本次设计是YZY全液压静压桩机的电气控制系统总体设计。其主要分为以下几大部分：液压泵1、2和吊机的电器控制。电器系统要为液压系统提供动力，对电机进行控制。因为压桩机是工程机械，不论白天晚上，都要能保证其工作，所以电器系统要为驾驶室及工作区提供照明。为了使驾驶室环境的舒适，电器系统设计时还要考虑到吹风以及为整个系统提供报警等。设计时通过参观实习，并阅读大量资料，理论结合实际设计出了压桩机的电器控制系统，基本上符合设备的要求。 目录 1.概述………………………………………………………………. ………（4） 1.1桩工机械产生的必要条件………………………………………...（4） 1.2桩工机械的发展简述……………………………………………. （4） 1.3部分YZY系列静力压桩机主要组成……………………………..（5） 1.4静力压桩机的主要特点…………………………………………….（5） 1.5静力压桩机的使用，操作要点……………………………………（5） 1．5．1静力压桩机的安装……………………………………………….( 5 ) 1．5．2．静力压桩机的作业要点…………………………………………（6） 1.6压桩机的控制系统………………………………………………….（7） 2. YZY400静压桩机电器及控制系统总体设计……………………………..（8） 2.1电器控制系统设计任务与总成……………………………………（8） 2．2．1电动机的选择……………………………………………………..（8） 2．2．2吊机的选择…………………………………………………….（8） 2.2电动机及吊机选择………………………………………………….（8） 2.3控制元件的选择……..……………………………………………….（9） 2.4电机控制回路……………………………………………………….（16） 3.照明及驾驶室线路系统…………………………………………………...（17） 3.1照明及吹风………………………………………………………..（17） 3.2其它元件的选择……………………………………………………（18） 3.2.1旋转开关…………………………………………………………..（18） 3.2.2变压器………………………………………………………………（18） 3.3报警装置……………………………………………………………..（19） 3.3.1断电报警……………………………………………………………（19） 3.3.2油泵滤油器堵塞报警………………………………………………（19） 3.3.3报警装置常见故障…………………………………………………...（21） 3.4驾驶室布局………………………………………………………….（21） 4. ZY16型压桩吊……………………………………………………………( 23 ) 4.1概述………………………………………………………………( 23 ) 4.2技术参数……………………………………………………………...(24) 4.3起重机起重作业部分的主要结构原理及操纵……………….. …….(26) 4.3.1起升机构…………………………………………………………...(26) 4.3.2起升机构的操纵方法……………………………………………...(27) 4.3.3吊臂变幅机构………………………………………………….....(27) 4.3.4吊臂变幅机构操纵方法………………………………………….(27) 4.3.5回转机构的操纵方法………………………………………….....(28) 4.3.6回转机构的操纵方法…………………………………………….(28) 4.3.7电气系统……………………………………………………….....(29) 4.3.8中心回转接头……………………………………………………… (29) 4.4安全装置系统..........................................(30) 4.5起重机的操作事项……………………………………………..…..(30) 4.5.1起重机的操纵装置及仪表……………………………………....(30) 4.5.2作业时注意事项………………………………………………....(30) 4.6起重机的维护和保养…………………………………………….…...(31) 4.7起重机的一般故障及排除方法……………………………………......(31) 结束语… ……………………………………………………………………….（34） 致谢……………………………………………………………………………（35） 参考书目………………………………………………………………………..（36） 液压静压桩机采用了液压系统作为动力来进行压桩工作，因此电控系统的主要任务是对液压及其控制系统进行控制。