电气控制系统安装.doc

电气控制系统安装
7.1系统组成与合用范围
7.1.1 UN5-150ZB移动式钢轨闪光焊轨车控制系统由电源柜与控制柜组成。
7.1.2系统布局：为了满足移动式焊接需要，系统设计紧凑。为了提高控制柜在工业现场的抗干扰能力，设计时将焊接动力电源设计在控制柜的左侧，将控制部分设计在控制柜的右侧，中间用金属板隔离。
7.1.3合用范围：本控制系统适合于50Kg/m、60Kg/m、75Kg/m各种材料钢轨闪光焊。
7.1.4 特点：在主电路上采用两组双向晶闸管作为调压稳压电力电子器件，具有体积小，噪音低以及高低压分别调节等优点；采用双CPU进行控制：主CPU完毕对从CPU中有关参数的修改和控制，同时采集焊接过程中的有关参数，并根据适合于钢轨闪光焊的质量的判断准则完毕钢轨质量评估，从CPU检测焊接电流、焊接电压、闪光量等参数并根据焊接过程对其进行控制；采用比例换向阀控制焊机送进与后退实现焊接电流的恒值控制，具有响应速度快，抗干扰能力强的特点；对焊接电流、焊接电压、闪光量、顶锻量、油压等参数，计算机自动数据检测，自动进行焊接接头质量评估，且可根据需要打印报表。
7.2系统重要工作原理及构成
7.2.1 硬件系统工作原理简介
系统硬件结构如图8所示，系统由焊接电流、电压、位移量、油压等传感系统、打印机、主CPU、从CPU、SCR控制系统、时序控制系统等几部分组成，主CPU提供良好的人机界面，可完毕参数修改与传送、有关焊接信息的采集与存储、焊接接头的质量评估与报表的打印等；从CPU对SCR控制系统、时序控制系统进行控制，从CPU对稳压调压、恒流、顺序控制的控制结构框图如图9所示。
主CPU
从CPU
SCR控制系统
打印机
时序控制系统
焊接电流、电压、位移、油压等传感系统
焊接电流的恒值控制

图8 控制系统总体结构图

电
网
网
压
升
压
变
压
器
晶闸管调压稳压主电路
晶闸管集成触发电路
可编程PLC
焊接
变压
器
图9 UN5-150ZB移动式闪光焊机从CPU控制系统示意图
闪光焊顺序控制电路
闪光焊电流恒值控制电路
液压阀
动立柱
焊

机

7.2.2软件系统工作原理简介
运用VB6.0在Windows2023环境下开发了质量监控系统软件。VB6.0是一种可视化的面向对象的采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言，它将应用程序的设计、编辑、编译和调试等不同环节封闭在一起，形成一个功能完备的可灵活搭建的集成开发环境。它是创建具有Windows风格应用程序的最为简捷、便利的工具之一。

