器來完成的，如圖3.1所示：制動閘動作狀態(tài)傳感器控制轉(zhuǎn)速顯示器FX2N制動閘動作狀態(tài)傳感器控制轉(zhuǎn)速顯示器FX2N可編程控制器輸出顯示器顯示繼電器2繼電器1壓力傳感器壓力信號機組調(diào)速器4-20mA輸出模擬信號圖3.1系統(tǒng)硬件簡圖上圖3.1是一個電氣制動系統(tǒng)，這個電氣制動系統(tǒng)需要這些東西：電源輸入開關(guān)和電源輸出開關(guān)各需要一臺，定子短路刀閥一臺，變壓箱一臺和PLC元件一臺。因為水電站中的電氣制動配置一般都是單獨的，所以勵磁配置肯定都是不需要去改變的。而且電氣制動系統(tǒng)中的電流I是由電氣制動來協(xié)調(diào)的，這樣電氣制動后不但可以保證電氣制動系統(tǒng)中的電流I為零，而且有兩種方法來使電氣制動運轉(zhuǎn)過程發(fā)揮好的作用，從而減小水輪機中的發(fā)電機組停機的時間。這兩種方法分別是自動控制發(fā)電機的制動力矩ME和使用可編程控制器。PLC是當(dāng)今一種新型的數(shù)字控制技術(shù)，它是以計算機和繼電器兩大技術(shù)為基石研發(fā)的，以芯片為核心，集合控制，計算和通迅三大技術(shù)為一體的高端技術(shù)，在我們生活中離不開這種技術(shù)，尤其是在工業(yè)上最為廣泛。其優(yōu)點主要有三大優(yōu)點：結(jié)構(gòu)微小且精巧，運行快速且準(zhǔn)確，不受外界影響。因為其三大優(yōu)點，所以選用PLC對電氣制動系統(tǒng)的設(shè)計是非常有用的。用PLC設(shè)計的水輪機電氣制動系統(tǒng)如圖3.2所示：機組機組移相觸發(fā)器D/A模塊PLCA/D模塊QFIFMKZLK水導(dǎo)機械制動勵磁電流

制動電流

機組轉(zhuǎn)速圖3.2水輪機電氣制動系統(tǒng)中的PLC控制系統(tǒng)圖3.2所表示的是制動力矩ME的控制線：首先單元速度V和制動電流IK等模擬信號先通過模數(shù)變化成數(shù)字信號輸入到可編程控制器中，然后可編程控制器工作后的數(shù)值又輸入到模數(shù)中。最后通過PLC控制系統(tǒng)中的移相觸發(fā)器來改變水輪機中發(fā)電機組中的勵磁電流I，再通過感應(yīng)器將電氣制動的情況反饋給PLC控制中心，從而PLC控制中心將發(fā)電機組閉環(huán)控制回路來讓發(fā)電機組正常運行。3.2PLC的選型從水輪機電氣制動系統(tǒng)的控制要求和所需要的功能出發(fā)，我所需要的PLC的輸入是12點輸入，PLC的輸出是14點輸出。一般PLC存儲器中的內(nèi)存容量是I/O點數(shù)的10到15倍，再加上模擬I/O數(shù)的100倍，以此數(shù)作為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)，然后再按此數(shù)的25%考慮余量來參考的話。我所需要的PLC是“三菱FX2N-32MR-001”這款PLC。3.3硬件設(shè)計3.3.1PLC控制電路設(shè)計圖3.3.1PLC內(nèi)部電路控制如圖3.3.1所示，控制電路的電源是AC220V，操作步驟為先按下“PowerON”，再接通電源，指示燈發(fā)光，然后按下“PS”將AC220V改變成DC24V，最后按下“E-Stop”，馬上切斷控制電路的AC220V電源，使PLC和控制電路都停止運轉(zhuǎn)。