YD323型中型捣固车捣固控制系统的分析与改进

1、YD323型中型捣固车捣固控制系统的分析与改进    摘 要：从应用角度介绍了YD323型捣固车捣固控制系统的组成、捣固头的控制原理及改进后的原理分析，为现场使用、维修提供帮助。 关键词：捣固控制原理；维修；YD323 捣固装置是捣固车作业最主要的部件，捣固装置正常工作与否直接影响捣固车作业的质量和效率。           摘  要：从应用角度介绍了YD323型捣固车捣固控制系统的组成、捣固头的控制原理及改进后的原理分析，为现场使用、维修提供帮助。关键词：捣固控制

2、原理；维修；YD323        捣固装置是捣固车作业最主要的部件，捣固装置正常工作与否直接影响捣固车作业的质量和效率。鉴于YD323型中型捣固车捣固控制系统存在着故障率高、作业精度差的问题，为了提高YD323型中型捣固车作业的质量和效率，对该型捣固车捣固控制系统非常有必要进行合理的改进，以满足铁路线路施工作业的需要。        1 YD323型中型捣固车原捣固控制系统的组成：      

3、  1.1电气控制系统        该型捣固车电气控制系统是在PLC系统控制下由电路控制板、感应深度传感器、接近开关组成。该型捣固车的捣固装置分左、右两套，分别由3U12，3U13两块电路板控制，在捣固框架的后边安装有感应深度传感器。感应深度传感器内安装有三个接近开关，分别产生上、中、下三个位置信号，来控制捣固装置的升降，从而使捣固车完成捣固作业，捣固车的这种捣固控制系统的控制方式，被称为感应捣固控制方式。捣固装置的上升、下降的程序控制系统是由可编程逻辑控制器实现的，这个控制系统简称为PLC系统。PLC系统是以微

4、处理器为核心，综合运用了 计算 机技术、自动控制技术和通信技术，使用面向控制对象、控制过程的“ 自然 语言”编程，是一种更适用于 工业 环境、可靠性较高的新一代通用工业控制系统。        1.2液压控制系统        捣固装置上升、下降的液压控制是由比例方向控制阀控制升降油缸来完成的。在YD323型捣固车捣固装置升降液压控制回路中，采用的是美国Vickers公司生产的KDG5V型比例方向控制阀。KDG5V型比例方向控制阀主级阀芯的位置取决于整体安

5、装的比例电磁减压阀的输出；主阀芯的移动方向取决于先导阀的两个电磁铁中哪一个得电，而移动量取决于输入的电磁铁的电流。该比例方向控制阀需要一个单独的放大器去驱动，预置电流750mA,最大驱动电流1400mA。        2 感应捣固控制方式的原理        当需要捣固装置下降时，来自PLC系统的捣固装置下降信号有效，左QL02=1、右QL04=1，这两个高电平信号分别被送到3U12、3U13电路板的16z端子，使得板上的J2继电器吸起，产生下降工作电流

6、，并引起板上控制预置电流的J1继电器吸起，产生下降预置电流，同时三极管T1导通；板上+24V电源由12d输出，经限流电阻，比例阀下降线圈，再由14d进3U12、3U13电路板，经J5继电器的吸起接点到T1管的集电极、发射极到电源负极，于是比例阀中有下降电流流过，捣固装置开始下降。当捣固装置下降结束后，左QL02=0、右QL04=0，板上的J2继电器落下，下降工作电流消失，由于板上电容的影响，控制预置电流的J1继电器要经过一定的缓放时间才会落下，预置电流消失，捣固装置停止动作，从而避免了捣固装置停止过猛。        当需要

7、捣固装置上升时，来自PLC系统的捣固装置上升信号有效，左QL01=1、右QL03=1，这两个高电平信号分别被送到3U12、3U13板的18z端子。使得板上的J4继电器吸起，产生上升工作电流，并引起板上控制预置电流的J3继电器吸起，产生上升预置电流，同时三极管T2导通；板上+24V电源由8d输出，经限流电阻，比例阀上升线圈，再由10d进3U12、3U13电路板，经J6继电器的吸起接点到T2管的集电极、发射极到电源负极，于是比例阀中有上升电流流过，捣固头开始上升。当捣固到上位，上升结束，左QL01=0、右QL03=0，板上的J4继电器落下，上升工作电流消失，由于板上电容的影响，控制预置电流的J3继

