线路工毕业论文

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配电网络规划
配电网络的规划是供电企业的一项重要工作，为了获取最大的经济效益，电网规划既要保证电网安全可靠，又要保证电网经济运行，所以配电网络规划的主要任务是，在可行技术的条件下，为满足负荷发展的需求，制定可行的电网发展方案。

1 负荷预测

网络规划设计最终目的是为满足负荷需求服务的，负荷的发展状况足以影响网络发展的每个环节。网络规划的发展步骤要以负荷发展状况为依据，使用各馈线负荷数据可以掌握负荷发展情况，将过去的负荷进行分析，掌握负荷的发展规律。要对负荷进行分析，确定最高用电负荷时间和负荷率，得出最高用电负荷时间和负荷值，这些数据是预测未来负荷的基本资料。配电网络规划可以使用两种常用的预测方法。外推法就是基于用电区域的历史数据，假设负荷发展率是连续变化的，根据原来的负荷发展率推移以后各时期的发展状况。在一个用电区域里，初期负荷发展比较快，但土地资源逐步使用，用电负荷逐步趋于稳定，负荷发展率从大到小变化，最终负荷达到饱和或稳步发展状态。但对于经济发展迅速的地区，负荷发展率并不是连续变化的，而是呈现跳跃式的增长，用外推法显得有一定的误差。而仿真法与外推法有互补的作用，仿真法是以用电区域每年的用电量为依据的，通过调查每个用电负荷类型和每个类型用户的数量来计算负荷预测值。任何负荷预测方法都不可能完全准确，当掌握更新的负荷发展数据后，就必须对原有的负荷预测值进行修正。

2 确定网络的系统模型

确定网络的系统模型，包括确定网络是采用架空线路还是电缆供电，确定导线截面大小，网络接线方式，负荷转移方案，网络中有关设备的选型，网络在运行期间遇到不适应要求时应如何进行改造，系统保护功能，配网自动化规划等。

(1)在负荷分散或发展缓慢地区应使用架空线供电。在负荷密度比较大、发展迅速或基于城市环境美化建设考虑，应使用电缆供电。

(2)导线截面大小的选择确定了导线的输送容量，要选择足够大的导线保证线路满足网络规划的要求，例如：负荷发展时期，不应经常更换导线截面。在线路故障时，可以将故障线路的负荷转由临近馈线供电，而不会过负荷运行。另外，导线截面的选择要保证线路末端电压降处于合格的范围内。在线路发生短路故障时也能承受故障电流。所以导线截面要比最大负荷电流所需的截面大，但同时截面的选择要符合经济原则，在导线输送容量与工程投资之间作比较。

(3)具有灵活接线方式的规划，可以使供电网络最大地发挥功能。对于架空线网络，最有效的方式，是将馈线与邻近变电所或同一个变电所的不同母线段的出线在线路末端联网，两回馈线也分别装上分段负荷开关和隔离刀闸。在其中一回馈线出现故障时，可通过分段开关将故障段隔离出来，对于电缆网络接线方式可以采用两回馈线组成互为备用网络，或采用三回馈线相互联络组成一个供电区域，其中两回带负荷，一回空载，作为两回负荷线的备用线。馈线之间可以组成大环网，一条馈线的负荷之间也可以组成小环网，形成大环套小环的形式。在负荷密集地区还可以建设开关站，变电所与开关站通过电源线连接，再由开关站向附近负荷供电，其作用是将变电所母线延长至用电负荷附近。

(4)制定负荷转移方案的原则是减少停电范围，尽量减少停电时间。在发现回馈线发生故障时，必须尽快查找到故障点，并将故障点前后的负荷转由邻近馈线供电，以使故障点的负荷隔离出去。

(5)国内外对各种电气设备都制定了详细标准，为设备选型提供了可靠依据。作为配网规划应选用运行效益好，损耗低，可靠性高，免维护的设备。对于开关设备应选用具备配网自动化功能，在设备中先安装配网自动化设备或者为以后发展预留空间。有些新型设备的购置费用虽然高，但运行可靠性高，故障率低，维护费用少，总体经济效益是相当理想的。

(6)配电网络规划在实施过程中随着负荷的发展状况稳定，在馈线负荷超出安全电流或没有足够的备用容量时，应该增加馈线，对用电区域的馈线正常供电范围进行调整。同时，配网规划内容也应作相应修改。

(7)为确保电网正常运行，必须建立健全的保护系统，在系统出现故障时，通过最少的操作次数将故障点隔离，保证非故障点尽早恢复用电。现在常用的系统保护方法有：

①用熔断器或过电流继电器实现过流保护，熔断器在超过熔断电流时自动熔断，迅速切断电流、保护用电设备，熔断器主要用于变压器保护。过电流继电器用于线路保护。

②接地故障保护用于消除接地故障，对直接接地或通过不可调阻抗接地的系统，可以把电流互感器二次绕组接到接地故障继电器上，或者把过流继电器与接地故障继电器集中使用。对于中性点不接地系统或通过消弧线圈接地的系统，由于接地故障会造成系统电压和电流不对称，继电器可根据基本判据来确定是否控制相应的断路器动作断开。

③单元保护，用于对系统中一个单元的保护，根据正常运行两侧电压相同的电路，流入的电流和流出的电流是相同的，通过比较两侧电流大小可以判断是否出现故障。但是单元保护要使用通讯线路，在保护线路太长的地方，很难将数据完整地集中起来进行比较。使用距离保护法可以打破这种局限性，在距离保护方案中，根据故障距离与故障阻抗成正比的原理，采用线路的电压和电流来计算故障距离。

④自动重合闸装置的方法是利用继电器控制断路器去执行不同的跳闸与闭合顺序。线路中有大部分故障是可以自动消除或暂时性的，使用自动重合闸装置可以自动恢复供电。⑤电力系统中，有时出现运行电压远远超过额定电压值的情况，例如：开关操作瞬间或系统受雷击时，都会产生过电压现象。加强各设备绝缘强度和绝缘水平，或在网络中安装过电压保护设备，可以使过电压降低到安全水平，例如使用空气间隙保护或安装避雷器作保护。

(8)配电网络自动化管理系统是利用计算机网络，将自动控制系统和管理信息系统结合起来，建立系统控制和数据采集系统，为全面管理网络安全和经济运行提供依据。配网自动化系统的主要功能可以分成四个组成部分，第一是电网运行监控和管理功能，包括电网运行监视，电网运行的控制，故障诊断分析与恢复供电，运行数据统计及报告。第二是运行计划模拟和优化功能，包括配网运行模拟，倒闸操作计划的编制，各关口电量分配计划和优化。第三是运行分析和维护管理功能，包括对电网故障和供电质量反馈的信息进行分析，确定系统薄弱环节安排维修计划。第四是用户负荷监控和报障功能，包括用户端负荷和电能质量的遥测，用户端计量设备的控制，用户故障报修处理系统。

3 效益评估

配网规划经济效益评估，包括电网投资与增加用电量所产生收益的比较，以及为了使电网供电可靠性，线损率，电压合格率达到一定指标与所需投入费用之间的比较，采用投资与收益的研究可以确定使用那一种供电方式。

加快电力建设为地区经济发展提供了有利条件，但是电网投资与增加的用电量作比较，以此确定这些投资是否值得。所以电网投资要以分地区分时期发展，用电量发展快的地方相应电网投资也大，用电量发展慢的地方，相应电网投资也少一些。

对于用户来说，供电可靠性越高越好，但相应电网的投资也会大大增加。对于大用电量或重要用户，为确保有更高的可靠性，可以加大电网投资，因为减少停电时间可以同时减少用户和供电企业的损失。线损率是用来反映电能在电网输送过程中的损耗程度，公共电网中的损耗是由供电企业来承担的，通过对电网设备的技术改造，可以让供电企业直接得到经济效益。为了使供用电设备和生产系统正常运行，国家对供电电压质量制定了标准，对电压的频率、幅值、波形和三相对称性的波动范围作了规定。稳定的电压质量可以使供用电设备免受损害，让用户能正常生产，相比之下用户得到的好处会更多。

铁路工务技术论文

铁路工务技术是铁路提高综合能力、运输效益的重要基础，是确保运输安全、提升服务质量的关键环节之一。我整理了铁路工务技术论文，欢迎阅读!

