WK―35电铲散热风机自动化改造.doc

1、WK 35 电铲散热风机自动化改造 摘 要 随着我国露天采矿规模与技术的不断发展，所使用的矿用挖掘机随之发展和更新。从2007 年我公司引进第一台 WK-20 ，至今已有 8 台 WK 系列电铲在我矿投入使用。现 WK 系列矿用电铲为我矿露天开采作业过程中最主要的采掘设备。电铲电气系统的自动化程度对生产有至关重要的影响；而电气系统的散热又是保证系统可靠、稳定运行的重要条件。因此我们一直以来都在做电铲散热方面的工作。我们在设备上安装自动温控装置，通过手动与自动控制相结合的方式控制散热风机启停，在一定程度上改善了系统的散热条件。 关键词 温度传感器PLC中图分类号： TD422.2 文献标识码：

2、B 文章编号：1009-914X （ 2017）10-0096-02WK-35? 铲的散热风机的启动/停止采用旋钮手动和触摸屏点动控制方式。在生产作业过程中不便于操作人员的使用，操作人员往往不能正确启动散热风机。一方面，冬季：风机运行时间太长会造成电气室温度过低而无法启动变频器，而关掉风机， 时间长了又会引起电气室超温而故障停机；另一方面，夏季，当设备运行产生高温时，散热风机没有及时工作，造成电机、变频器温度过高，不仅仅使设备故障停机，降低设备的出动率，而且主要会减少电器元器件使用寿命，因为半导体元件对温度的要求特别高，过高的温度会直接造成元件损坏。所以我们对其进行了自动化改造，通过在电气室加

3、装温度传感器，PLC 编程，由 PLC 根据温度传感器测量的温度值来进行散热风机启动、停止的自动化控制方式。一、电铲电气系统WK-35 电铲的电气系统为“上位人机界面、 PLC 现场总线、变频传动”组成的三级控制系统（图1）。二、电气系统的温度要求PLC 采用西门子 S7-300 模块，运行温度范围 0至 40 （垂直安装）；传动系统采用西门子 6SE70 系列变频器，运行温度范围 0至 40。当环境温度在 40 T 50 应当减载，当环境温度超过 50时就不能运行了， 设备就会故障停机，变频器报超温故障（ F023）。尤其是夏季，是此类故障的高发期。通过以上两点我们可以看到，手动和点动控制散

4、热风机启动、停止不方便操作人员的操作。而变频系统的运行环境要求也较严格，且安装在相对比较封闭的电气室内，这就要求电气室的通风散热一定要良好，操作人员如果不能及时或忽略打开散热风机，造成设备在高温环境下运行，一旦超过允许温度便会造成故障停机。为此我们在电气室增设温度传感器，实时监控电气室温度，并将温度测量值传送到PLC 控制器，运用编程自动控制散热风机的启动、停止。不论何时，都能保证电气室通风机及轴流风机的正常运行。三、自动化改造方法（一）具体流程图（图2）（二）硬件配置WK-35 散热系统采用强迫风冷的散热方式， 电铲尾部顶端设置四台 18.5KW 的轴流风机， 2#、 3#、4#为机械室通风

5、机，兼顾机棚内设备的散热及除尘。电气室：1#轴流风机是电气室散热通风机，侧壁板顶端以及司机室下外壁设置三台2.2KW 风机， 1#轴流风机通过风道为电气室提供进风，三台侧电气室壁风机1#电气、 2#电气、 3#电气则把电气室内的热空气抽出电气室，为出风口。为自动控制这几台散热风机，在电气室安装K21S-AC2S 高精度温湿变送器与PLC 相结合使用，来实现自动化的控制的目的。如图 3：图 3 中 KW071 是高精度温湿变送器，可以设置温度范围， R071 是与配套连接的温度传感器；从KW071 面板上设置报警温度为35 T38 ，（冬季温度范围可以高低）将报警输出 1（KWD1 ）设为 PL

6、C 的输入点 I30.0 。这样 R071温度传感器将实时测量的温度模拟量送入高精度温湿变送器中，当环境温度高于38时， KWD1 输出报警阀值，将PLC 的输入点 I30.0 置 1 位，通过程序启动散热风机，当环境温度低于 35时， I30.0 置 0 位，散热风机停止。这样便可根据实测环境温度，给 PLC 发出信号，通过 PLC 程序来自动控制风机的启动与停止。（三）PLC编程使用硬件配置完成之后，还需要为其PC 上传 PLC 程序，找到功能PLC 程序添加程序段。FC6（ FC6 块为辅助机构程序），在FC6加入程序段（图4-图10）：1、三相电源相序正常 （I0.1闭合），AFE使能

7、启动Q16.3闭合，设备处于正常运行的状态下，当电气室环境温度高于设定值38时，由温控的输出报警1 使I30.0置1位，T55延时2 秒后，输出点Q0.0、 Q1.0、 QI.I 、QI.2置 1 位，1#电气室轴流风机与三台电气室风机（1#、 2#、3#、）开始运行；经过 T57 延时 3 分钟后， 三台机械室轴流风机（ 2#、3#、4#）开始运行。因为机械室升温要比电气室升温慢一些，所以在程序上设定启动时间时， 机械室轴流风机启动要滞后3 分钟。当环境温度低于35时， I30.0 置 0 位，所有风机将会停止运行。2、实现自动化运行的同时，仍然保持原有手动启、停风机的方式，如果在低温环境下，保持机棚除尘的情况下，可以通过辅助柜上的启、停旋钮或司机室触摸屏启动/停止风机。例如：为辅助柜启4#机棚轴流风机，从梯形图上看出/停旋钮，可控制2#风机； M130.0I20.2 输入点和 M130.3 为触摸屏常开