电气高级技师论文电气焊技师论文K922焊机电气控制系统.doc

电气高级技师论文电气焊技师论文：K922焊机电气控制系统分析摘要:无缝线路施工中钢轨焊接质量对保证行车安全和延长钢轨使用寿命具有十分重要的意义。焊轨车采用了乌克兰生产的具有国际领先水平的K922型接触闪光焊机,介绍了K922型接触闪光焊机的电气控制系统,使焊轨车上焊机操作员对焊机的操控有进一步的了解,提高了焊轨车的焊接作业质量。关键词:焊轨车K922型焊机电气系统焊轨车采用了乌克兰生产的具有国际领先水平的K922型接触闪光焊机系统,主要由焊头、电气控制系统、液压控制系统、冷却水循环控制系统四部分组成。焊头是系统的执行部分,其上安装有对焊机进行操作的控制面板、液压阀件、焊接变压器、各型传感器等。焊机电气控制系统是由主控柜、计算机系统、焊头上的焊机操纵盒等组成,以实现对焊机作业过程的控制、监测、记录等。液压系统主要由液压泵、液压阀件等组成,为系统提供压力油。冷却柜由压缩机组、控制面板等组成,对焊接过程中焊口电极进行循环水冷却。1系统组成焊机控制柜内主要有焊机主控板、伺服阀控制板、电压及电流变换器、变压器、PLC可编程控制器等,是焊机电气控制示意焊机控制系统的主要组成部分,而PLC可编程控制器是该控制系统的核心。各种操作指令等信号通过相应的开关、按钮转换成数字量,由PLC的数字量输入端口采集,PLC按编程的逻辑关系进行判断,再由PLC的数字量输出端口输出执行信号,从而控制相应液压阀件完成各种动作。焊接过程中的控制参量如电压、电流、位移、压力等参数通过传感器变换,由PLC模拟量输入口采样,其采样值与焊接参数设定值进行比较,根据比较的结果,由PLC模拟量输出口输出控制信号,控制焊接过程中的焊接电压、焊接电流和焊接烧化量,从而完成对钢轨的焊接过程控制。其中,PLC系统及电流放大控制板的电源信号(DC24V)均经过稳压变换器处理后供给。另外泵站上电机的动作则由主控箱的三相交流控制电路及开关来完成。2PLC系统组成PLC系统由电源模块、CPU处理器、数字量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块等组成。21主要模拟量输入信号1)焊接回路中电流值。由电流互感器305CT2检测,电流变换器经处理后,输出420 mA的标准电流信号供PLC采样,采样值与焊接参数中的设定电值I1 I2 I3进行比较,控制可移动焊机头的前进或后退速度。同时采样值经PLC处理后传送到工控计算机,供计算机控制、监测。2)焊接回路中电压值。3)顶锻压力值。焊机头上的压力传感器检测顶锻油缸内油压大小,输出信号供PLC采样,采样值经PLC处理后传送到工控计算机,供计算机控制、监测。4)烧化量。由焊机上的拉线式位移传感器测出并输出信号供PLC采样,采样值经PLC处理后传送到工控计算机,供计算机控制、监测。5)调压反馈比较结果模拟输入信号。22主要模拟量输出信号1)伺服阀驱动控制信号。驱动控制模块1108CAVC为Bosch公司生产的专用模块,它控制伺服阀的工作。伺服阀安装在可移动焊机头上,对顶锻油缸进行精确控制。1108CAVC模块的工作电源为DC24V,PLC通过数字量输出信号控制它的的输出是否有效,保证驱动信号故障时设备安全。另外,1108CAVC模块面板上设有电源指示绿灯、故障指示红灯、输出有效黄灯。2)液压高低压比例控制信号。3)晶闸管调压给定控制信号。焊接电压调压控制系统由电源变压器(321T 325T)、电压变换器(315VT)、电压调节控制板(321VC)、晶闸管组件组成其中,321T 325T输出24VAC给321VC板提供工作电源和锁相同步电源;H01,H03线电压经自耦变压器303AT升压后输出440VAC加到并联焊接变压器两端,308T则采样焊接变压器一次侧电压,输出经315VT变换为08VDC(及010VDC信号,供PLC模拟量输入采样)反馈给321VC板与晶闸管调压控制信号比较形成移相触发脉冲,321VC板输出的触发脉冲驱动两个晶闸管(SCR1/SCR2)的交替导通;PLC通过数字量输出信号驱动812CR继电器, 812CR的常开触点控制321VC板的输出触发信号是否有效;另外当晶闸管两端加有工作电源、同步锁相完成、没有电压溢出时,321VC板输出24VDC电压,使332CR继电器吸起并通过其常开触点的动作,给PLC提供321VC板准备就绪信号,同时该24VDC电压点亮控制面板上330PL指示灯。