浅述铁路工务大机施工作业方法

摘要：我国铁路工务线路大修中的清筛捣固以前基本以小型机具养护捣鼓为主，难以保证线路

开通时列车速度限速条件。为了实现开通时速限速要求，提高生产力，我国铁路逐渐发展成了利用

大型清筛捣固机进行捣固的主要作业方法，保证了线路的安全运营，提高了施工质量，取得了较好

的经济效益和社会效益。

关键词：铁路;工务;线路大修;清筛捣固;列车速度;限速条件;方法

中图分类号：F53文献标识码：A

一.利用大机捣固作业施工特点

1.施工简便、工艺程序清晰易懂，减少了以往小型机具及人工施工的人山人海现场，管理者易

于管理;

2.施工速度快，施工精度高，起道精度横向水平差±2mm，前后高低差10m弦量不超过4mm，拨

道精度10m弦量正矢差±2mm，这些都是人工作业很难达到的;

3.清筛干净、废料集中;

4.整道后、道床稳定性好，减少了后期巡道养护工作量;

5.开通时速可达60km/h以上。

二、施工适用范围

1.本工法适用于轨矩为1435mm新建铁路的抄平、起道、拨道、捣固作业和既有线路的维修作业;

2.宽枕线路、整体道床和无碴桥面线路均不能使用本施工工法。

三、施工工艺

1.大型清筛机工作原理

大型清筛机由挖掘电机通过减速装置带动链轮，使挖掘链进行运转，对道床进行挖掘，并由连续

运动的扒板将污碴输入清筛机构。清筛机由电机带动运转，对挖掘机构送来的污碴进行离心筛分。污

土经刮板运送，由污土清扫机构抛到路肩以外。筛网上的净碴由筛带以同等的线速度飞落到回填输送

带上，由回填电机驱动的回填输送带不断地将筛分过的净碴经分碴板分流，均匀地回填到道床。由走

行机构和筛分机构不断的运转前行，使清筛道床作业连续进行。

2.大型捣固机工作原理

大型捣固机通过对各物理量(高低、水平、正矢等)的检测，转换为电信号放大后，控制执行机

构作业，执行机构的动作使原检测的物理量发生变化，反馈给计算机，再操纵执行机构作业，一直达

到预先给定的数值，电信号消失，作业停止。

(1).比例抄平和起道系统

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用于测量和修正轨道几何形状，横向抄平实现要求的超高，纵向抄平实现轨道纵向水平。

(2).拨道原理

为了保证线路的方向在作业后能达到规定范围，设置了一个闭环控制系统，只要输入理论要求，

它就能自动完成线路的拨道。

(3).捣固原理

根据钢轨类型，算定适当的捣固深度，在捣固电路的控制下，液压系统使捣固装置偏心振动轴高

速旋转，使所有镐头在道床中产生同等的压力。各对镐头独立工作，一旦一对镐头达到预定的压力值，

便自动停下来，其余镐头继续工作，直到各对镐头都达到预定压力值为止。

(4).捣固机二号位操作手输入由技术人员提供的起道量、拨道量、曲线要素等数据后由大型捣

固机的操作系统GVA装置按照线路要求自动完成抄平、起道、拨道、捣固和夯实等任务。

四、施工技术

施工前，必须编制详细的施工组织计划，召开各施工协调专题会议，统一布置施工配合、行车组

织等具体事宜。同时，要保证“天窗”时间，这是大机施工的必要条件。

1.大机施工的要求

(1).查清楚道床下是否埋有隐藏物或电缆，道床板结等不可或不利于清筛的地段，并加以标记，

大机清筛时绕过或加强警惕。

(2).轨道高程应低于设计高程10~30mm，距曲线起终点25m范围内的线路不能有拨道量和超高

设计高程的点。轨缝、轨矩、轨枕间距，轨枕方正符合《铁路轨道工程质量评定验收标准》，同时应

补齐配件，拧紧扣件。

(3).道床、道碴应补足、补均匀，使道碴与轨枕面平齐。桥上道床厚度应达到15cm以上。

(4).由于捣固车只能起道不能落道，所以对轨面超过设计高程的点要提前进行处理。

(5).技术人员应在清筛后，将所测量的拨道量，起道量的数据，用红油漆(或红粉笔)顺捣固机

作业前进方向，每5m一个点，标注在左恻轨枕斜坡上，曲线地段只标注起道量，在曲线的起点轨枕

面上标出曲线要素(曲线半径R、曲线全长L、缓和曲线长I、超高值H)并标出ZH(直缓点)、HY(缓

圆点)、YH(圆缓点)、HZ(缓直点)的准确位置。

(6).钢轨接头处和起道量超过50mm的地段，在钢轨内侧‖标记，需加强捣固。道床下埋有隐

藏物或电缆、道床板结，不能捣固地段用红色粉笔画“△”符号标明。

(7).应提前一天拆除桥上的护轮轨和平交道口铺面板、护轨，拆除加强设备如防爬器、轨矩拉

杆、钢筋混泥土防爬支撑和挡墙地段单侧护轨等。

(8).整道作业过程中，技术人员和测量工随捣固机检查标写在轨枕上的数据，并对钢轨进行编

号，验收整道线路，并将测量和验收结果汇集成表以便核对，经过验收合格当班交接，若不合格应及

时提出，立即返工，直到验收合格为止。

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2.清筛作业

(1).办理区间要点封闭手续，并确认区间封闭调度命令后，将清筛机开进作业地点;

(2).在大机前后各800m设置流动防护员进行防护，防护员随清筛机作业前进而移动。

3.整道作业

(1).作业开始前，到达作业地点后停车挂泵，启动柴油机，打开主作业开关。液压阀及气动阀

按正确顺序依次接通，再将各测量小车及弦线放置到位，最后打开左右夹持振动。依据实际情况选定

作业方法，各号位人员相互联络，确认准备工作就绪。

(2).捣固作业

一号位确认拨道表指针回红区内方可接通自动拨道开关，否则，需前后移动捣固机找拨道零点，

并对准镐窝。据线路情况正确选定镐头张开宽度、捣固装置下降速度和夹持时间。作业开始时二号位

应按1‰的比率顺坡至起拨道量。各号位人员随时联系。施工时，一号位监视水平表及指示灯的变化

情况;号位监视各显示仪表、前方线路情况、记录仪等，并进行安全监视;三、四号位监视捣固装置、

夯拍器、起拨道装置是否正常，有无异响，管道有无泄露，来回巡视检查各测量小车夹钳滚轮的位置。

(3).注意事项

①.起道量在501mm以下时捣固1遍，50mm以上时捣固2遍;

②.在变更曲线超高地段，里股轨起道量大于20mm的，分2次进行起道作业;

③.捣固机捣固频率不超过20次�Mmin;

④.对一次拨道量大的区段分次拨道;

⑤.对线路方向严重不良的地段，先用捣固机进行初拨道，然后再进行精拨道;

