YD323型中型搗固車搗固控制系統(tǒng)的分析與改進(jìn)

1、YD323型中型搗固車搗固控制系統(tǒng)的分析與改進(jìn)    摘 要：從應(yīng)用角度介紹了YD323型搗固車搗固控制系統(tǒng)的組成、搗固頭的控制原理及改進(jìn)后的原理分析，為現(xiàn)場使用、維修提供幫助。 關(guān)鍵詞：搗固控制原理；維修；YD323 搗固裝置是搗固車作業(yè)最主要的部件，搗固裝置正常工作與否直接影響搗固車作業(yè)的質(zhì)量和效率。           摘  要：從應(yīng)用角度介紹了YD323型搗固車搗固控制系統(tǒng)的組成、搗固頭的控制原理及改進(jìn)后的原理分析，為現(xiàn)場使用、維修提供幫助。關(guān)鍵詞：搗固控制

2、原理；維修；YD323        搗固裝置是搗固車作業(yè)最主要的部件，搗固裝置正常工作與否直接影響搗固車作業(yè)的質(zhì)量和效率。鑒于YD323型中型搗固車搗固控制系統(tǒng)存在著故障率高、作業(yè)精度差的問題，為了提高YD323型中型搗固車作業(yè)的質(zhì)量和效率，對該型搗固車搗固控制系統(tǒng)非常有必要進(jìn)行合理的改進(jìn)，以滿足鐵路線路施工作業(yè)的需要。        1 YD323型中型搗固車原搗固控制系統(tǒng)的組成：      

3、  1.1電氣控制系統(tǒng)        該型搗固車電氣控制系統(tǒng)是在PLC系統(tǒng)控制下由電路控制板、感應(yīng)深度傳感器、接近開關(guān)組成。該型搗固車的搗固裝置分左、右兩套，分別由3U12，3U13兩塊電路板控制，在搗固框架的后邊安裝有感應(yīng)深度傳感器。感應(yīng)深度傳感器內(nèi)安裝有三個接近開關(guān)，分別產(chǎn)生上、中、下三個位置信號，來控制搗固裝置的升降，從而使搗固車完成搗固作業(yè)，搗固車的這種搗固控制系統(tǒng)的控制方式，被稱為感應(yīng)搗固控制方式。搗固裝置的上升、下降的程序控制系統(tǒng)是由可編程邏輯控制器實(shí)現(xiàn)的，這個控制系統(tǒng)簡稱為PLC系統(tǒng)。PLC系統(tǒng)是以微

4、處理器為核心，綜合運(yùn)用了 計(jì)算 機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)，使用面向控制對象、控制過程的“ 自然 語言”編程，是一種更適用于 工業(yè) 環(huán)境、可靠性較高的新一代通用工業(yè)控制系統(tǒng)。        1.2液壓控制系統(tǒng)        搗固裝置上升、下降的液壓控制是由比例方向控制閥控制升降油缸來完成的。在YD323型搗固車搗固裝置升降液壓控制回路中，采用的是美國Vickers公司生產(chǎn)的KDG5V型比例方向控制閥。KDG5V型比例方向控制閥主級閥芯的位置取決于整體安

5、裝的比例電磁減壓閥的輸出；主閥芯的移動方向取決于先導(dǎo)閥的兩個電磁鐵中哪一個得電，而移動量取決于輸入的電磁鐵的電流。該比例方向控制閥需要一個單獨(dú)的放大器去驅(qū)動，預(yù)置電流750mA,最大驅(qū)動電流1400mA。        2 感應(yīng)搗固控制方式的原理        當(dāng)需要搗固裝置下降時，來自PLC系統(tǒng)的搗固裝置下降信號有效，左QL02=1、右QL04=1，這兩個高電平信號分別被送到3U12、3U13電路板的16z端子，使得板上的J2繼電器吸起，產(chǎn)生下降工作電流

6、，并引起板上控制預(yù)置電流的J1繼電器吸起，產(chǎn)生下降預(yù)置電流，同時三極管T1導(dǎo)通；板上+24V電源由12d輸出，經(jīng)限流電阻，比例閥下降線圈，再由14d進(jìn)3U12、3U13電路板，經(jīng)J5繼電器的吸起接點(diǎn)到T1管的集電極、發(fā)射極到電源負(fù)極，于是比例閥中有下降電流流過，搗固裝置開始下降。當(dāng)搗固裝置下降結(jié)束后，左QL02=0、右QL04=0，板上的J2繼電器落下，下降工作電流消失，由于板上電容的影響，控制預(yù)置電流的J1繼電器要經(jīng)過一定的緩放時間才會落下，預(yù)置電流消失，搗固裝置停止動作，從而避免了搗固裝置停止過猛。        當(dāng)需要

7、搗固裝置上升時，來自PLC系統(tǒng)的搗固裝置上升信號有效，左QL01=1、右QL03=1，這兩個高電平信號分別被送到3U12、3U13板的18z端子。使得板上的J4繼電器吸起，產(chǎn)生上升工作電流，并引起板上控制預(yù)置電流的J3繼電器吸起，產(chǎn)生上升預(yù)置電流，同時三極管T2導(dǎo)通；板上+24V電源由8d輸出，經(jīng)限流電阻，比例閥上升線圈，再由10d進(jìn)3U12、3U13電路板，經(jīng)J6繼電器的吸起接點(diǎn)到T2管的集電極、發(fā)射極到電源負(fù)極，于是比例閥中有上升電流流過，搗固頭開始上升。當(dāng)搗固到上位，上升結(jié)束，左QL01=0、右QL03=0，板上的J4繼電器落下，上升工作電流消失，由于板上電容的影響，控制預(yù)置電流的J3繼

