维修电工技师论文(范本）.docx

国家职业资格全国统一鉴定维修电工论文（国家职业资格二级）论文题目：电动钢索行车维修改造技术姓名：m身份证号：XXXXXXXXXXXXXXXxXX准考证号1606G015所在省市：江苏省苏州市所在单位：XXX有限公司【摘要】钢索行车使用过程中，继电器控制系统的可靠性差，故障率高，行车速度可控性单一，安全系数较低，稳定性差，灵敏度差，大型物件的翻转可控性不稳定，维护保养困难，电器元件损耗大，等等相关问题。通过采用PLC加变频器代替继电器、接触器控制，将变频器代替电动机转子串频敏电阻的调速方式，对现有行车进行改造后，效果明显，解决了使用操作上实际问题。【关键词】行车、PLC变频器、电动机、维修、改造目录引言04一 .行车大修前的常见问题05二 .大修方案的确定与设计06（一） .大修目的明确06（二） .大修的内容06（三）.变频器控制优点14（四）.吊车原本图纸资料的准备15（五）大修方案材料清单16三.大修后行车运行效果17结束语18参考文献18引言行车是一种用来起吊、放下和搬运重物翻转，并使重物在一定距离内水平移动的起重、搬运的设备，在生产过程中有着重要的作用，（特别是本厂的行车工作中针对都是较大、较重的大型物件）它是由大车、小车、减速器、电动机、控制系统、钢索等设备构成，它的运转情况直接影响到正常生产，甚至波及到工人及相关操作人员的人身安全。一、行车大修前常见问题目前我公司行车多为1992年生产的行车，采用传统式电控系统如图1T,无遥控装置，年久老化，员工操作不方便在使用过程中常存在以下问题（一） .起重机工作量大，切换十分频繁，触头容易烧坏，使用率高，同时因工作环境恶劣，转子回路串接的铜电阻经常烧坏，断裂，设备故障率高，控制器容易坏，维修工作量大.（二） .起重机经常性的反复操作，始终处于大电流工作状态，降低电器元件和电动机的使用寿命。（三） .行车启动时的电流队电网冲击大，影响其他相关用电器的正常使用，特别是本厂中正常工作中数台，交、直流电焊机。同时对电能也是一种严重浪费。（四） .起重机工作的协调性主要靠操作人员的熟练程度，劳动强度大，容易疲劳和误操作。（五） .起重机在特大型物件翻转90度工作中（本厂常规物件本身自重与起重机的额定起重量相同）翻转中动能加物件自重超过额定起重量使电动机达到限位，停在半空中严重影响正常工作。（六） .升降电动机有时会受力不均匀，起吊物体重心畸形、易过载，直接造成点击损坏或钢丝绳断裂。（七）设备使用寿命短，速度可控性差，重物起吊或运行惯性大，运行中的稳定性差，有线手控操作系统灵敏度差，安全系数较差，运行可靠性差。图IT维修前电控箱图1-2维修后电控箱二、大修方案确定与设计行车拖动系统的控制动作：小车的前后行走，无级变速档位，大车的前后行走及变速档位，起重机的升降及速度档位等，所有这些通过PLC进行无触点控制都能实现。（一）.大修方案确定交流电动机的调速方法有很多种，综合各种各样性能之间的相互比较，变频调速方式最为优越1 .拖动关系国际上目前最先进的就是变频调速，变频后转速可以达到分档控制，从低到高或从高到低逐步切换，有选择性对其转速改变，达到各种使用目的要求，这样能有效的防止电动机的全矩启动，延长的电动的寿命，同时大袋多档位变速的使用要求（调速方法）2 .电动机选型大车、小车的电动机选择普通的笼型转子异步电动机即可，升降电动机选用变频专用的笼型转子异步电动机。3 .制动方式采用再生制动，直流制动和电磁机制动相结合的方法（1） .首先通过变频器调速系统的再制动和直流制动，把前进运行中的起重机、大车、小车的电动机转速迅速、逐渐分档准确的降到0。（2） .