五、质量要求

1.质量控制

(1).大型捣固机每次前移、下插镐头、抱住轨枕，要求比较准确，以免影响整道质量。

(2).测量数据标注准确，道碴匀实。

(3).捣固机定期进行标定。

(4).捣固机操作人员必须掌握机械的结构原理及性能，了解线路状态及行车规则，严格执行操

作规程和各项规章制度，操作时要准确，熟练后再逐渐提高捣固速度。

2.质量标准

捣固作业必须严格执行《线路大、中修验收标准》

(1).轨距：误差+6，-2mm;变化率不大于2‰;

(2).水平：误差不超过4mm;

(3).轨向：①直线远视顺直，用10m弦量，误差不超过4mm;②曲线方向圆顺，用20m弦量，

现场正矢与计算正矢之差不超过4mm;③曲线始、终端不得有反弯或“鹅头”;

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(4).高低：①目视平顺、前后高低差用10m弦量不超过4mm;②轨顶符合设计标高，误差不大

于±20mm;

(5).三角坑误差不超过4mm。

六、安全措施

1.大机作业范围大，工种多，施工人员多，操作人员必须严格培训，持证上岗，按照安全操作规

程作业。

2.作业地段两端设置安全防护员。

3.作业期间，所有车下作业人员与捣固机的距离不得小于5m，严禁紧跟。

4.捣固机作业时，人员不能随意上下车。

5.对机械经常进行保养维修，严格交接制度，确保捣固机安全运转。

七、效益分析

利用大型养路机械明显比小机具及人工清筛整道效率高，大大减少了作业人员的数量，清筛整道

作业后，道床明显洁净整齐。行车速度在60km/h以上。一次作业合格率达100%，优良率95%以上。

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铁路工务技师技术论文(2)

　　铁路工务技师技术论文篇二
　　铁路工务施工及安全管理

　　摘 要：随着铁路运输的不断发展，对于铁路工务施工以及安全管理也提出了更高的要求，在铁路工务施工中存在很多风险，这就需要在施工过程中注重风险的排查，做好安全管理工作，确保铁路工务施工的安全和效率，本文将就铁路工务施工以及安全管理进行相关探析。

　　关键词：铁路;运输;工务施工;安全;管理;质量

　　0 引言

　　在铁路运输中，铁道线路是一个基础工程，线路质量的好坏直接影响到铁路的运输，铁路工务施工的主要目的就是维护和提高线路的质量，铁路线路施工的安全、质量直接关系着铁路运输工作的安全，因此保证铁路工务施工的安全与质量才能保障铁路运输的畅通，才能为铁路运输打好坚实的基础。

　　1 铁路工务施工的特点

　　在铁路工务施工作业涉及面较广，工作量大，并且具有很强的重复性，由于铁路线路是运输的关键因素，所以施工时段、施工时间受到限制，这就对施工组织管理有了更高的要求，这种情况下施工及施工安全管理就尤其重要，一旦一个环节出现问题就可能引发很大的事故或危及施工人员的人身安全，所以在铁路工务施工中有几项原则是必须遵守的，其一，要树立安全第一的意识，所谓的安全包括施工人员的人身安全和行车运输的安全，施工应尽量减少对运输的影响;其二，是兼顾对车站各项基本工作做到维持，大致包括车站列车调度、编组以及各专线的使用等;其三，是在施工进度方面要尽量缩短施工期限，减少封锁，避免对行车运输造成严重的影响;其四，同一段线路在条件允许的情况下下尽量使用并行作业的方式，减少对行车的影响，减少封锁线路的次数;其五，对不影响行车的如新增道岔及股道部分提前铺设到位，不能铺设到位的道岔在合理位置进行预铺。具体的施工方案要根据具体的施工内容和现场情况进行科学的制定。

　　2 铁路工务施工安全管理工作

　　2.1 预防为主 对于一个施工作业项目来说，安全的保障最主要的措施就是预防，及时消除安全风险从而保障施工作业过程的安全，在铁路工务施工作业中，安全风险项点很多，这就需要对安全风险点进行详细的分析和研判，真正的看到安全风险项点，从而有效的消除隐患。针对这些风险项点，制定一系列安全管控措施，并且要做好监督实施工作，保证这些安全管理的管控措施都有效的实施到施工过程当中，从而从根本上预防安全事故问题的发生。

　　2.2 完善管理体系 安全管理工作中体制的建立健全是安全管理工作的基础，这就需要安全管理体系随着工务施工的不断发展持续进行完善，在工务施工过程中要严格按照相关规范进行施工，尤其是一些细节工作，必须制定出详细合理的安全管理方案，按照相关要求逐级负责、逐级监管，形成健全的安全监督管理保障体系，为安全管理工作提供一个保障。

　　2.3 增强责任感 安全管理工作的第一步是要对安全管理工作充分重视，将安全渗入到每一项工作当中，各级施工人员、管理人员都要时刻保持对安全的警惕性;第二步是要将安全管理工作分级落实，做到每一层面施工都有安全管理的负责人，负责人要对自己所辖范围进行监督和检查，一旦出现问题要责任到人，促进各级施工人员的责任感和积极性，做好各级施工人员的培训工作，提高各级施工人员的施工技术和应对风险的敏感性，提高事故的防范能力，从而保障整个施工过程的安全进行。

　　2.4 夯实安全管理基础 根据多次的铁路工务施工现场事故分析和研究可以得出，施工现场的多数工作都与安全管理不可分割，其中现场一线工作与安全管理工作联系更加密切，如何做好安全管理基础工作，必要的就是抓好施工现场各项工作的工作特点和容易出现的风险点，其一，是做好实际工作，不能搞形式主义，要根据不同的施工制定不同的施工组织、管理方案，作为领导者必须要有强烈的责任心，必须重视现场施工安全管理工作;其二，对各级施工人员加强教育和培训，提高施工人员安全意识，制定奖罚制度，做到奖罚分明，提高各级施工人员的工作积极性，营造一个良好的施工安全氛围，从而对施工现场各个环节做到有效把控;其三，在施工人员的招聘筛选工作中要进行合理的筛选和前期的培训，对于一些一线施工作业人员，总体来说专业技术素质较低，这就需要做好培训工作，在施工前进行安全知识和操作技能的基本培训工作，从而从人员上保障施工的安全性;另外，在施工过程中要对施工人员随时检查指导，这样才能从人员这个能动因素上保证施工现场的安全管理工作有效进行。最后，安全管理不是一个口号，是需要真正去实施的，然而真正的实施就需要一定的投入，这就需要作为施工单位领导，要重视安全管理工作，重视对安全管理工作的投入，避免因其他原因忽视施工安全管理工作，对安全管理的投入包括对设备的投入和对人员的投入，不断的改善施工人员工作条件，不断改善、引进先进设备，从而更好的消除安全隐患，做到安全管理工作的有序实施，最终保障铁路工务施工安全、顺利的实施。

　　2.5 施工过程中的定期检查和全程监测 在铁路工务施工过程中，现场的定期检查和全程监测是不可忽视的工作内容，对于安全保障工作来说尤为关键，第一，是设备上的检查，要定期对相关设备进行检查，保障设备运行的安全，在施工现场中设备要及时维修和做好日常养护工作;第二，要对事故高发阶段或者地段进行监测，例如隧道等地区，合理制定监测方案，及时消除安全隐患，从而保障整个工程的安全进行。

　　2.6 采用新型生产技术 科技的快速发展对于安全管理提供了新的手段和途径，施工单位要适当引进新型管理方法和生产技术，从而不断的促进安全管理的信息化和变化，保障安全管理的有效性，消除工务施工过程中的隐患因素，从而从施工技术上预防事故的发生，确保施工的效率和安全。

　　3 结语

　　综上所述，铁路在我国的运输中起着举足轻重的作用，随着铁路运输的发展，铁路工务施工也在不断的扩大，安全管理对于铁路工务施工的事故预防就尤显重要，这就需要对铁路工务施工进行分析和研究，完善工务施工安全管理工作，从而保障铁路工务施工的质量和安全，从而保障铁路运输的稳步发展。

　　参考文献：

　　[1]翟文艳，安红建，缑志勇，等.《铁路工务施工作业安全分析预测系统》的研发及应用[C].//2008年全国轨道交通建设与运营安全研讨会论文集，2008：174-178.