8、電器要經(jīng)過一定的緩放時間才會落下，預(yù)置電流消失，搗固裝置停止動作，從而避免了搗固裝置停止過猛。             3 感應(yīng)搗固控制方式的缺點(diǎn)        由于Vickers公司生產(chǎn)的KDG5V型比例方向控制閥控制的特性決定，比例方向控制閥閥的閥芯移動的死區(qū)電流為750mA,最大工作電流可達(dá)到1.4A，因此搗固控制板上流過的電流很大，搗固控制板上的元件容易發(fā)熱后造成溫漂，同時控制電流變化范圍較大，造成閥芯移動的

9、反應(yīng)時間較長，搗固裝置的升降出現(xiàn)滯緩和不同步現(xiàn)象，影響搗固的作業(yè)質(zhì)量和效率。        4 對YD323型中型搗固車搗固控制系統(tǒng)的改進(jìn)        4.1改進(jìn)后的搗固控制系統(tǒng)部件組成。        在程序控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制下，改進(jìn)搗固控制系統(tǒng)由選用普拉賽公司生產(chǎn)的比例方向控制閥、深度設(shè)定電位器、750深度傳感器及搗固控制板組成。    &#

10、160;   4.2首先對程控系統(tǒng)進(jìn)行修改，因?yàn)樵瓝v固控制板需要程控系統(tǒng)分別提供上升信號（QL01=1、右QL03=1），和下降信號左（QL02=1、右QL04=1）而線性搗固控制板只需要一路信號控制，下降=1，上升=0，所以必須對可編程序控制器（PLC系統(tǒng)）的程序進(jìn)行修改，這里就不在詳細(xì)敘述。        4.3線性搗固控制電路的工作原理：        當(dāng)需要搗固裝置下降時，來自PLC系統(tǒng)的搗固裝置下降信號有效，左Q10=1、右Q

11、11=1，這兩個高電平信號經(jīng)2U6電平轉(zhuǎn)換板，輸出低電平信號分別被送到10U1、10U2電路板的16z端子，使得板上的J1、J2、J9繼電器吸起。當(dāng)搗固裝置沒有達(dá)到設(shè)定的深度時，J10繼電器吸起，產(chǎn)生下降預(yù)置電流，同時三極管T2導(dǎo)通；板上+24V電源由12d輸出，經(jīng)限流電阻，比例閥下降線圈，再由14d進(jìn)10U1、10U2電路板，經(jīng)J7繼電器的吸起接點(diǎn)到T2管的集電極、發(fā)射極到電源負(fù)極，于是比例閥中有下降電流流過，搗固裝置開始下降，當(dāng)搗固裝置下降到距設(shè)定深度140mm時，比例閥中的電流開始減少，直至達(dá)到設(shè)定的深度，比例閥中的電流減少至預(yù)置電流，隨著搗固裝置越過下位進(jìn)一步向前移動，J10繼電落下，

12、預(yù)置電流消失，同時三極管T2的基極電位迅速變負(fù)，三極管T2截止，比例閥中電流為零，搗固裝置停止動作。        當(dāng)需要搗固裝置上升時，PLC系統(tǒng)輸出上升控制信號，左Q10=0、右Q11=0，經(jīng)2U6電平轉(zhuǎn)換板，輸出的高電平信號使10U1、10U2電路板上的J1、J2、J9繼電器落下。當(dāng)搗固裝置沒有達(dá)到設(shè)定的上升高度時，J10繼電器吸起，產(chǎn)生上升預(yù)置電流，同時三極管T1導(dǎo)通；板上+24V電源由8d輸出，經(jīng)限流電阻，比例閥上升線圈，再由10d進(jìn)10U1、10U2電路板，經(jīng)J6繼電器的吸起接點(diǎn)到T1管的集電極、發(fā)射極到電源負(fù)極

13、，于是比例閥中有上升電流流過，搗固裝置開始上升，當(dāng)搗固裝置上升到距設(shè)定高度230mm時，比例閥中的電流開始減少，直至達(dá)到設(shè)定的高度，比例閥中的電流減少至預(yù)置電流，隨著搗固裝置越過上位進(jìn)一步向前移動，J10繼電落下，預(yù)置電流消失，同時三極管T1的基極電位迅速變負(fù)，三極管T1截止，比例閥中電流為零，搗固裝置停止動作并停在上位。        為了防止當(dāng)傳感器工作電源故障時，導(dǎo)致線性深度傳感器輸出電壓異常；或?yàn)榱朔乐辜蛇\(yùn)放的工作電源故障時，導(dǎo)致集成運(yùn)放輸出電壓異常，從而使搗固裝置動作失控的現(xiàn)象出現(xiàn)，在10U1、10U2線性搗固板上設(shè)有±10V、±15V電源狀態(tài)監(jiān)視繼電器J6和J7。當(dāng)電源輸出正常時，J6、J7繼電器吸起，比例閥中的上升、下降電流才能輸出至比例方向控制閥上，起到保護(hù)作用。        5 結(jié)論        通過上述對YD323型中型搗固車搗固控制系統(tǒng)的改進(jìn)