三一混凝土泵车电气构造原理与维修.docx

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三一混凝土泵车电气构造原理与维修

三一混凝土泵车电气构造原理与维修

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三一混凝土泵车电气构造原理与维修

（一）

本文以三一混凝土泵车型号为SY5290THB为依托介绍泵车电气构造与维修。

1、泵车组成

1底盘、2臂架系统、3砖塔、4液压系统、5电气系统、泵送机构、

（一）泵车电气系统组成

三一SY5290THB混凝土泵车电气控制系统属于三一第二代电气系统，主要有直流继电器、导线、低压断路器、熔断器、电路板二极管、电阻、三极管。

以及西门子可编程控制器及扩展模块、文本显示器、电磁阀、步进电机、接近感应开关、限位开关等组成。

（二）电气元件构造简介

1、DC24V直流继电器（MY2NJ、MY4NJ）

直流继电器是一种电子控制元件它具有控制系统和被控制系统，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

电磁式继电器一般有铁芯、线圈、衔铁、触点簧片组成的。

24DC中间继电器24DC继电器符号

我们只要在线圈两端加上一定电压，线圈就会流过一定电流，从而产生电磁效应，衔铁就会产生在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯。

从而带动衔铁的动触点与静触点吸合，常开变常闭。

当线圈断电后，电磁力吸引力也随之消失，衔铁在弹簧力的反作用力返回原来的位置，常开点断开，常闭点闭合。

吸合与释放从而达到了在电路上的导通、切断的目的。

直流继电器故障判断

24V直流继电器线圈一般为50-100欧姆左右，驱动电流一般要20ma才能正常吸合。

在控制电路中我们可以根据继电器特征做出故障判断，当然在继电器线圈控制衔铁正常吸合的情况下常开点在被控制电路经万用表测量无电压显示，建议更换继电器以及继电器座。

2、低压断路器（DZ471PC20）

低压断路器也简称自动开关，泵车使用的是单极低压断路器，是一种不仅可以接通正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器，主要有脱扣器，触头系统，灭弧装置，传动机构、机架与外壳构成。

低压断路器

在电源控制中起保护、过负荷、短路、欠压和漏电保护功能，对用电终端的控制与保护。

低压断路器故障判断

在泵车电路无短路、过载情况下，低压断路器无法正常闭合，输出端无电压建议更换低压断路器。

3、熔断器（RT18）

熔断器是有熔体以及外壳构成，在电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，从而使电路断开，作为短路和过电流的保护器。