　　[2]郭红卫.铁路集中修车务安全管理探析[J].铁道运输与经济，2010，32(8)：51-53.

　　[3]马孟达.铁路隧道施工安全管理及控制措施探讨[J].科技与企业，2014(6)：88-88，89.

　　
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5. 高速铁路技术论文(2)

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铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗 摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数 量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。 关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗 众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生 的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮 轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源 很多,耗资也很大。 随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损 所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各 种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损 后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。在这 方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出 过惨重代价。例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂 而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡, 84人重伤,直接经济损失约2亿马克。 与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我 国的一项基本战略决策。为了节约能源,降低铁路 运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车 辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。应当 采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失 降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。 1 铁路钢轨的磨耗 据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30% 的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有 60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。摩擦磨 损带来的损失很大。 1.1 钢轨损伤的形态 铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态 主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢 轨总损伤量的80%以上。随着铁路机车车辆的重 载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢 轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见 图1)。 1.2 钢轨的年消耗量 据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材 每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其 中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~ 80万t/年。 据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更 换所需的材料及人工费用约为50亿元。其中,因 钢轨压溃、侧磨、波磨等导致的损伤,占钢轨总损伤 量的80%以上,即40亿元左右。 2 机车车辆车轮的磨损 车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列 车运行中,车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨 耗,而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。 2.1 车轮损伤的形态 据失效分析统计,铁道机车车辆车轮损伤的主 要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏 面剥离和崩裂等(参见表1和图2)。因磨耗造成车 轮部件失效的主要原因是轮轨接触应力集中、制动 热应力疲劳、累积塑性流动变形、夹杂物应力集中、 内部缺陷应力集中等。 2.2 车轮的消耗 目前,我国铁路机车、客车和货车约有500万 个车轮在运营中。这里所讲的车轮消耗,主要是指 磨损后车轮的维修和更换 以2006年为例,全路的机车、客车和货车就消 耗新轮63·1万只,平均以0·5万元/只计算,所需费 用约为31·55亿元。 在为完成中国工程院下达的“摩擦磨损与工程 应用咨询项目”时,笔者曾于2006年11月赴北京 铁路局丰台机务段进行过“铁路机车车辆关键零部 件摩擦磨损”的现场调研。从丰台机务段调查了解 到:以DF4型机车为例,由于车轮维修或全部更换, 该段平均每台机车每年所需人工费和材料费分别 为3·3万元和42·4万元,这尚不包括因修理或更换 时机车的停运损失。有关该段DF4型机车的旋轮 与换轮费用参见表2和表3;若按2005年全路机车 保有量17 500台推算,仅机车车轮的维修费用就近 5·8亿元。 2.3 制动闸瓦的消耗 在机车车辆制动系统的摩擦制动中,主要有踏 面闸瓦制动和盘形制动。我国目前除新造的提速 客车和厂修改造的25型客车采用盘形制动外,其 他的机车车辆都是采用踏面制动,这对车轮的磨耗 是比较严重的。铸铁闸瓦相比合成闸瓦,可以获得 较高的黏着系数且摩擦系数稳定,但是磨耗快,成 本较高。以丰台机务段DF4、DF4D型机车为例,在1 个大修期内,每台DF4型机车需更换闸瓦8次, DF4D型机车需更换闸瓦10次。因此,每台机车的 换瓦费用分别为1·2万元和1·5万元。按该段现 有DF4型机车35台和DF4D型机车23台计算,这些 机车在1个大修期内换瓦的总费用为76·5万 3 降低轮轨磨耗的技术措施 我国《铁路节能技术政策》第11·1条指出:“应 注意抗磨减阻材料的推广使用。在全世界生产的 能量中,约有30%~40%的能量是消耗在与摩擦有 关的场合;我国与摩擦有关的能源消耗约占1/3 ~ 1/2。任何减轻摩擦、降低磨损的措施,都会直接或 间接地节约能源。” 针对目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费 用高的现象,如果进一步推广应用淬火钢轨、轨面 打磨、磨耗型车轮、径向转向架和安装轮轨润滑装 置等现有的成熟技术,不但可以明显改善轮轨摩擦 磨损的现状,而且可以节约能源和原材料,大大降 低消耗,取得显著的经济效益。 3.1 采用淬火钢轨与维护 钢轨波磨问题是轮轨相互作用过程中极其复 杂的系统问题,根据不同的线路或区段,合理地选 择钢轨,有助于预防钢轨的波磨。例如:淬火钢轨 就很少发生波磨,因为它有较高的强度和硬度。因 此,建议在轨道波磨区段采用屈服强度较高的钢 轨。此外,轨面打磨也是主要防护手段,轨面打磨 可减小车体的振动和车轮对钢轨冲击力所造成的 磨损。实践表明,它可延长波磨轨寿命50%以上。 从调查得知,若采用淬火钢轨、侧面涂油和适时的 钢轨打磨等技术,仅钢轨材料一项每年就可节约费 用20亿元左右,因减磨而节约的能耗费用也是很 大的。 3.2 采用磨耗型车轮踏面 车轮磨损失效的形式主要有踏面磨耗到限和 轮缘磨耗到限。铁道部对机车车辆车轮踏面的使 用与维修都有相应的标准,如《DF4型内燃机车段 修规程》第3·11·6·8条中规定:踏面磨耗深度不大 于7 mm;而采用轮缘高度为25 mm的磨耗型踏面 时,踏面磨耗深度不大于10 mm。磨耗达到或超过 这些标准,就会危及行车安全。 早期的车轮踏面为锥型踏面。锥型踏面在使 用初期磨损很快,当磨损到一定程度后,磨损速率 开始减缓,踏面形状趋于稳定。通过长期观察和试 验发现,如果在车轮踏面设计时就采用磨耗型的车 轮踏面廓形,可有效地减轻轮轨接触应力,迅速降 低轮轨磨耗,有效延长轮轨使用寿命。 四方车辆研究所在对北京、广州、济南等铁路 局的机车车轮外形轮廓实测的基础上,设计了小半 径曲线区段使用的JM磨耗型车轮踏面。长期的运 用结果表明,应用该外形设计后,与原锥型踏面车 轮相比,轮缘减磨可达30%~70%. 一些铁路局根据各自所管辖线路的特点,也分 别研制了多种形式的车轮踏面。如上海铁路局研 发的ST系列磨耗型踏面,就取得了很好的减磨效 果(参见表5)。 表5 上海铁路局DF11型0072号机车车轮磨耗数据对比 由表5可知,采用ST-2型踏面后,机车每万公 里的轮缘磨耗率从0·304 mm降至0·190 mm,降低 了38%,车轮踏面剥离的故障也明显减少。 据有关资料分析:机车车辆若采用磨耗型车轮 踏面,每台机车每年可节约费用1·5万元。 3.3 采用径向转向架 传统的机车转向架,因传递牵引力和保证直线 上走行性能的需要,各轴基本上是被约束成相互平 行的。在通过曲线时,这种刚性定位的轮对与钢轨 之间会形成明显的冲角,从而使轮、轨都产生严重 的磨耗。曲线半径越小,磨耗越严重。为降低轮、 轨的磨耗,近年来国内外开展了机车径向转向架研 究,并取得了很好的效果。两种不同转向架通过曲 线时的运行示意图见图3。 再举几个例子,以说明装用径向转向架后轮缘 的磨耗情况。 戚墅堰机车有限公司生产的首台装用径向转 向架的DF8B型7001号机车,在上海铁路局进行的 线路运用考核结果表明:与同轴重、装有传统转向 架且带轮轨润滑装置的DF8B型机车相比,前者的轮 缘磨耗仅为16%。【下转第8页】 【上接第4页】 资阳机车有限公司对径向转向架机车与传统 转向架机车在曲线上的冲角也进行了对比测试。 测试结果表明:仅就径向转向架冲角减少的程度而 言,轮缘磨耗至少降低了45%。 大连机车车辆有限公司生产的DF4D型径向转 向架机车,在柳州至怀化区段的客、货运牵引数据 表明,与装用传统转向架相比,机车车轮的轮缘磨 耗下降了74%。 据有关资料分析:若采用径向转向架技术,每 台机车每年可节约费用5·8万元。 3.4 安装轮轨润滑装置 润滑对减磨起着十分重要的作用。我国《铁路 节能技术政策》第3·6条强调指出:“内燃机车和电 力机车要加装新型轮轨自动润滑装置,减少磨耗和 阻力,降低机车能耗。” 以丰台机务段为例,安装轮轨自动润滑装置取 得了较好的效果。该段有118台机车在安装了铁 道科学研究院研制的华宝2号轮轨润滑装置后,使 每台机车的旋轮公里数由10万km延长至18万 km,车轮寿命由30万km延长至80万km。 除机车因车轮寿命延长产生的巨大社会效益 和经济效益之外,每台机车每年可节省旋轮(或换 轮)费用1万元。丰台机务段的118台机车,每年 可直接节省旋轮(或换轮)费用118万元。按全路 17 500台机车推算,每年可直接节省旋轮(或换轮) 费用1·75亿元。其投入产出比为1∶20。事实说 明:通过安装轮轨自动润滑装置,对轮轨进行润滑 后,不但可以减缓轮缘的磨耗,而且经济效益十分 可观。 4 结语 综上所述,在铁路运输中,机车车辆轮轨的摩 擦磨损已成为相当严重的问题。大量的钢轨与车 轮磨损,不但增加了材料的消耗,提高了修理成本 而且降低了运输的效率,增加了能源的消耗。为此 提出以下建议。 (1)从设计、制造到运输、修理,所有与此相关 的人员,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,都应当 高度重视,并采取相应的对策。 (2)对目前已被证实具有良好减磨效果的措 施,应进一步加大推广应用力度。例如:对钢轨进 行适当的热处理和打磨,开发新型闸瓦,扩大磨耗 型踏面车轮、径向转向架和轮轨润滑装置的装车应 用等。 (3)在今后的技术引进或产品自主创新的研 发中,应更加重视对产品的摩擦副及磨损件标准的 研究。与此同时,应寻求和开发更适应轮轨摩擦副 的新材料、新技术、新工艺,以延长关键摩擦磨损件 的使用寿命,进而达到节能、降耗和增效的目的。