圖3.3.2PLC控制電路3.4PLC控制設(shè)計 3.4.1I/O信號地址分配接口信號輸入端口輸出端口接口信號發(fā)電機出口開關(guān)QF1狀態(tài)X0YO水輪機導(dǎo)水葉關(guān)閉原勵磁系統(tǒng)FMK狀態(tài)X1Y1降低發(fā)電機組勵磁電流短路開關(guān)FDK狀態(tài)X2Y2發(fā)電機出口開關(guān)QF1斷開直流開關(guān)ZLK狀態(tài)X3Y3發(fā)電機出口開關(guān)QF1閉合交流開關(guān)JLK狀態(tài)X4Y4原勵磁系統(tǒng)FMK斷開發(fā)電機轉(zhuǎn)速≤50%X5Y5原勵磁系統(tǒng)FMK閉合發(fā)電機轉(zhuǎn)速≤20%X6Y6短路開關(guān)FDK斷開發(fā)電機轉(zhuǎn)速=0X7Y7短路開關(guān)FDK閉合水輪機導(dǎo)水葉到零X8Y8直流開關(guān)ZLK斷開勵磁電流≤10%X9Y9直流開關(guān)ZLK閉合發(fā)電機剩磁電壓≤10%X10Y10交流開關(guān)JLK斷開機械制動開關(guān)狀態(tài)X11Y11交流開關(guān)JLK閉合Y12機械制動斷開Y13機械制動閉合表3.4.1I/O地址表假如控制電路運轉(zhuǎn)最多的時間為T1，T1里包括了機械制動故障時改變?yōu)殡姎庵苿拥臅r間。那么還可以假定上表3.4.1中三個開關(guān)合上閘后到發(fā)電機組完全關(guān)閉的時間為T2，三個開關(guān)斷開允許的時間為T3和三個開關(guān)合閘需要的時間為T4。將T1，T2，T3，T4這四個時間列成下表:TT1T2T3T4暫定時間值5MIN45S5S5S表3.4.2PLC程序中的時間參數(shù)3.4.2電氣制動運行控制流程水輪機剩余磁電壓在10%以下水輪機剩余磁電壓在10%以下水輪機轉(zhuǎn)速在60%以下直流開關(guān)ZLK閉合斷開JLK磁機滅磁開關(guān)LNK斷開系統(tǒng)復(fù)位至初始狀態(tài)斷開FDK延時等待機組轉(zhuǎn)速接近零電氣制動短路開關(guān)FDK閉合交流開關(guān)JLK閉合同時滿足接受停機命令否6是圖3.4.2控制流程圖3.4.3PLC梯形圖程序見附錄4水輪機電氣制動系統(tǒng)氣壓控制設(shè)計4.1氣壓傳動氣動一般為氣壓傳動與控制。嚴(yán)格來說的話，一般傳動系統(tǒng)是傳遞動力先，傳遞信息后；控制系統(tǒng)則完全相反，但是在現(xiàn)實的情況下傳動和控制這兩個系統(tǒng)在各個方面上一般都是有聯(lián)系的。一般情況下氣壓傳動系統(tǒng)都是壓縮空氣來能量傳遞的。★氣壓傳動系統(tǒng)的組成：●執(zhí)行元件：把壓縮后的空氣的壓力能轉(zhuǎn)成機械能的裝置；●控制元件：控制壓縮后的空氣的流動、動能、量度和控制執(zhí)行元件工作；●輔助元件：將壓縮后的空氣潔凈、光滑、降噪和用來各個元件連接等需要的元件；●工作介質(zhì)：在氣壓傳動中傳遞運動、動力及信號的作用。氣壓傳動的工作介質(zhì)為空氣?！餁鈮簜鲃拥墓ぷ髟須鈮簜鲃邮怯脡嚎s空氣來傳遞運動和能量的一種傳動方法。因為空氣不是光滑的并且很干燥，所以一般要在氣壓傳動過程中加入潤滑油來潤滑各個裝置從而使氣壓傳功過程更加流暢也保護了各個裝置和元件，一舉兩得?！餁鈮簜鲃拥奶攸c氣壓傳動的優(yōu)點：●工作的介質(zhì)為大自然中的空氣?？諝怆S處可有，取之不盡，用之不竭，是一種可持續(xù)的能源，極大地節(jié)約了資源。而且空氣可循環(huán)利用，無污染，也保護了環(huán)境；●空氣擁有非常小的粘性，所以氣壓傳動時損失的動能就很少，不僅節(jié)約了動能，也可以使能量的轉(zhuǎn)換率達到很高，適合大的工程；●動作迅速，反應(yīng)快，維護簡單，調(diào)節(jié)方便，特別適用于一般設(shè)備的控制；●工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別適合在易燃和易爆等惡劣條件下的工作；●成本低，過載能自動保護。氣壓傳動的缺點：●空氣因為可以用來壓縮，所以速度和定位都不是可以精確控制的，這樣子的情況下就會影響系統(tǒng)穩(wěn)定；●空氣的壓力較低，只適用于壓力較小的場合；●排氣噪聲較大。