我们泵车所使用的是额定电流为6A跟10A熔体

熔断器外壳熔体熔断器电气符号

熔断器故障判断

当断路指示灯亮时，说明电路电流超过熔断器额定电流，熔断器熔体断路，应立即查出电气问题，查出问题后可更换熔断器熔体，不可更换超规定熔体，以免损坏用电设备。

4、PCB电路板（C120/37.7j.1.4-1）

三一测速排量调节电路板主要有PCB电板、二极管、电阻、三极管组成。

续流二极管（N5408IN007）

续流二极管在泵车电气控制发挥着重要作用，续流二极管与电阻串联并并联在电池阀驱动线圈的两端，线圈在通过电流时，会在其两端产生感应电动势。

当电流消失时，其感应电动势会对电路中的原件产生反向电压。

当反向电压高于原件的反向击穿电压时，会把原件如PLC晶体管、继电器触点造成损坏。

续流二极管并联在线圈两端，当流过线圈中的电流消失时，线圈产生的感应电动势通过二极管和线圈构成的回路做功而消耗掉。

从而保护了电路中的其它原件的安全。

续流二极管二极管符号

续流二极管的检修

将续流二极管和电阻串联体拆除单独用万用表测量，正向导通，反向截止就是好的，否则为坏的。

造成损坏的原因多为电流过大，反向电压超过额定电压。

电阻器（金红黑红）

泵车所用的是混凝土碳膜电阻器，在控制中主要

达林顿功率放大管（TIP122）

达林顿晶体三极管晶体三极管，也可简称三极管或晶体管。

分为NPN和PNP两大类，三个极为：

发射极（E极）、基极（B极）、集电极（C极）

达林顿功率放大管符号

达林顿管内部由两只或多只晶体管的集电极连接在一起复合而成，其基极B与发射极E之间包含多个发射结。

检测时可使用万用表的R×1k或R×10k档来测量。

测量达林顿管各电极之间的正、反向电阻值。

正常时，集电极C与基极B之间的正向电阻值（测NPN管时，黑表笔接基极B；测PNP管时，黑表笔接集电极C）值与普通硅晶体管集电结的正向电阻值相近，为3~10kΩ之间，反向电阻值为无穷大。

而发射极E与基极B之间的的正向电阻值（测NPN管时，黑表笔接基极B；测PNP管时，黑表笔接发射极E）是集电极C与基极B之间的正、反向电阻值的2~3倍，反向电阻值为无穷大。

集电极C与发射极E之间的正、反向电阻值均应接近无穷大。

若测得达林顿管的C、E极间的正、反向电阻值或BE极、BC极之间的正、反向电阻值均接近0，则说明该管已击穿损坏。

若测得达林顿管的BE极或BC极之间的、反向电阻值为无穷大，则说明该管已开路损坏。

PLC外观图

可编程控制器（S7-200CPU224DC/DC/DC）

西门子可编程控制器也称PLC，在三一混凝土泵车中，所使用的是西门子S7-200系列，可编程序控制器（ProgrammableLogicController）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计的。

它采用了可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程，PLC及其有关外围设备都应易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能。

PLC内部结构

中央处理器（CPU）

与一般计算机一样,CPU是PLC的核心部件，整个PLC的工作过程都是在CPU统一指挥和协调下进行的。

它解释并执行用户及系统程序，通过运行用户及系统程序完成所有控制、处理、通讯以及所赋予的其他功能。

存储器

系统存储器

存放PLC生产厂家编写的系统程序，并固化在ROM内，用户不能直接更改，它使PLC具有基本智能，能够完成PLC设计者规定的各项工作。

用户存储器

包括程序区和数据区，程序存储区用来存放用户编写的程序，数据区用来存放与控制用户程序中使用的相关数据。

输入/输出接口（I/O模块）

各I/O点的通断状态用发光二极管显示，使用可拆卸的插座型端子板，更换PLC时，不用断开外部接线，整体拔下端子板即可。

1.0输入模块。

输入接口用来接收和采集输入信号，均带有光电耦合电路，其目的是把PLC与外部电路隔离开来，提高抗干扰能力，其输入方式有数字量和模拟量输入方式。

如图所示，1M是同一输入组内各输入信号的公共点，当外接触点接通时，光耦合器中两个反并联的发光二极管亮，光敏三极管饱和导通；外部触点断开时，光耦合器中的发光二极管熄灭，光敏三极管截止。

信号经内部电路传送给CPU模块。

显然，输入用的发光二极管是两个反并联的，1M点可以源点输入，也可以是汇点输入。

输出模块

输出模块用来控制执行装置，其功率放大元件有两种形式：

驱动交流负载和直流负载的小型继电器输出形式。

上图为继电器输出电路，继电器同时起隔离和功率放大作用，与触点并联的RC电路和压敏电阻用来消除触点断开时产生的电弧。

继电器输出使用电压范围广，导通压降小，承受瞬时过压和过流的能力强，缺点是动作速度慢，寿命（动作次数）有限，晶体管输出相反。

电源模块

PLC电源的输入电压有直流12V、24V、48V和交流110V、220V。

使用时可根据需要进行选择，由于PLC中的电源都是开关式电源，所以在输入电压大幅度波动时，PLC仍能够稳定地工作。

电源模块地输出电压一般为直流5V和24V，它们向CPU、存储器等提供工作电源。

泵车常见故障维修

1.泵车不能泵送

1.1、一台SY5255型泵车配装五十铃底盘，最大泵送高度37m，采用可编程序逻辑控制（电控系统PLC）系统，工作中出现不能泵送的现象，操控正、反泵送时，发动机能自动升速。

