WK―35電鏟散熱風(fēng)機(jī)自動化改造.doc

1、WK 35 電鏟散熱風(fēng)機(jī)自動化改造 摘 要 隨著我國露天采礦規(guī)模與技術(shù)的不斷發(fā)展，所使用的礦用挖掘機(jī)隨之發(fā)展和更新。從2007 年我公司引進(jìn)第一臺 WK-20 ，至今已有 8 臺 WK 系列電鏟在我礦投入使用。現(xiàn) WK 系列礦用電鏟為我礦露天開采作業(yè)過程中最主要的采掘設(shè)備。電鏟電氣系統(tǒng)的自動化程度對生產(chǎn)有至關(guān)重要的影響；而電氣系統(tǒng)的散熱又是保證系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件。因此我們一直以來都在做電鏟散熱方面的工作。我們在設(shè)備上安裝自動溫控裝置，通過手動與自動控制相結(jié)合的方式控制散熱風(fēng)機(jī)啟停，在一定程度上改善了系統(tǒng)的散熱條件。 關(guān)鍵詞 溫度傳感器PLC中圖分類號： TD422.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：

2、B 文章編號：1009-914X （ 2017）10-0096-02WK-35? 鏟的散熱風(fēng)機(jī)的啟動/停止采用旋鈕手動和觸摸屏點(diǎn)動控制方式。在生產(chǎn)作業(yè)過程中不便于操作人員的使用，操作人員往往不能正確啟動散熱風(fēng)機(jī)。一方面，冬季：風(fēng)機(jī)運(yùn)行時間太長會造成電氣室溫度過低而無法啟動變頻器，而關(guān)掉風(fēng)機(jī)， 時間長了又會引起電氣室超溫而故障停機(jī)；另一方面，夏季，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生高溫時，散熱風(fēng)機(jī)沒有及時工作，造成電機(jī)、變頻器溫度過高，不僅僅使設(shè)備故障停機(jī)，降低設(shè)備的出動率，而且主要會減少電器元器件使用壽命，因為半導(dǎo)體元件對溫度的要求特別高，過高的溫度會直接造成元件損壞。所以我們對其進(jìn)行了自動化改造，通過在電氣室加

3、裝溫度傳感器，PLC 編程，由 PLC 根據(jù)溫度傳感器測量的溫度值來進(jìn)行散熱風(fēng)機(jī)啟動、停止的自動化控制方式。一、電鏟電氣系統(tǒng)WK-35 電鏟的電氣系統(tǒng)為“上位人機(jī)界面、 PLC 現(xiàn)場總線、變頻傳動”組成的三級控制系統(tǒng)（圖1）。二、電氣系統(tǒng)的溫度要求PLC 采用西門子 S7-300 模塊，運(yùn)行溫度范圍 0至 40 （垂直安裝）；傳動系統(tǒng)采用西門子 6SE70 系列變頻器，運(yùn)行溫度范圍 0至 40。當(dāng)環(huán)境溫度在 40 T 50 應(yīng)當(dāng)減載，當(dāng)環(huán)境溫度超過 50時就不能運(yùn)行了， 設(shè)備就會故障停機(jī)，變頻器報超溫故障（ F023）。尤其是夏季，是此類故障的高發(fā)期。通過以上兩點(diǎn)我們可以看到，手動和點(diǎn)動控制散

4、熱風(fēng)機(jī)啟動、停止不方便操作人員的操作。而變頻系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境要求也較嚴(yán)格，且安裝在相對比較封閉的電氣室內(nèi)，這就要求電氣室的通風(fēng)散熱一定要良好，操作人員如果不能及時或忽略打開散熱風(fēng)機(jī)，造成設(shè)備在高溫環(huán)境下運(yùn)行，一旦超過允許溫度便會造成故障停機(jī)。為此我們在電氣室增設(shè)溫度傳感器，實時監(jiān)控電氣室溫度，并將溫度測量值傳送到PLC 控制器，運(yùn)用編程自動控制散熱風(fēng)機(jī)的啟動、停止。不論何時，都能保證電氣室通風(fēng)機(jī)及軸流風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。三、自動化改造方法（一）具體流程圖（圖2）（二）硬件配置WK-35 散熱系統(tǒng)采用強(qiáng)迫風(fēng)冷的散熱方式， 電鏟尾部頂端設(shè)置四臺 18.5KW 的軸流風(fēng)機(jī)， 2#、 3#、4#為機(jī)械室通風(fēng)