起重机在起吊重物时，常常会有在空中滞留一段时间，变频调速系统虽然能使重物静止，但因设备容易受到外界因素、工作环境干扰，因此利用电磁制动器进行机械制动才能有效改善上述的相关问题。（3） .本厂起重机原来所使用的拖线制动开关中，开关限定了操作人员与被吊物件的工作位置，常常视线受阻，不能及时发现各种吊装，翻转中吊钩与被吊物体重心、角度以及相关潜在的危险，操作灵敏度一般，拖线滑轮容易脱落。相关的维修都在高处作业，增加维修困难，把拖线制动开关更换成无线遥控开关，上述问题得到很大改善，便于操作。（二）.大修目的内容行车改造系统的软、硬件设计及元器件选择1 .硬件设计行车的大车电机、小车电机、吊钩提升电机都需独立运行，大车有两台电机同时运行，小车、吊钩提升各为一台电机驱动，整个系统需要4台电机。为了保证各部分安全运行互不影响，所以采用3台变频器分别控制电机，共用1台PLC加以控制，系统组成如图1-1-2所示：大车小车提升2X1. 5KWO. SKW7. 5KW图1-1-2PLC控制变频器拖动系统2 .行车PLC控制线路的外部接线图行车PLC控制系统的外部接线图如1-1-3所示。图1-1-3中可编程控制器采用三菱FXzx系列的FXzi64MR机型作为基本模块，控制3个变频器，3个变频器又控制4台电机。Sls自迪讥蹴½rrt M叁黯Fh-h-飕蔑处描-D口®®由甫珏 H- 曲甫丽即T 邙Prf用邙 rrt4H-Mi 由理的邙 on-Hf Mi *-西 oH -声蒲Pri 4H小 声声毋卅0范满毋杂邙 总声什君加 声蒲T*不 百蒲酎M今 总湎&4fl邙 蒲芸理r 4H0 充满而的今 两酮邙&K & 南京邙而理匕 旃酬小毋Prt 浦京寺毋用 海回叶寺THr 盛亲邙TH- 节菊犍海1-1-3行车PLC外部接线图3 .硬件选择(I)PLC机型的选择：PLC以其编程方便，简单易学，现场可修改程序；维修方便，采用模块化结构，拥有丰富的I/O接口模块；可靠性高于继电器控制装置；数据可直接送入管理计算机；在扩展时，原系统只要很小的变更；用户程序存储容量至少能扩展到4K；体积小、价格便宜等优点。PLC是完成系统逻辑控制的部分，控制电动机的正转、反转，调速等控制信号进入PLC,经PLC处理后，再向变频器发出起停、调速等信号，使电动机工作，是系统的核心部分。根据PLC设计选型的一般原贝J(选择自己熟悉的机种和机型，不要大材小用)，三菱PLC以其体积小，结构紧凑；处理能力强；丰富的硬件资源；功能强大的用户指令集；易学易懂，良好的售后服务等优点所以选择了三菱FX&系列的PLC。本方案根据所需要的I/O点所以选择了FX2x-64MR机型。(2)变频器的选择异步电动机的转速公式为n=60fP(I-s),其中f为频率，p为极对数，由此式可以看出，如果要实现电动机的调速，只要改变频率及极对数就能实现调速，一般电动机无极调速以改变频率为主。变频器以其体积小、通用性强、动态响应快、工作频率高、保护性能完善、可靠性好、使用方便等卓越的性能而优于以往的任何调速方式。而且使用变频器来对电机进行控制，电机可以进行软启动，而让电机具有很快的动态响应并且实现无级调速。另外能对电机的一些参数做到补偿，对电源的缺相、欠压、过压、过流等都能做到很及时很准确的检测而自动采取应变措施，可以更好的保护电机。变频器的容量通常用额定输出电流（八）、输出容量(KVA)、适用电动机功率(KW)表示。变频器的容量选择最重要，对于标准4极电动机拖动的连续恒定负载，变频器的容量可根据适用电动机的功率选择。对于其他极数的电动机拖动的负载、变动负载、断续负载和短时负载，因其额定电流比标准电动机大，不能根据适用电动机的功率选择变频器的容量。变频器的容量应按运行过程中可能出现的最大工作电流来选择，即式中L变频器的额定电流，A;1.aX电动机的最大工作电流，Ao不论作什么用途都不允许连续输出超过额定值的电流。