8、电器要经过一定的缓放时间才会落下，预置电流消失，捣固装置停止动作，从而避免了捣固装置停止过猛。             3 感应捣固控制方式的缺点        由于Vickers公司生产的KDG5V型比例方向控制阀控制的特性决定，比例方向控制阀阀的阀芯移动的死区电流为750mA,最大工作电流可达到1.4A，因此捣固控制板上流过的电流很大，捣固控制板上的元件容易发热后造成温漂，同时控制电流变化范围较大，造成阀芯移动的

9、反应时间较长，捣固装置的升降出现滞缓和不同步现象，影响捣固的作业质量和效率。        4 对YD323型中型捣固车捣固控制系统的改进        4.1改进后的捣固控制系统部件组成。        在程序控制系统的协调控制下，改进捣固控制系统由选用普拉赛公司生产的比例方向控制阀、深度设定电位器、750深度传感器及捣固控制板组成。    &#

10、160;   4.2首先对程控系统进行修改，因为原捣固控制板需要程控系统分别提供上升信号（QL01=1、右QL03=1），和下降信号左（QL02=1、右QL04=1）而线性捣固控制板只需要一路信号控制，下降=1，上升=0，所以必须对可编程序控制器（PLC系统）的程序进行修改，这里就不在详细叙述。        4.3线性捣固控制电路的工作原理：        当需要捣固装置下降时，来自PLC系统的捣固装置下降信号有效，左Q10=1、右Q

11、11=1，这两个高电平信号经2U6电平转换板，输出低电平信号分别被送到10U1、10U2电路板的16z端子，使得板上的J1、J2、J9继电器吸起。当捣固装置没有达到设定的深度时，J10继电器吸起，产生下降预置电流，同时三极管T2导通；板上+24V电源由12d输出，经限流电阻，比例阀下降线圈，再由14d进10U1、10U2电路板，经J7继电器的吸起接点到T2管的集电极、发射极到电源负极，于是比例阀中有下降电流流过，捣固装置开始下降，当捣固装置下降到距设定深度140mm时，比例阀中的电流开始减少，直至达到设定的深度，比例阀中的电流减少至预置电流，随着捣固装置越过下位进一步向前移动，J10继电落下，

12、预置电流消失，同时三极管T2的基极电位迅速变负，三极管T2截止，比例阀中电流为零，捣固装置停止动作。        当需要捣固装置上升时，PLC系统输出上升控制信号，左Q10=0、右Q11=0，经2U6电平转换板，输出的高电平信号使10U1、10U2电路板上的J1、J2、J9继电器落下。当捣固装置没有达到设定的上升高度时，J10继电器吸起，产生上升预置电流，同时三极管T1导通；板上+24V电源由8d输出，经限流电阻，比例阀上升线圈，再由10d进10U1、10U2电路板，经J6继电器的吸起接点到T1管的集电极、发射极到电源负极

13、，于是比例阀中有上升电流流过，捣固装置开始上升，当捣固装置上升到距设定高度230mm时，比例阀中的电流开始减少，直至达到设定的高度，比例阀中的电流减少至预置电流，随着捣固装置越过上位进一步向前移动，J10继电落下，预置电流消失，同时三极管T1的基极电位迅速变负，三极管T1截止，比例阀中电流为零，捣固装置停止动作并停在上位。        为了防止当传感器工作电源故障时，导致线性深度传感器输出电压异常；或为了防止集成运放的工作电源故障时，导致集成运放输出电压异常，从而使捣固装置动作失控的现象出现，在10U1、10U2线性捣固板上设有±10V、±15V电源状态监视继电器J6和J7。当电源输出正常时，J6、J7继电器吸起，比例阀中的上升、下降电流才能输出至比例方向控制阀上，起到保护作用。        5 结论        通过上述对YD323型中型捣固车捣固控制系统的改进