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摘 要 ：在 传 统 的 接 触 器 控 制 电 路 中 往 往 因 为 电 器 元 件 过 多 ，使 设 备 运 行 可 靠 性 下 降 ， 维 护 人 员 工 作 量 增 加 、 维 修 费 用 上 升 ， 本 文 使 用 了 PLC 可 编 程 控 制 器 代 替 传 统 的 接 触 器 控 制 ，并 阐 述 了 中 央 空 调 系 统 的 运 行 及 保护要求。 关 键 词 ： PLC、 梯 形 图 、 中 央 空 调 。 PLC 在 中 央 空 调 控 制 系 统 中 的 应 用前言随着我国经济的不断发展，社会高度信息化，新的高科技技术不断应用到 各 个 方 面 中 ，使 得 智 能 化 已 成 为 一 种 发 展 的 必 然 趋 势 。智 能 化 也 往 往 是 从 设 备 自 动 化 系 统 开 始 我 公 司 于 1996 年 安 装 了 4 台 单 螺 杆 冷 水 机 组 ， 其 制 冷 剂 为 R22,冷 却 方 式 为 水 冷 。 安 全 保 护 有 ： 相 序 保 护 、 蒸 发 器 水 流 保 护 、 冷 凝 器水流保护、冰点保护、过载保护、电机热保护、高、低压保护等，由 于设备所用元器件过多，如接触器、中间继电器、时间继电器等，使控 制电路复杂，在使用五、六年后系统便经常性不能正常运行，维护过程 又烦琐复杂，维护费用直线上升，为使设备能正常运行，减少维护人员 工作量，降低维护费用，改善工作环境，于是决定对其控制系统进行改 造 ， 由 于 PLC 控 制 具 有 可 靠 性 高 ， 抗 干 扰 能 力 强 ， 通 用 性 强 ， 容 易 扩 充 功能不需改变线路、结构紧凑、体积小、重量轻、功耗低、维修工作量 少 ， 现 场 连 接 方 便 等 优 点 ， 所 以 公 司 决 定 将 原 控 制 电 路 改 成 PLC 控 制 。 1、 空调运行的保护及要求的分析 首 先 ，此 单 螺 杆 冷 水 机 组 ，要 求 开 机 前 必 须 将 空 调 机 组 的 电 加 热 器 送 电 预 热 ， 以 使 冷 冻 油 油 温 在 40℃ 以 上 ， 使 冷 冻 油 的 粘 度 降 低 ， 同 时 使 冷 冻 油 和 制 冷 剂 分 离 （ 约 24 小 时 ） 因 加 热 器 功 率 较 小 ， 设 备 的 金 属 外 壳 吸 收 热 量 散 热 ，所 以 加 热 器 可 长 期 加 热 ，不 必 担 心 油 温 过 高 ，当 电 机 运 行 时 ，切 断 电 加 热 器 ，冷 冻 油 吸 收 电 机 产 生 的 热 量 。电 源 要 有 相 序 保 护 ， 电 源 相 序 必 须 正 确 ， 压 缩 机 电 机 不 得 反 转 ， 压 缩 机 电 机 要 求 Y-? 起 动 ， 电 机 过 载 时 热 继 电 器 要 动 作 ， 电 机 温 度 不 得 高 于 90℃ ， 当 电 机 过 热 时 电 机 内 热 保 要 动 作 ，要 有 高 、低 压 保 护 ，吸 气 压 力 和 排 气 压 力 应 在 0.45MPa 至 1.5MPa 之 间 ， 空 调 运 行 时 必 须 有 冷 却 水 流 和 冷 冻 水 流 ， 压 力 为 0.3MPa 至 0.4MPa 左 右 ，且 进 出 水 水 压 差 要 为 0.1MPa 左 右 ，还 要 有 冰 点 保 护 ， 当 设 备 运 行 后 冷 冻 水 温 比 设 定 水 温 小 2℃ 时 ， 设 备 应 停 机 ， 如 果 该 系 统 失 灵 ， 水 温 下 降 到 4℃ 时 必 须 停 机 ， 防 止 冰 堵 ， 冻 坏 设 备 ，当 设 备 运 行 后 冷 冻 水 温 到 设 定 温 度 +2℃ 时 ，设 备 能 自 动 起 停 ，每 次 停 机 后 在 10 分 钟 内 机 组 不 能 2 次 运 行 。 按 下 设 备 起 动 按 钮 后 ， 能 量 电 磁 阀 MV 4 与 MV 1 要 打 开 ， 经 240 秒 延 时 后 ，电 机 Y 型 起 动 5 秒 后 电 机 ? 型 运 行 ，运 行 6 秒 后 ，要 关 闭 能 量 电 磁 阀 MV 1 同 时 打 开 能 量 电 磁 阀 MV 2 压 缩 机 加 载 为 40%运 行 ， 运 行 5 分 钟 后 ， 量 电 磁 阀 MV 3 打 开 同 时 关 闭 能 量 电 磁 阀 MV 2 压 缩 机 电 机 加 载 能 为 70%运 行 ，再 运 行 10 分 钟 后 ，能 量 电 磁 阀 MV 3 关 闭 压 缩 机 电 机 加 载 为 100%运 行 ， 当 冷 冻 水 温 大 于 水 温 设 定 值 2℃ 时 ， 设 备 减 载 ， 压 缩 机 1 电 机 为 70%负 载 运 行 ，当 冷 冻 水 温 达 到 设 定 水 温 时 ，设 备 再 次 减 载 ，压 缩 机 电 机 为 40%负 载 运 行 ，当 冷 冻 水 温 小 于 设 定 值 2℃ 时 ，设 备 自 动 停 机 ， 当 冷 冻 水 温 回 升 到 大 于 设 定 值 2℃ 且 停 机 10 分 钟 以 上 时 ， 设 备 要 能自动启动。 当系统出现任一可能损坏设备的情况时都要求设备立刻停机并报 警 。 当 设 备 有 异 常 现 象 时 可 按 下 急 停 按 钮 SEM， 设 备 强 行 停 机 。 2、 图 形 设 计 1、 主 电 路 图 见 图 ① 2、 梯 形 图 见 图 ② 3、 主 要 元 器 件 见 表 ① 4、 PLC 的 输 入 、 输 出 继 电 器 及 控 制 对 象 见 表 ② 5、 能 量 电 磁 阀 动 作 与 能 量 对 照 表 见 表 ③ 6、 程 序 清 单 见 表 ④ 3、 空 调 设 备 的 运 行 3.1 准 备 工 作 1、 在 准 备 开 起 空 调 前 一 天 将 空 调 电 源 送 上 使 电 加 热 器 工 作 将 冷 冻 油 加 热 至 40℃ 以 上 (约 要 24 小 时 )油 温 到 40℃ 时 油 温 保 护 器 常 开 触 点 闭 合 使 PLC 输 入 继 电 器 X502 断 开 。 2、 主 机 电 源 相 位 正 确 ， 相 位 继 电 器 动 作 使 PLC 输 入 继 电 器 X501 断开。 3、 打 开 所 有 水 流 阀 门 4、 调 节 风 管 阀 门 使 集 气 箱 风 机 打 循 环 风 (可 以 进 少 量 新 空 气 )。 5、 起 动 集 气 箱 风 机 、 冷 却 塔 风 机 、 冷 冻 水 泵 和 冷 却 水 泵 ， 当 蒸 发 器 和 冷 凝 器 有 水 流 时 且 水 流 压 力 和 压 力 差 达 到 设 备 允 许 值 时 ，蒸 发 器 水 流 开 关 和 冷 凝 器 水 流 开 关 闭 合 使 PLC 输 入 继 电 器 X503、 X504 断 开 。 