所以根据异步电动机实际运行中的电流最大值来选择变频器，经过同类变频器的性能与价格比较以及售后的服务等综合考虑，变频器还是选用三菱公司的FR-E700和FR-A700系列变频器。另外，在变频器的选择上之所以选择三台变频器进行控制，是因为使用单独的变频器控制电动机，行车可以不同方向同时运行，而如果使用一台变频器控制三台电动机，这样行车只能单独方向运行，降低了行车的工作效率，而在变频器和电动机之间串入接触器进行控制，接触器经常的闭合、分断，这样会增加行车的故障率。(3)电机的选择电动机的选择容量很重要，如果容量不足，一方面电动机会过热，以至很快的损坏，另一方面因起动力矩不足，起动缓慢，不能达到所需要的速度，影响行车的生产效率。如果容量过大，一方面浪费电能，另一方面因起动过猛，产生较大的惯性载荷。因此确定电动机的容量原则是：在正常的工作状态下，电动机的温升不能超过容许值；还要保证所需要的起动力矩。电机的种类和型号有很多，起重设备用的比较多的就是绕线式三相异步电动机，绕线式电动机最大的优点就是起动转矩大，起动电流小，调速性能较好，一般适合起动转矩要求比较高，需要调速的场合。所以根据行车的载重量，以及可能出现的最大负载量，选择一台额定功率为7.5KW的普通绕线式异步电动机，大车选用两台额定功率为1.5KW的普通绕线式异步电动机，小车选用一台额定功率为O.8KW的普通绕线式异步电动机。另外除了以上3样核心部件之外还有：行车的机械制动装置、制动电阻，电动机供电线、限位开关、减速器等部件在这就不一一举例了，使用原来行车所自有的。(4)I/O地址分配I/O地址分配输入输出XO上电按钮YO前后行高速Xl急停按钮Yl前后行低速X2行车左行Y2行车前进X3行车右行Y3行车后退X4行车前进Y4左右行高速X5行车后退Y5左右行低速X6吊钩上升Y6行车左行X7吊钩下降Y7行车右行XlO行车左限位YlO上下行高速Xll行车右限位Yll上下行低速X12行车左极限Y12吊钩上升X13行车右极限Y13吊钩下降X14吊钩上限位Y14前后行制动器X15吊钩下限位Y15左右行制动器X16行车前限位Y16上下行制动器X17行车后限位Y17上电指示灯X20行车前极限Y20超载报警灯X21行车后极限X22前后行高速X23前后行低速X24左右行高速X25左右行低速X26上下行高速X27上下行低速X30超载保护4.软件设计(1)行车系统控制流程行车工作流程图如图1-1-5所示。当系统一上电，就开始自检测各方面是否正常，比如：电源是否正常、行车的吊钩是否过载、行车是否已经行驶到了极限保护开关等。有任何异常的原因行车都不会启动，从而杜绝行车在生产过程中引发一系列的事故。零位1-1-5行车系统控制流程图(2)行车的PLC控制梯形图图1-1-6行车PLC控制梯形图（三）.用变频调速的优点1 .变频器调速系统的保护功能强，变频调速器通电性强，体积小，工作频率高，动态响应快，保护性能完善，使用方便等卓越的性能，而优于忆往的任何调速方式。2 .使用变频器，可以进行点击的软启动，动态反应非常快速，并且能达到无级调速，对电机的一些参数可以得到补偿，对电源稳压相的缺相，欠压，过压，过流等都能做到及时准确的检测，从而自动采用应变措施保护电机。（如图2-2）3 .工作可靠性稳定提高，电磁铁的寿命有效延长，原拖动系统是在运动的状态下进行抱闸的，更改成变频调速吼可以在基本停住的状态下进行抱闸，闸皮表面的磨损耗大大的减小，延长其使用寿命。4 .操作手柄不易损坏，原系统的操作手柄常常受力过大，易损元件，使用变频调速系统后，操作手柄受力将大大的减小，不容易损坏且操作方便灵活。5 .