状态信号
显示器
打印机
键盘、鼠标
1710采集与控制板
端子板
传感器
互感器
继电器
焊机
工控机
位移S
电压u和电流i

图10 钢轨闪光对焊质量监控系统组成
① 闪光对焊质量监控系统
PD3 60kg/m钢轨闪光对焊质量监控系统如图10所示。整个系统重要由工控机、显示器、打印机、键盘与鼠标、采集卡、端子板、互感器、传感器和信号调理板等部分构成。计算机通过采集卡将焊接过程中的焊接电压u、焊接电流i、油压以及动立柱的位移S记录下来，焊接完毕后对得到的数据进行分析、解决，然后给出接头质量合格与否。若不合格，还给出质量不合格的因素，从而达成质量监控的目的。
② 监控系统功能的实现
A、硬件基础
图11系统程序流程图
开始
初始化
焊接开始
数据采集、存储
急停
信号解决
结果显示
动立柱复位
系统退出
焊接结束
结束
是
否
否
否
否
是
是
是
否
是
计算机数据采集系统由工业控制计算机、数据采集卡、电压变送器、电流互感器、电流变送器和位移传感器组成。计算机配置为：CPU：塞扬1.6GHz，内存：256M，硬盘：80G；中文Windows2023XP操作系统。采集卡采用台湾研华公司的1710采集卡，采样频率可达30KHz，8路差分（16路单端）A/D差分输入，另有数字量32个I/O通道，输入通道自动扫描，可以程控从任意通道开始，任意通道结束。本系统采用了A/D输入的0、1、2、3、4、5六个通道。计算机通过RS232口（COM1）与PLC构成串行通讯系统，用于进行焊接参数的设立和焊接过程的过程监控。
B、软件设计
软件是以Visual Basic6.0为工具在中文Windows2023XP操作系统下开发得到的应用程序。VB是一种用对象的属性、事件和方法进行编程、具有可视化化特点、极易学习掌握的程序设计语言，全32位应用程序界面，符合Windows操作习惯，界面和谐。
应用程序主界面分为三层，其中，一层是焊前准备时显示的内容，一层是焊接过程中显示的内容，尚有一层是焊接完毕时显示的接头质量情况。根据当时的情况，运用各层的hide和show方法可以方便地控制显示的内容。
系统的程序流程图如图11所示。
程序开始运营后一方面进行初始化，初始化重要完毕的内容有：初始化采集卡，设定有关变量，界面上显示内容位置的初始化。其中初始化采集卡涉及设立设备号、A/D开始通道和结束通道、数字量I/O通道，A/D输入模式（差分还是单端）、采样频率等。
计算机通过与PLC的通讯自动检测焊接是否开始。若未开始，屏幕上显示待焊接头的编号，并显示升压变压器次边电压。焊接开始以后，计算机即开始进行参数的采集与保存，同时通过PLC自动检测PLC内部数据的变化，以判断焊接过程是否中断或已经进入焊接周期的下一个阶段。在焊接过程中显示的内容是该接头始焊时刻、焊接进行了多长时间s、焊接电流i、焊接电压u、动立柱位移S、油压以及当前焊接所属阶段等。若焊接中断或者焊接过程已经完毕，数据采集都将停止，计算机立即进行数据解决与分析，并将该接头的质量结果显示于屏幕上。屏幕上结果的显示会一直连续到动立柱回到原位为止，此时屏幕上显示的内容将改为未焊接时显示的内容，同时接头编号也将自动加1。数据解决时一方面根据焊接电流判断是否为空载，若为空载，屏幕显示空载电流，并同时显示空载电流是否正常。若不是空载，再根据焊接阶段数判断焊接过程是否完毕，若未完毕，直接给出未完毕信息，否则就根据采集得到的数据运用一定的数学模型判断接头质量是否合格。
程序将采集得到的数据保存在文献里，一个文献保存一个接头的数据，文献名即是接头编号，这为以后数据的查看等作好准备。此外，程序还能进行接头报表、日报表和月报表的预览和打印，也能对单个接头的数据进行图形显示和打印。
程序中调用了多个子过程。调用一次子过程就会完毕一个任务，重要子过程有：数据采集子过程、信号解决子过程、图形显示子过程、报表预览和打印子过程等。如：Datasave（）负责数据的采集和保存；OK_NO（）用来进行数据解决和分析，然后给出解决分析的结果；Graph（）用于图形显示，它根据采集得到的数据将焊接过程用曲线反映出来；report（）用于报表的预览和打印，分为单个接头报表、日报表和月报表。
7.3安装说明
控制柜和电源柜采用落地式安装方式，控制柜底部用M10地脚螺栓固定。与变压器连接的焊接动力电采用不小于95mm2铜芯电缆连接，控制柜与发电机（变压器）连接电缆长度不大于20米，控制柜与发电机（变压器）的连接采用两相AC 380V连接。
控制电源采用交流50Hz三相四线制供电，供电容量不小于50KVA， 供电电缆采用大于或等于3X15+1铜芯电缆连接。
在控制柜左侧底部安装有接地螺栓，规定采用不小于95mm2铜芯电缆连接至地线。