6、 水 温 开 关 均 为 常 开 ， 当 水 温 低 于 开 关 设 定 温 度 时 开 关 闭 合 ， 电 机 过 热 保 护 、 热 继 电 器 均 为 常 开 ， 高 压 保 护 开 关 设 定 为 1.6MPa， 高 压 大 于 1.6MPa 开 关 闭 合 ， 低 压 保 护 开 关 设 定 为 0.35MPa ， 低 压 低 于 0.35MPa 低 压 开 关 闭 合 。 7、 冷 冻 水 温 开 关 设 定 到 需 要 值 (暂 且 把 冷 冻 水 温 开 关 设 定 到 7℃ ， 把 其 余 两 温 度 开 关 ， 水 温 上 限 值 和 下 限 值 分 别 设 为 9℃ 和 5℃ )。 3.2 起 动 空 调 当 一 切 准 备 工 作 就 绪 ， PLC 辅 助 继 电 器 M101 失 电 ， 报 警 灯 熄 灭 ， 设备此时可以起动运行。 由 于 时 间 继 电 器 T455 早 在 设 备 加 热 时 就 得 电 并 在 10 分 钟 后 动 作 ， 所 以 时 间 继 电 器 T455 的 常 开 触 点 早 已 闭 合 不 影 响 设 备 起 动 。 按 下 起 动 按 钮 SB 1 ， PLC 的 输 入 继 电 器 X400 得 电 常 开 触 点 闭 合 使 辅 助 继 电 器 从 M100 得 电 ， M100 的 常 开 触 点 闭 合 自 锁 ， 同 时 使 输 出 继 电 器 Y530 得 电 自 锁 ，Y530 常 开 触 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y430、Y431 得 电 并 锁 ， Y530 常 开 触 点 闭 合 使 交 流 接 触 电 器 KM 3 得 电 使 星 型 接 点 闭 合 ， Y431 常 开 闭 合 使 时 间 继 电 器 T450 得 电 ， T450 开 始 计 时 ， 输 出 继 电 器 Y430、 Y431 得 电 又 使 能 量 电 磁 阀 MV 4 、 MV 1 得 电 打 开 ， 当 时 间 继 电 器 T450 延 时 240 秒 后 ， T450 常 开 触 点 闭 合 ， 使 输 出 继 电 器 Y432 得 电 并 自 锁 ， Y432 得 电 使 交 流 接 触 器 KM 1 动 作 ， 压 缩 机 电 机 开 始 起 动 ， Y432 2 常 开 触 点 闭 合 又 使 起 动 指 示 灯 H 2 亮 ， 时 使 时 间 继 电 器 T455 失 电 复 位 ， 同 接 触 器 KM 1 的 一 组 控 制 加 热 器 的 常 闭 触 点 断 开 使 电 加 热 器 停 止 工 作 ， 冷 冻 油 吸 收 电 机 产 生 的 热 量 ，Y432 得 电 又 使 时 间 继 电 器 T451 得 电 ，压 缩 机 电 机 起 动 5 秒 后 ，时 间 继 电 器 T451 动 作 ， 输 出 继 电 器 Y530 失 电 ， 使 使 交 流 接 触 器 KM 3 失 电 断 开 星 型 接 点 ， 同 时 时 间 继 电 器 T451 常 开 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y433 得 电 ， Y433 得 电 自 锁 ， 使 时 间 继 电 器 T452 得 电 ， T452 开 始 计 时 ，Y433 得 电 又 使 交 流 接 触 器 KM 2 得 电 ，压 缩 机 电 机 开 始 正常运行， Y433 动 作 又 使 起 动 指 示 灯 H 2 熄 灭 同 时 使 运 行 指 求 灯 H 3 亮 ， 时 间 继 电 器 T452 得 电 在 压 缩 机 电 机 运 行 6 秒 后 时 间 继 电 器 T452 动 作 ， T452 常 闭 触 点 断 开 使 输 出 继 电 器 Y431 失 电 ， Y431 失 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 1 失 电 闭 合 ，T452 常 开 触 点 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y434 得 电 ，使 能 量 电 磁 阀 MV 2 得 电 打 开 、压 缩 机 电 机 加 载 为 40%运 行 ，时 间 继 电 器 T452 的 另 一 组 常 开 触 点 闭 合 ， 时 间 继 电 器 T453 得 电 ， 缩 机 电 机 再 运 行 300 使 压 秒 后 ， 时 间 继 电 器 T453 动 作 使 输 出 继 电 器 Y435 得 电 ， 使 能 量 电 磁 阀 MV 3 得 电 打 开 ， T453 动 作 又 使 输 出 继 电 器 Y434 失 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 2 失 电 关 闭 ， 缩 机 电 机 加 载 为 70%运 行 ， 压 T453 的 另 一 组 常 开 触 点 闭 合 ， 时 间 继 电 器 T454 得 电 压 缩 机 电 机 再 运 行 600 秒 后 ， 时 间 继 电 器 T454 动 作 ， T454 断 开 输 出 继 电 器 Y435， Y435 失 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 3 失 电 关 闭 、 压 缩 机 电 机 加 载 100%运 行 ， 在 运 行 一 段 时 间 后 当 冷 冻 水 温 下 降 到 9℃ 时 ， 9℃ 水 温 开 关 闭 合 使 输 入 继 电 器 X402 动 作 ， X402 常 闭 触 点 断 开 ，使 时 间 继 电 器 T451、T452、T453、T454 断 电 复 位 ，输 入 继 电 器 X402 的 常 开 闭 合 ， 输 出 继 电 器 Y435 得 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 3 得 电 打 开 ， 使 压 缩 机 电 机 减 载 为 70%运 行 ， 当 冷 冻 水 温 下 降 到 7℃ 时 ， 7℃ 温 控 开 关 闭 合 ，输 入 继 电 器 X505 动 作 ，X505 常 闭 触 点 断 开 ，使 输 出 继 电 器 Y435 断 电 ，Y435 断 电 又 使 能 量 电 阀 MV 3 失 电 关 闭 ，X505 常 开 触 点 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y434 得 电 ，Y434 得 电 又 使 能 量 电 阀 MV 2 得 