4.2液壓傳動液壓傳動是用液體來傳遞能量的一種傳動方法。★液壓傳動系統(tǒng)的組成：●動力元件（油泵）動力元件的作用是用液體來把機械能轉(zhuǎn)化成液壓力能，是液壓傳動系統(tǒng)中的動能；●執(zhí)行元件（油缸、液壓馬達）執(zhí)行元件的作用是把液體的液壓能改變成機械能；●控制元件控制元件的元件有壓力閥和方向閥等?？刂圃淖饔檬且勒招枨髮σ簞訖C的速度大小進行調(diào)整，而且也要對液壓傳動系統(tǒng)中液體介質(zhì)的動能，流動和量度這三大方面進行調(diào)整改變；●輔助元件除上述三部分主要元件以外的其它元件，包括蓄能裝置和快換接頭等，它們同樣重要而且也適用于工業(yè)各方面；●工作介質(zhì)工作介質(zhì)是各種各樣的液壓傳動系統(tǒng)中的液壓油或乳化液?！镆簤合到y(tǒng)工作原理液壓式傳動系統(tǒng)的基本原理表現(xiàn)為:液壓式傳動系統(tǒng)先是使用控制器元件液壓泵把原動機的各種工作和機械能改變成了液體的壓力和動能,然后再依靠借助于液體壓力和動能的改變作用來傳遞機械能和動能,最后依靠各種各樣的工作控制閥和輸液管路的傳遞,用液壓式傳動系統(tǒng)的執(zhí)行器元件把工作液體的壓力和動能改變成了機械能和動能,而且這些工作和動能的改變會促使各個元件啟動,液壓傳動系統(tǒng)也就完成了?！镆簤簜鲃拥膬?yōu)缺點液壓傳動的優(yōu)點：●液壓傳動所需要的馬達都是非常小巧的，而且也不重，非常方便；●在一定的數(shù)值內(nèi)，可以自主并且穩(wěn)定地控制其牽引速度；●改變流動方向非常的方便，不復(fù)雜。而且可以在不調(diào)整電機方向的條件下，能夠簡單地完成各個元件旋轉(zhuǎn)和直線循環(huán)運動的交換；●有些元件在工廠布置上是可以隨便布置的，因為它們之中是用油管連接的，不會受到多大的限制；●液壓傳動系統(tǒng)中的工作介質(zhì)多為油液，這種介質(zhì)非常潤滑，對元件的耗損非常輕，這樣元件的壽命也會提高，節(jié)約了經(jīng)濟；●操縱控制簡便，自動化程度高；●容易實現(xiàn)過載保護。液壓傳動的缺點：●液壓傳動系統(tǒng)的油液一定要從開始到結(jié)束都保證它的干凈，這樣子修理的條件就會提高，浪費經(jīng)濟；●液壓傳動系統(tǒng)中各個元件的不僅制作的條件高，而且技術(shù)也極其復(fù)雜，這樣子成本價就會非常高；●液壓傳動系統(tǒng)中的各個元件因為其工藝復(fù)雜，所以修理所需要技術(shù)的條件也自然變高，會浪費經(jīng)濟；●液壓傳動系統(tǒng)會因為它的工作介質(zhì)油液溫度的改變而產(chǎn)生影響，這將會導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。4.3氣壓控制設(shè)計氣體控制工作原理：當(dāng)壓縮空氣經(jīng)過球閥后，然后再用節(jié)流閥來改變壓縮空氣的速度，最后潔凈的空氣通過兩位三通換向閥流入氣缸。當(dāng)我們要求采用電氣制動時,可以使用手動或者是自動這兩種操作方法中的一個來和下腔相互結(jié)合的兩位三通電磁換向閥之間接上一定的電流,這個時候會有大量的空氣經(jīng)過下腔換向閥轉(zhuǎn)移到下氣缸,但是由于上下兩個氣缸之間存在著較大的氣壓差，這將會使活塞往上面方向動作，這樣子就實現(xiàn)了電氣制動的目標(biāo)。液壓控制原理：如果需要檢驗系統(tǒng)是否能完美工作時，我們可以使用氣液混用三通球閥這個元件來讓工作介質(zhì)油液流進去下腔，給下腔作用力使其推動活塞可以將整個裝置向上頂起來，與此同時，我們可以經(jīng)過壓力傳感器這個元件來將液壓系統(tǒng)中的大量壓力改變成電信號并將電信號變成數(shù)值傳給PLC中心系統(tǒng)，這樣我們就可以得出壓力的大小并對此做出應(yīng)對的措施和方法。