浅析ST3-D型液压站工作原理教学文稿.doc

浅析ST3-D型液压站工作原理

精品文档
浅析ST3-D型液压站工作原理
凡口铅锌矿 邱景标
1. 引言
随着科技的进步，社会的发展，在工业生产中对技术革新和安全操作的要求越来越高。竖井提升机中，随着《国家安全生产法》的不断完善，要求工矿企业在安全生产目标上上一个新的台阶，从而对竖井提升中安全生产中重要一环的液压站提出了更高要求。传统液压站只是提供了纯粹的制动工作，安全制动上只提供了二级制动，而且是恒力矩制动，安全性能低，对提升机的机械设备会造成伤害，从而增加了设备的维护成本，减少了设备的使用寿命。找到一种安全性能高、且制动可控、对接性强、状态可视化、维护成本低的新型液压站是众多工矿企业的所望。而纯德国原装进口的ST3-D型液压站是这一方面的佼佼者。越来越受到国内外生产企业的青睐。
2. ST3-D型液压站的介绍
ST3-D型液压站为德国原装进口设备，其生产和元器件工艺要求都严格遵守欧共体的相关法规，具有很高的可靠性和耐用特点。
作为新型液压站的典范，ST3-D型液压站其硬件组成部分明朗而简单，其组成部分具有集成化特性。ST3-D型液压站机械部分主要由油缸、闸座及闸盘、两套液压站及各种管道阀体构成；其电控硬件组成部分主要由两套PLC、两台油泵电机、断路器、接触器、继电器、各检测元件、其它元器件、三面主控柜、一面液压站控制柜、多个闸座箱构成，各柜体之间由控制电缆及通讯电缆连接。
ST3-D型液压站为双泵双阀系统，可以通过转换开关和转向阀切换泵与阀。其电控系统具有与其对接电控系统的完全独立性。ST3-D型液压站电气控制系统是由两套PLC为核心组成，两套PLC分别为主、副控，相互监视。当任何一个PLC检测出故障信号时，都会依据相应的故障性质闭锁或制动，且能够通过OP面板显示故障信息。作为提升机电控系统的一部分，液压站闸控系统的电气部分包括：液压油泵的控制和检测、制动器的监测、液压站阀体的控制和监测、液压控制回路的控制和监测、与提升机电控系统对接信号的控制和监测、各种制动作用下的控制和监测。
3. ST3-D型液压站的工作原理
（1）液压站采用一泵两站模式，主泵POS 1.1和POS 1.2提供制动油压，提供140BAR的压力，并对蓄压器提供压力。辅助泵POS 2.1和POS 2.2用于过滤油和油温冷却。在工作中，泵与相应的阀体提供需要的制动方式和压力及泄压工作。
（2）POS 13.1和POS 13.2为加热器与POS 12温度检测一同工作。当温度小于25℃加热，35℃不加热，大于35℃启动风机，45℃停止风机，65℃停液压站并报警。POS30为过滤器，可以对液压油进行过滤清洁。POS 39、POS 53、POS 57为换向阀，可通过这三个阀的控制来实现工作制动、恒减速、恒力矩之间的切换。POS 47蓄压器在每次启动液压站后蓄压，压力蓄到130公斤。POS 24在每次敞闸后蓄压，压力保持在30-40公斤左右。POS 43.1阀体和POS 43.2阀体为串联作业，分别有PLC1和PLC2控制。为带电关闭工作方式，在制动中第一次快速减压由43阀实现。当POS 43阀发生故障，可实现本次制动任务，下次不可开闸。每个POS 43阀都有放大电路板控制，放大电路版将PLC输出的弱电信号放大处理后传输到阀体上。POS 43阀有反馈，可检测阀芯工作位置。在放大电路版上，如果板的最下面灯亮，表示反馈线路有故障。POS37和POS36.2为单向阀，可以保持阀控制的压力在一公斤左右，可保持油不会完全回到油箱内，保证油管里长期有油，可防止空气进入油管，可对油管进行润滑作用。
4. ST3-D型液压站的制动方式
依据不同的工艺和安全要求，ST3-D型液压站具备有三种制动方式，分别为：工作制动、恒减速制动、恒力矩制动。三种制动方式可依据软件程序对阀体的控制实现，其中对POS39阀、POS53阀、POS57阀的控制可实现对制动方式的切换。各种制动方式下三种阀体的得失电状态如下图（1）