电 打 开 ，同 时 压 缩 机 电 机 减 载 为 40%运 行 ， 当 冷 冻 水 温 继 续 下 降 到 5℃ 时 ， 5℃ 温 控 开 关 闭 合 使 输 入 继 电 器 X403 得 电 ， X403 常 闭 触 点 断 开 ， 输 出 继 电 器 Y430、 使 Y434 失 电 ， 使 能 量 电 阀 MV 4 、 MV 2 失 电 闭 合 ， X403 常 开 触 点 闭 合 ， 使 输 出 继 电 器 Y431 得 电 ， Y431 得 电 自 锁 并 使 能 量 电 阀 MV 1 得 电 打 开 ， X403 常 开 触 点 闭 合 同 时 使 输 出 继 电 器 Y437 得 电 动 作 ， Y437 的 常 闭 触 点 断 开 使 输 出 继 电 器 Y432、 Y433 失 电 使 交 流 接 触 器 KM 1 、 KM 2 压 缩 机 电 机 停 机 ，Y432 失 电 又 使 Y434、Y435、Y437 失 电 ，输 出 继 电 器 Y432、 Y433 失 电 又 使 运 行 指 示 灯 H 3 熄 灭 ，当 KM 1 失 电 常 闭 触 点 闭 合 又 使 电 加 热 器 工 作 (如 果 冷 冻 水 温 下 降 到 比 设 定 值 小 2℃ 时 ， 限 水 温 控 制 器 不 动 下 作 ， 冷 冻 水 温 将 继 续 下 降 ， 当 冷 冻 水 温 下 降 到 4℃ 时 ， 冰 点 保 护 开 关 常 开 闭 合 ， 输 入 继 电 器 X406 常 开 闭 合 ， 辅 助 继 电 器 M101 得 动 作 M101 使 使 的 常 闭 触 点 断 开 使 辅 助 继 电 器 M100 和 输 出 继 电 器 Y530 失 电 ， M100 失 电 使 输 出 继 电 器 Y430、 Y431、 Y432、 Y433、 Y434、 Y435 失 电 使 交 流 接 触 器 KM 1 、 2 断 电 ， 缩 机 电 机 强 行 停 机 ， 关 闭 所 有 能 量 电 磁 阀 ， KM 压 并 同 时 从 M101 的 常 开 触 点 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y534 得 电 报 警 指 示 灯 H 4 亮 ， 此 时 设 备 无 法 再 起 动 运 行 ， 只 有 当 故 障 排 除 后 ， 辅 助 继 电 器 M101 失 电 复 位 ， 报 警 指 示 灯 H 4 熄 灭 ， 设 备 才 可 以 起 动 运 行 )， 当 冷 冻 水 温 回 升 到 5℃ 时 ， 5℃ 温 控 开 关 断 开 ， 输 入 继 电 器 X403 常 开 触 点 断 开 ， 输 出 继 电 3 器 Y437 失 电 ， Y437 触 点 复 位 ， 当 水 温 回 升 到 7℃ 时 ， 7℃ 温 控 开 关 复 位 ，当 水 温 回 升 到 9℃ 时 ，9℃ 温 度 开 关 复 位 ，输 入 继 电 器 X402 失 电 复 位 ，如 果 此 时 已 停 机 10 分 钟 ，时 间 继 电 器 T455 已 动 作 ，那 么 ，输 出 继 电 器 Y530 将 得 电 动 作 ， 使 交 流 接 触 器 KM 3 得 电 闭 合 ， 设 备 进 入 下 一 轮 运行。 注意在设备运行过程中有任一保护器动作或设备的运行条件变化 到 允 许 值 以 外 ， 那 么 辅 助 继 电 器 M101 都 将 动 作 使 设 备 强 行 停 机 报 警 ， 并 使 报 警 指 标 灯 H4 亮 ， 只 有 在 故 障 消 除 后 设 备 方 可 运 行 。 3.3 停 机 空调设备停机最好等空调压缩机电机自动停机后，按下停止按钮 SB 2 ，这 样 可 以 减 轻 因 压 缩 机 电 机 突 然 停 时 产 生 的 大 电 流 对 设 备 和 电 气 元件的损伤。 按 下 停 止 按 钮 SB 2 ，使 输 入 继 电 器 X401 闭 合 ，使 输 出 继 电 器 Y436 得 电 动 作 ， 断 开 辅 助 继 电 器 M100， M100 常 开 触 点 断 开 使 输 出 继 电 器 Y430、 Y431、 Y432、 Y433、 Y434、 Y435 压 缩 机 电 机 停 机 所 有 能 量 电 磁阀关闭，运行指示灯熄灭，当压缩机停机后，在没有特殊情况下， 集所箱风机、冷却塔以及冷却水泵和冷冻水泵应继续开启，在冷凝器 和蒸发器中的水温接近常温后再停机，以减少因水温过高和过低对设 备造成损伤。 4、 结 论 设 备 在 改 造 后 经 过 一 年 多 的 运 行 ，未 出 现 过 故 障 ，运 行 稳 定 ，达 到 了 预 期 的 效 果 ，减 轻 了 维 修 人 员 的 工 作 量 ，为 公 司 节 约 了 大 量 的 维 修 费 用，也改善了公司的工作环境。 5、 主 要 元 器 件 表 ： 主要元器件表① 元器件符号 PLC MV 1 —MV 4 SEM FR 1 R1 RCP 元器件名称 三 菱 F1-40MR 能量电磁阀 急停按钮 热继电器 电加热器 相序保护器 元器件符号 FU 1 —FU 5 KM 1 —KM 3 M H 1 —H 4 T Q1 元器件名称 熔断器 交流接触器 压缩机电机 指示灯 变压器 空气开关 PLC 输入、输出继电器及控制对象表② 输入、输出继电器及控制对象表② 输入继电器符号 X400 X401 控制对象 起动按钮 SB1 停止按钮 SB2 输入继电器符号 Y430 Y431 被控制对象 能量电磁阀 MV4 能量电磁阀 MV1 4 X402 X403 X404 X405 X406 X407 X500 X501 X502 X503 X504 X505 开机温控 停机温控 电机内热保 热继电器 冰点保护 高压保护 低压保护 相序保护 油温开关 蒸发水流开关 冷凝水流开关 温度设定开关 Y432 Y433 Y434 Y435 Y530 Y532 Y533 Y534 交流接触器 KM1 交流接触器 KM2 能量电磁阀 MV2 能量电磁阀 MV3 交流接触器 KM3 起动指示灯 H2 运行指示灯 H3 报警指示灯 H4 能量电磁阀动作与能量对照表③ 能量电磁阀动作与能量对照表③ OPEN OR CLOSE MV1 1 0 0 0 1 0 MV2 0 1 0 0 0 0 MV3 0 0 1 0 0 0 MV4 1 1 1 1 0 0 能量 启动 40% 70% 100% 运行停止 停机 注：1、“1”表示能量电磁阀打开，“0”表示能量电磁阀关闭。 2、MV1、MV2、MV3、MV4 为能量电磁阀。 3、运行停止是指冷冻水温到了设定值后设备自动停机。 