控制系统的故障率大大下降，原系统是由十分复杂的继电器、接触器系统实现控制的，故障发生率高，且在高处维修困难，使用变频调速系统后，控制系统得到有效的简化，易操作维修，可靠性提高，故障发生率大大下降，减低维修成本，促进了生产效率。6 .也能效果十分显著：回路转子使用变频调速系统后，起重机放下重物时，可将重物释放的位能'势能反馈给电源，还可以使外接电阻内消耗的大量电能完全节约。7 .调速的相对质量明显提高，调速平稳，能够达到长时间低速运行，在拖动系统在起步时能得到很好的缓冲作用，使运行速度符合快速使用要求，且具有很高的定位精度和运行效率。8 .变频调速系统简化了传动链接，能进行无级调速，省去了减速箱等相关的应用设备；使传动链接简单，设计达到标准化。9 .PLC的特点：PLC按控制程序来对起重机各种工作状况进行协调监控并决定其生产状态及可行度，工作性能可靠，扫描反应速度快，控制相对灵活，方便，具有体积小，硬件资源丰富，结构紧凑小巧，节约空间，执行速度快，独特的抗干扰设计，使用流畅数据的断电保护功能好，板件严格的三防处理，适应恶劣的现场环境。（四）.行车原本图纸资料准备n>M图2T原本电路图>008（五）大修方案材料清单此次大修改造,我们本着改造后能保持行车原有功能,操作起来简便,人性化同时提高行车的安全性到达行车安全,运行可靠,动作灵敏；从节省成本方面考虑此次大修能用的零件原则上保养清洁继续使用像主马达我们委外保养清洗,保养结缘,相关易损件轴承更换。因考虑到继电器的接点都有使用寿命,我们采用PLC控制,利用PLC的虚拟的继电器的接点能到达实际继电器的效果且无继电器接点磨损之担忧。其它的材料我们选择了经济,实惠且性能可靠的零件（或工具）到达这次的大修的目的。大修材料清单如表3-1所示。表3-1大修材料清单表序号名称型号规格数量备注1电器箱非标、悬挂型安装1台委外制作电器箱主要器件无熔丝开关富士IMAX30A1只总开关NFB2.富士2P31只ACUoV控制电器开关2调速电位器B5021只主马达调速用3变频器东元A5105.5KW,带能量回馈装置1台主马达调速用4可编程控制器PLCFBS-40MA(永宏)1台控制回路用5变压器TRl300VA(I¢0,1个控制回路电源用和操控系220V,380V0,20V,0,110V)统电源6变压器TR27OOVA(101个照明灯用0,380V,415V200V,220V)7交流接触器SC-Nl1个主马达控制用8三相交流同步电动机380V5.5KWI440转/分2台变频电机用9中间继电器（含座）欧姆龙ACUOVRU4S-ULRU2S-UL4个DC24V1个RU2S-ULACllOV9个10离合器电磁阀ROSS3573B4602ACllOV1个控制冲床离合器用11塑料铜芯线BV-3.5MM250米2.5MM2600米1.5MM2IoOO米12其它辅材金属软管,绝缘胶带,接线端子,压线端子,相关指示灯，若干三.修改后行车运行效果针对原控制系统的种种不足，经过改造后的变频调速控制系统具有以下几个优点。（一） .调速质量大大提高，具有很高的定位精密和运行效率，无级调速使运行速度由大到小或由小到大得到缓冲达到使用要求。（二） .节能效果十分可观（三） .可简化传动链，实现无级调速（四） .工作可靠性大大提高（五） .变频器调速系统的保护功能强（六） .变频器调速系统的控制手柄是无线遥控，使用方便、简单、无位置限制、操作方便（七） .控制系统的故障大大下降，降低了成本，促进生产效率四.结束语通过对行车的电器控制系统相关问题改造，解决了原有的老式设备设计中存在的问题，实现安全生产，简易生产和节能降耗，降低维修成本，变向促进了生产的效率。五.参考文献1 .东元A5105.5KW变频器的使用手册2 .上海正胜杰行车操作说明书3 .特力起重设备操作说明书