电控系统设计又可分为强电部和弱电两个部分：强电部分主要控制液压站的主电机运转；弱电部分由可编程控制器PLC进行控制，控制内容包括主电机运转指令的给出，调平系统的运行控制等。 根据液压系统的设计计算可知，系统的供油回路由两个泵组成，其驱动电机的功率分别为75KW（泵1）、220KW（泵2）。一般地，压桩机工作环境可以提供三相380V电源，所以液压系统的电机采用三相380V普通交流异步电机。三相笼式电机直接起动的控制线路简单，维修工作量小，但在起动时的电流约为额定电流的47倍。对于本系统采用的两台大容量电机，如果采用直接起动会引起电网电压降低，电机转矩减小，甚至起动困难，而且还影响同一供电网中的其它设备，因此采用降压起动，以保证起动时供电母线上的电压降不超过额定电压的1015 工程实际中常用的降压起动方法通常有星三角降压起动、定子串电阻降压起动和自耦变压器降压起动等。由于4KW以上的三相笼式异步电动机定子绕组在正常工作时都接成三角形，因此可以采用星三角降压起动。 考虑到星形直接起动的电流仍然很大，在星形起动过程中进一步采用自耦变压器进行降压起动。起动时，电源电压加在自耦变压器的一次绕组上，电动机的定子绕组与自耦变压器的二次绕组相连，当电动机的转速接近额定值时，将自耦变压器切除，电动机直接与电源相连，在正常的三角形方式下运行。 在电机星三角起动过程中需要进行延时切断，传统电路一般采用时间继电器进行控制，而本系统的弱电控制系统采用了可编程控制器，因此可以直接利用PLC的软件延时继电器来进行控制，从而省去了传统的控制元件，节省了安装空间，也提高了控制的可靠性。另一方面，在星三角转换起动中，为了防止交流接触器同时通电的意外情况发生，系统不仅在PLC中采用了星三角转换互锁，而且在硬件上（交流接触器的辅助触头）也采用了互锁控制，以保证电器系统工作的可靠性。 系统的控制电路采用西门子PLC（S7200），控制信号电压为24V，因此系统中增加一个开关电源，以满足各数字量I/O、模拟量I/O以及伺服放大板的需要。 根据上述设计方案可绘制出系统的控制原理图，见设计附图。 2．2电动机及吊机选择 2．2．1电动机的选择 根据液压系统的要求可计算出油泵电机1、2的相关参数，参数主要包括电机功率、转速和供电电源等，同时考虑到电动机的安装大小尺寸，查《机械设计手册》第五册得：泵1用电机选用Y250S-4型电动机，泵2选用Y315M3-4型电动机，其具体参数见下表： 表2.1电动机型号 型号额定功率满载时堵转电流 额定电流堵转转矩 额定转矩噪声重量 转速额定电流效率功率因数 KW r/mi
n A db(A) kg Y250S-4 75 1480 141 92 0．88 6．8 2．0 93 330 Y315M3-4 220 1483 413 94 0．88 6．5 1．4 103 820 2．2．2吊机的选择 热继电器作为电动机过载保护，常用于三相异步电动机的控制与保护，由热元件和辅助接点组成。热元件整定电流需按照电动机的额定电流来选择。 一般用于电气设备（主要是电动机）过载保护用的热继电器种类很多，但使用最多的是双金属片式热继电器。它结构简单，体积较小，成本比较低，具有较好的反时限特性。 双金属片式热继电器由电加热元件、双金属片、触头和机械机构几部分组成加热元件也为量测机构，能反映电动机I2t的变化。电动机正常启动时，热继电器不应动作，但长期过载，即I2t达到一定值时，热继电器应该动作，切断控制电路，使电动机停止供电，以保护电动机。双金属片是由两片膨胀系数不同，温升时向膨胀系数小的方向弯曲，当弯曲到一定程度时，弹簧就使触头脱开。电流越大，热量越大，双金属片动作越快，触头打开越快，所以，热继器的电流和时间反时限特性，如图示。 两电动机的额定电流分别为140A，361A，都选用JR20-16型热继电器。 在热继电器的使用中应注意下列几个问题： a）热继电器电流等级很少，但热元件编号很多，使用时应首先使热元件的电流与电动机的电流相适应。 b）热继电器可调成手动复位，对重要的设备，在热继电器动作之后，必须检查情况和原因后才能再扣时，宜采用手动复位；若可以认定是过载的可能性较大，或热继电器安装在远离操作地点时，宜采用自动复位方式。 c）热继电器周围介质的温度在原则上应和电动机周围介质的温度相同，否则会破坏已调好的配合情况。 d）热继电器安装在其它电器的下方，以免其动作特性受到其它电器发热的影响。 e）在使用中应每年对热继电器通电检验一次，并应注意在设备短路故障中，检验热元件和双金属片是否发生永久变形，应进行通电校验，以保证热继电器动作的准确性，起到可靠的过载保护作用。 6）中间继电器选用 中间继电器在控制电路中起信号放大作用或将信号同时传输给数个有关控制元件，起增加控制回路数的作用。