5 6 7 程序清单表④ 程序清单表④ 序号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 指令 LD OR ANI ANI OUT LD OUT LD AND ANI OR ANI ANI ANI OUT LD OR ANI ANI AND OUT LD OR OR ANI AND OUT LD AND OUT K LD OR 元件号 X400 M100 Y436 M101 M100 X401 Y436 M100 T455 X402 Y530 T451 M101 Y433 Y530 Y530 Y430 Y436 X430 M100 Y430 Y530 Y431 X403 T452 M100 Y431 Y431 Y530 T450 240 T450 Y432 序号 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 指令 AND ANI ANI OUT LD ANI OUT K LD OR AND ANI ANI ANI OUT LD ANI OUT K LD OR ANI ANI ANI AND OUT LD OUT K LD OR ANI ANI 元件号 M100 Y436 Y437 Y432 Y432 X402 T451 5 T451 Y433 M100 Y436 Y437 Y530 Y433 Y433 X402 T452 6 T452 X505 T453 X403 Y431 Y432 Y434 T452 T453 300 T453 X402 T454 X505 序号 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 指令 ANI AND OUT LD OUT K LD AND OUT LDI OUT K LD ANI OUT LD AND OUT LD OUT LD OR OR OR OR ORI ORI ORI ORI OUT END 元件号 Y431 Y432 Y435 T453 T454 600 X403 Y432 Y437 Y432 T455 600 Y432 Y433 Y532 Y432 Y433 Y533 M101 Y534 X404 X405 X406 X407 X500 X501 X502 X503 X504 M101 8 总结 随着我国经济的不断发展，社会高度信息化，新的高科技技术不断 应 用 到 各 个 方 面 中 ，使 得 智 能 化 已 成 为 一 种 发 展 的 必 然 趋 势 。智 能 化 也 往 往 是 从 设 备 自 动 化 系 统 开 始 。本 文 主 要 针 对 我 们 本 次 的 毕 业 设 计《 智 能 化 小 型 中 央 空 调 》阐 述 PLC 控 制 设 计 与 智 能 化 中 央 空 调 (冷 冻 站 )系 统 的关系。 现在本文就系统改造实现情况作简单介绍：本文的系统调试应分为 两 步 ，设 备 电 气 控 制 系 统 调 试 和 中 心 网 络 系 统 调 试 。我 们 就 已 完 成 的 设 备电气控制系统设计、 试及使用情况作一下说明： 对实验室的要求： 调 针 要 求 电 气 系 统 运 行 稳 定 ，感 温 精 确 度 高 ，维 护 方 便 寿 命 长 ，并 能 联 网 进 行管理。除此之外在实际使用中系统的故障报警部分设计还不够完善， 许 多 功 能 还 未 开 发 。本 文 经 过 对 设 备 状 况 和 同 学 们 对 中 央 空 调 学 习 认 识 的 调 研 ，本 文 认 为 可 采 用 三 菱 公 司 的 A 系 列 PLC 作 为 设 备 的 控 制 系 统 核 心 。它 不 仅 具 备 普 通 PLC 可 编 程 控 制 器 的 各 种 优 点 ，而 且 能 够 利 用 以 太 网 网 络 模 块 （ B2/B5） 组 建 MELSECNET 网 络 ， 最 终 达 到 建 成 先 进 的 分 布 式控制系统，既实现各种设备之间的联网，实现远程控制和管理。 我们本次的设计中有两套中央空调系统，由三台冷却水泵、三台冷 冻 水 泵 、一 台 冷 却 塔 风 机 、两 台 冷 水 机 组 等 主 要 设 备 组 成 两 套 制 冷 系 统 （ 因 系 统 小 ，冷 却 塔 功 率 大 ，实 验 室 要 求 等 ，本 系 统 较 一 般 两 套 制 冷 系 统 不 同 的 是 两 台 冷 水 机 组 却 只 选 择 一 个 冷 却 塔 ，经 计 算 核 定 ，这 并 不 影 响 其 效 果 ）其 中 冷 水 机 组 是 由 设 备 生 产 厂 成 套 供 应 的 。根 据 本 次 设 计 的 实 验 室 要 求 ，我 们 选 择 了 2*5 匹 全 封 闭 式 压 缩 机 冷 水 机 组 。它 一 般 是 根 据 空 气 调 节 原 理 及 规 律 等 由 微 处 理 器 自 动 控 制 。冷 水 机 组 由 压 缩 机 、冷 凝器与蒸发器组成。 缩机把制冷剂压缩， 缩后的制冷机进入冷凝器， 压 压 被 冷 却 水 冷 却 后 ，变 成 液 体 ，析 出 的 热 量 由 冷 却 水 带 走 ，并 在 冷 却 塔 里 排 入 大 气 。液 体 制 冷 剂 由 冷 凝 器 进 入 蒸 发 器 蒸 发 吸 收 热 量 ，使 冷 冻 水 降 温，然后冷冻水进入冷风机盘管吸收空气中的热量。 如此循环不已， 把室内的热量带出，达到降低环境温度的目的。 当 然 系 统 基 本 达 到 了 设 计 的 要 求 ，它 不 仅 具 备 基 本 逻 辑 控 制 功 能 ，还 具 有联网通信功能和管理功能等。 外相对与老的控制系统， 工作稳定、 另 它 故 障 率 低 ，并 能 进 行 系 统 自 动 报 警 ，操 作 及 维 护 十 分 简 便 ，维 修 综 合 成 本（待机时间等）大大降低。 在 智 能 化 中 央 空 调 冷 冻 系 统 中 ， 采 用 PLC 控 制 系 统 是 切 实 可 行 的 ， 中 央 空 调 冷 冻 系 统 用 PLC 控 制 可 以 有 效 地 保 证 其 工 作 稳 定 、可 靠 ，便 于 维 护 ， 且 性 能 价 格 比 高 。 同 时 以 PLC 为 核 心 的 高 可 靠 的 监 控 系 统 实 现 了 对 空 调 主 机 的 控 制 及 两 台 主 机 之 间 的 协 调 控 制 ，具 有 先 进 、可 靠 、经 济、灵活等显著特点。 9 参考文献 1．《中央空调工程设计与施工》，吴继红、李佐周编著，高等教育出版社 2．《制冷空调自动控制》，张子慧等编著，科学出版社 1 3. 三菱公司，三菱微型可编程控制器编程手册，2000 4. 《可编程控制器原理及应用》，顾战松、陈铁年编著，国防工业出版社，1996 5. 肖海亮等编著，实现微机和 PLC 在以太网中的通信，电气自动化，2001.5 6. 宋伯生编著，可编程控制器配置、编程、联网，中国气象出版社，