氣壓傳動原理圖如圖3—5所示：圖3—5氣壓傳動原理圖1—球閥2—節(jié)流閥3—水分分離器4—壓力表開關(guān)5—面板機械壓力表6—兩位三通換向閥7—機械壓力表8—壓力傳感器9—氣液混用三通閥5系統(tǒng)常用電氣元件及選擇5.1系統(tǒng)所需元器件列表系統(tǒng)元器件列表如表5—1所示：產(chǎn)品名稱規(guī)格數(shù)量單位生產(chǎn)廠家備注兩位三通電磁換向閥041333T（16kg）2個德國寶德2用1備氣動壓力傳感器ISE-01-621-M1個日本SMC數(shù)顯氣體壓力表LED紅色七段碼3塊機械壓力表0-16bar1塊50mm表頭氣液混用三通閥KH3-G1/2-L-1120-01個德國HYDAC120bar氣水分離器主氣源使用1個手動不銹鋼球閥壓力表、變送器前使用6個5用1備轉(zhuǎn)速表4-20mA輸入、輸出1塊要求購買成品電源模塊220VDC/24VDC2個朝陽要求并列運用二位轉(zhuǎn)換開關(guān)自動、手動（帶輔助結(jié)點）2個一用一備三位轉(zhuǎn)換開關(guān)制動、停止、反風(fēng)（帶輔助結(jié)點）1常開、1常閉繼電器220VDC1個表5—1系統(tǒng)元器件列表5.2系統(tǒng)常用元器件簡介5.2.1兩位三通電磁閥★簡介兩位三通電磁閥可以分為常閉型和常開型兩種型號，常閉型是線圈未通電時氣路是斷的，常開型則是相反的?！癯ｉ]型：線圈通電,氣路接通,線圈斷電,氣路斷開,這種方式稱為“點動”；●常開型：線圈通電,氣路斷開,線圈斷電,氣路接通,這種方式稱為“點動”。★兩位三通電磁閥工作原理兩位三通電磁閥內(nèi)部有一個緊密合成的腔口,而且它的通孔在許多不同的區(qū)域上都有,每個通孔又各自與電磁鐵相接往不一樣的區(qū)域輸送油管,腔口中間為閥體,在其兩面都是電磁鐵,兩面中左通電磁鐵就往左,右通則向右。這種方式就是經(jīng)過控制腔口閥體位移的方向來使不同排油孔遮蓋或暴露，但是因為進油孔是常常開放的，油液會經(jīng)過不同的排油管道，經(jīng)過排油管道時會產(chǎn)生壓力，這壓力會將使活塞運動，活塞運動的同時也會使活塞桿一起運動，活塞桿運動則機器也會運作起來了。5.2.2球閥★工作原理球閥因為旋塞體為球體，球體的構(gòu)造則會讓球閥可以旋轉(zhuǎn)90度。因為其特殊構(gòu)造，球閥可以用來阻止和調(diào)整工作介質(zhì)的流向?！镏饕攸c球閥的主要特點：構(gòu)造簡單但精致，密合安全，修理簡單，因為其特殊結(jié)構(gòu)，難被工作介質(zhì)腐蝕，使用壽命長。5.2.3氣水分離器★簡介氣水分離器：結(jié)合離心和集流這兩大工作原理,可以有效率地排去壓縮空氣里的水霧，這是氣壓傳動控制中一種必須需要的裝置。因為如果不除去壓縮空氣中的水霧，那么這種水霧則會對許多元件及設(shè)備產(chǎn)生非常大的損害，甚至導(dǎo)致意外的發(fā)生。那么氣水分離器很好地解決了這個問題，不僅減少了經(jīng)濟損失，又提高了安全能力。5.2.4氣液混用三通閥★概述氣液混用三通閥一般是反沖洗閥這種類型的，主要使用在工作介質(zhì)過濾器上。其優(yōu)厚特性包括：●在反沖洗口打開前先關(guān)閉供水口；●流暢地改變水流方向；不浪費進水；●高流量；●可以安裝在不同位置?！锝Y(jié)構(gòu)及工作原理氣液混用三通閥中隔膜與閥桿是結(jié)合在一起的，這種特殊的結(jié)構(gòu)對氣壓傳動控制運轉(zhuǎn)過程是非常有用的。因為一旦隔膜工作時，閥桿也會跟著工作。尤其是反沖洗時，隔膜會讓閥桿一起向下工作到閥座的下面，而且一旦當(dāng)進水口被閉合時，排水口將會與過濾器接通。如果這個時候過濾器的出水口有壓力水的話，水就會從過濾器的上面流出來，從而實現(xiàn)反沖洗的目標(biāo)。5.2.5壓力傳感器★定義