5、機(jī)，兼顧機(jī)棚內(nèi)設(shè)備的散熱及除塵。電氣室：1#軸流風(fēng)機(jī)是電氣室散熱通風(fēng)機(jī)，側(cè)壁板頂端以及司機(jī)室下外壁設(shè)置三臺2.2KW 風(fēng)機(jī)， 1#軸流風(fēng)機(jī)通過風(fēng)道為電氣室提供進(jìn)風(fēng)，三臺側(cè)電氣室壁風(fēng)機(jī)1#電氣、 2#電氣、 3#電氣則把電氣室內(nèi)的熱空氣抽出電氣室，為出風(fēng)口。為自動控制這幾臺散熱風(fēng)機(jī)，在電氣室安裝K21S-AC2S 高精度溫濕變送器與PLC 相結(jié)合使用，來實現(xiàn)自動化的控制的目的。如圖 3：圖 3 中 KW071 是高精度溫濕變送器，可以設(shè)置溫度范圍， R071 是與配套連接的溫度傳感器；從KW071 面板上設(shè)置報警溫度為35 T38 ，（冬季溫度范圍可以高低）將報警輸出 1（KWD1 ）設(shè)為 PL

6、C 的輸入點(diǎn) I30.0 。這樣 R071溫度傳感器將實時測量的溫度模擬量送入高精度溫濕變送器中，當(dāng)環(huán)境溫度高于38時， KWD1 輸出報警閥值，將PLC 的輸入點(diǎn) I30.0 置 1 位，通過程序啟動散熱風(fēng)機(jī)，當(dāng)環(huán)境溫度低于 35時， I30.0 置 0 位，散熱風(fēng)機(jī)停止。這樣便可根據(jù)實測環(huán)境溫度，給 PLC 發(fā)出信號，通過 PLC 程序來自動控制風(fēng)機(jī)的啟動與停止。（三）PLC編程使用硬件配置完成之后，還需要為其PC 上傳 PLC 程序，找到功能PLC 程序添加程序段。FC6（ FC6 塊為輔助機(jī)構(gòu)程序），在FC6加入程序段（圖4-圖10）：1、三相電源相序正常 （I0.1閉合），AFE使能

7、啟動Q16.3閉合，設(shè)備處于正常運(yùn)行的狀態(tài)下，當(dāng)電氣室環(huán)境溫度高于設(shè)定值38時，由溫控的輸出報警1 使I30.0置1位，T55延時2 秒后，輸出點(diǎn)Q0.0、 Q1.0、 QI.I 、QI.2置 1 位，1#電氣室軸流風(fēng)機(jī)與三臺電氣室風(fēng)機(jī)（1#、 2#、3#、）開始運(yùn)行；經(jīng)過 T57 延時 3 分鐘后， 三臺機(jī)械室軸流風(fēng)機(jī)（ 2#、3#、4#）開始運(yùn)行。因為機(jī)械室升溫要比電氣室升溫慢一些，所以在程序上設(shè)定啟動時間時， 機(jī)械室軸流風(fēng)機(jī)啟動要滯后3 分鐘。當(dāng)環(huán)境溫度低于35時， I30.0 置 0 位，所有風(fēng)機(jī)將會停止運(yùn)行。2、實現(xiàn)自動化運(yùn)行的同時，仍然保持原有手動啟、停風(fēng)機(jī)的方式，如果在低溫環(huán)境下，保持機(jī)棚除塵的情況下，可以通過輔助柜上的啟、停旋鈕或司機(jī)室觸摸屏啟動/停止風(fēng)機(jī)。例如：為輔助柜啟4#機(jī)棚軸流風(fēng)機(jī)，從梯形圖上看出/停旋鈕，可控制2#風(fēng)機(jī)； M130.0I20.2 輸入點(diǎn)和 M130.3 為觸摸屏常開