正常情况下，操控正、反泵按钮时，输入信号经可编程序逻辑控制系统（电控系统PLC）接收端子接收，经过PLC的程序运算、对比后，通过相对应的输出端子输出控制信号，以控制相应的电磁阀及相关组件工作，达到操控的目的。

发动机能自动升速，说明PLC的接收指令正常，输出指令也正常，经运算后能控制发动机速度自动提升。

初步判断问题可能出在相应的后续阀块或者电控系统组件上。

正常泵送时，电磁阀DT1和DT2（见图1）同时得电工作，控制正泵；电磁阀DT1、DT3和DT4同时得电控制系统反泵。

综合分析认为，DT1电磁阀不能得电可能性比较大。

现场检测发现，泵车确实能在操控泵送按钮时自动升速，DT1电磁阀指示灯也未亮；在操控正泵和反泵时DT2、DT3、DT4都没有亮灯，而泵车能自动升速；说明37号、40号线电源电压正常，经检测两线间电压为27V，也证实了电源没有问题。

那么问题是什么呢？

观察发现显示器上面显示发动机转速只有1200r/min，而正常泵送状态时发动机应升速到1350r/min以上，因设定发动机转速为1350～1700r/min，变速器使用Ⅵ挡的齿比，同时挡位操纵杆上挡位齿轮高、低传动比和变速器齿轮比控制开关均应该朝上（高挡），才是最佳工作状态。

转速过高或过低都将缩短主泵的使用年限，增大泵功率损耗。

当PLC检测到发动机转速未达到规定值时，系统内部运算后控制系统处于保护状态，不让泵和电磁阀得电工作，因此造成无法泵送的故障。

检测发现，驾驶室挡位操纵杆上的两个传动比控制开关均朝下，切换正常后，试机故障排除。

因挡位操纵杆上的传动比半挡开关均处于低位，致使发动机转速达不到系统设定值1350r/min。

控制系统检测转速后，启动保护电路，没有输入指令给相应电磁阀和泵，所以造成不能泵送。

2.遥控动作时臂架喇叭报警

一台SANY5255型泵车（VOLVO底盘，SYMC电控系统），出现遥控臂架动作时喇叭间歇报警故障，且操控动作时只能上、下运动，不能旋转，而泵送正常。

遥控动作时臂架喇叭报警，这种故障应为控制继电器KA8的线路（见图2）出了问题，遥控开关S10是低电平控制，喇叭开关S9也是低电平控制，因此可能是线路破皮短路导致此故障。

断开触点A116后试验，故障依旧，后又怀疑KA8继电器线圈粘连，拆下KA8进行检测，触点正常。

重新分析故障现象，系统泵送正常，能自动升速，说明主电源电压正常，程序正常；臂架不能旋转，可以上、下自由动作，按照设计的理念应该是防倾翻保护电路动作。

该系统通过水平检测装置检测整车的平衡状态，若偏离值超过3°，系统将控制臂架不能旋转，防止因重心偏移而倾翻。

因此应该重点检测水平检测仪和相关的控制电路。

当准备拆检水平检测仪时，发现控制近控和遥控的开关处于近控状态，而正常遥控状态时应该是处于遥控状态。

车身两侧各有一个这样的控制开关，另一个则处于遥控状态，因这两个开关并联，只要其中一个切换为遥控，系统就默认进行动作。

但当动作臂架旋转的时候，系统又检测到另一侧的近控开关闭合，而程序设计是只有支腿动作时才选择近控，因此系统发出指令臂架不能旋转，同时报警提示（臂架打开后不能动作支腿，以防倾翻）。

将此开关切换为遥控后，试机一切正常。

以上两实例均是由于误操作而引起的类似故障，因而在检修工程机械设备的时候，最好能按照正常的操控流程进行，先查是不是因操控失误而造成的故障。

1.2、一台SY5255型泵车配装五十铃底盘，最大泵送高度42m，采用可编程序逻辑控制（西门子电控系统PLC）系统，工作中出