39
57
53
工作制动
√
×
√
恒减速
×
√
√
恒力矩
×
×
×
图1）
现根据生产实际情况和工艺要求及各种制动下的控制方式对不同的制动方式进行介绍。
（1） 工作制动
在液压安全回路上，启动液压站后，POS53阀得电，屏蔽恒力矩制动油路。油泵首先给POS26号蓄压器充压得到工作压力，此时POS39阀得电，泵压力通过POS39阀可直接作用到闸上。POS57阀得电，油路压力不可控。在手柄位置敞闸时，根据敞闸位置可控POS43.1和POS43.2阀体油路大小，当全松闸时，POS43.1和POS43.2阀体油路完全堵死，油泵输出的工作压力直接作用到闸盘上，闸盘松闸，提升机可运行。当需要停机操作时，速度降到0.5M/S下，制动手柄零位，POS43.1和POS43.2阀体油路完全通，全泄压，作用到闸盘上的压力迅速泄到残压，制动器抱闸。
需要说明的是POS43.1和POS43.2为串联作业，分别有PLC1和PLC2控制。为带电关闭。在制动中第一次快速减压有POS43阀实现。当43阀发生故障，可实现本次制动任务，下次不可开闸。每个POS43阀都有放大电路板控制，放大电路版将PLC输出的弱电信号放大处理后传输到阀体上。POS43阀有反馈，可检测阀芯工作位置。在放大电路版上，如果板的最下面灯亮，表示反馈线路有故障。

图（2）
红色表示供闸盘的油路 蓝色表示回油箱油路
（2） 恒力矩制动
在出现提升机或液压站故障时，恒减速制动作用失败，液压站就会进行恒力矩制动。当然，在液压站电源丢失和液压控制通讯站点丢失情况下等故障时，也会进行恒力矩制动。
通过图（1）可知，在恒力矩制动下POS39、 POS53、 POS57全失电，恒减速和工作制动油路被切除。接通恒力矩制动油路。
POS38为单向阀，在第一次敞闸动作下，油路通过POS38阀，对蓄能器POS24充压，蓄能器压力可通过节流阀POS54和安全阀POS55进行限制，使其保持在恒力矩制动压力，POS54节流阀可调节压力下降时间，用户可通过实际情况调节。在制动工作下，可通过POS54和安全阀POS55泄压，当POS54和安全阀POS55出现问题是，也可以通过POS56和POS63（可根据程序设置其完全泄压时间）进行泄压，保证制动安全。

图3
红色表示供闸盘的油路 蓝色表示回油箱油路
（3） 恒减速制动
提升机和液压站运行中发生故障时，可进行安全制动及所谓的恒减速制动。这时候泵已经停止工作，POS43阀断电，在极短时间内让油压由140BAR减小到10BAR左右，之后油路封死。POS53阀带电恒力矩制动油路被封死。POS53阀带电接通恒减速油路，恒减速情况下制动由POS26蓄能器提供制动油压，POS59阀根据速度反馈可调节回油路的速度来调节油压，保证加速度控制在-1.6M/S2左右。当速度小于0.5M/S时，POS53阀断电，POS63阀带电将制动油泄回油箱，抱闸停车。具体恒减速制动下油路图如图（4）.

图（4）
红色表示供闸盘的油路 蓝色表示回油箱油路
在图（4）中可看到POS59阀下有一个溢流阀POS58阀，POS58阀可 以防止POS59阀坏掉时降压过快，也可防止POS59阀pid过深调节，可手动调节POS58阀，POS58阀的压力控制在比恒力矩压力低点。
5. 结语
ST3-D型液压站由于其工艺复杂，且其PLC控制的程序块量大，资料少等困难使很多初学者对其望而却步，作者因有幸参与了一台ST3-D型液压站的安装与调试，对其机构和工作原理由了初步了解，希望与众多的液压站研究学习爱好者共同分享，为ST3-D型液压站的推广做出一份贡献，为国家的安全生产任务处一份微薄之力。
能够写完这篇文章，首先感谢西玛格公司张兴建工程师，是他在调试过程中耐心的讲解使我对ST3-D型液压站有了更深的了解。
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除