23数字量输入/输出信号数字量输入信号主要由安装在焊机头上面的操纵盒上的开关、按钮来体现,如:焊机的焊接开始、导电夹钳的张闭、机头移动等。所有这些数字量输入信号传给PLC后,PLC按程序条件,输出相应控制信号,驱动相关的继电器和控制模块工作,控制焊机上的电磁阀线圈等装置,从而完成相应的动作。3计算机控制系统计算机系统包括工控机及RSLogix500v7专用程序,用于焊机焊接参数的控制、监测、记录。焊接前,通过键盘对各阶段各步的焊接参数进行调整和修改。焊接时,工控机读取PLC采集的焊接电压、焊接电流、压力值,每间隔01 s记录一次。焊接结束后,对采集的数据处理,以图形或表格的方式进行显示,并判定焊接结果是否合格。在焊接过程中,操作人员可以通过显示器,观察、了解焊接过程中有关的状态信息。4焊接过程及参数设置说明41参数设置各种焊接参数是控制焊接过程中不同烧化阶段的烧化特性。脉动闪光焊将整个焊接烧化过程分为四个阶段:高压烧化阶段(预闪阶段)、低压烧化阶段(闪光阶段)、加速烧化阶段和带电顶锻阶段,其中前三个烧化阶段分七步完成,每一步又由8个焊接参数组成。焊接时,以烧化量来区分不同的焊接阶段和不同的烧化步。对于每一烧化步,调压控制系统提供设定的焊接电压值;焊接电阻值由两轨头的间隙决定。伺服阀驱动系统控制两轨头相对运动(合拢和分开),调整间隙,控制电流值,理想状态下焊接电流应为恒定值,随着烧化量的增加,判定焊接电流与三个设定电流值之间的关系,驱动两轨头的合拢速度(前进)或分开速度(后退),动态调节两轨头的间隙保证电流值。高压阶段一步完成,低压阶段分四步完成,加速阶段分两步完成。当上述七步完成后,钢轨两端焊接部分被均匀烧熔,进入第四阶段带电顶锻阶段,这时两轨头快速合拢,焊接电流为短路电流。控制带电顶锻时间,保证顶锻时仍对钢轨加热;控制顶锻行程,使烧化的部分被挤出形成瘤。达到带电顶锻时间后,焊接电压、电流为零,焊接完成。经过设定的时间冷却后,由推瘤刀将顶锻中形成的瘤推掉,推瘤刀回原位,整个焊接过程结束。前三个烧化阶段的七步分别是:预闪(PREFLASH)阶段,闪光(Flash)阶段,闪光(Flash)阶段。闪光(Flash)阶段,闪光(Flash)阶段,加速烧化阶段(Boost),加速烧化阶段(Boost)。而每步需设置的参数值分别是:焊接烧化量,所用时间,焊接电压,烧化阶段设定电流值1,烧化阶段设定电流值2,烧化阶段设定电流值3,前进速度,后退速度。通用参数分别是:顶锻量,带电顶锻所用时间,顶锻力,保压推瘤(该参数通常设定为0)。以上各个阶段各步参数设置上可看出,共设定60个可修改参数值。另外需说明的是:在每步中的烧化阶段设定电流值1参数,由它确定焊接时焊头的前进速度。如果小于该设定电流值,焊接前行;如果大于该设定电流值,焊接后退。在每步中的烧化阶段设定电流值2参数,由它确定焊接时焊头的后退速度。如果小于该设定电流值,焊接前行;如果大于该设定电流值,焊接后退。在每步中的烧化阶段设定电流值3参数,由它确定焊接中的反馈电流。如果大于该设定电流值,焊接强行后退。如果加速烧化阶段的电流值超过该设定值,焊接头质量一般都不太好。这一点需特别注意。该过程的参数设置与焊接质量有直接关系,此参数相当于焊接参数的理论设定值,电脑判定焊接头是否合格,也是根据此参数为依据进行的。根据不同型号的钢轨,每一步的8个值不一样。42该界面显示焊接过程中各种主要参数值以及焊接日期、焊接轨头的个数、判定焊头是否合格的标识。图中每种颜色的线代表不同的参数,分别表示顶锻力、焊接电压、烧化量和焊接电流,图中右侧表示各个阶段的参数值。图2焊接显示图43钢轨焊接头的焊接质量检验焊轨车正式上线焊接前,需要经过严格的落锤试验等一系列的检验,待所有项目合格时,方可上线作业。如果需要焊接不同型号、不同批次的钢轨,又需作相关的参数调整、焊接试验和检验