地铁车辆滚动轴承清洗机是为德黑兰地铁客车42724QT、152724QT型轴承进行除锈、清洗的设备。它可以对轴承外圈进行除锈，采用热水溶液和清洗剂对轴承(轴承内圈清洗应在其它设备中完成)进行压力清洗，清水漂洗，热风烘干、压力油洗等工序，最终使轴承无油污、锈迹，达到检修要求的清洁度。

　　由于该设备是出口产品，因此对整机的要求比较高。尤其是对电控系统要求，体现在以下几方面：

　　1.1 可靠性

　　必须保证设备在大修周期内无大故障，在工艺检修作业时工作稳定可靠。因此对控制方案，器件的选择与配置，抗干扰措施等均有较高要求。

　　1.2 人机界面友好

　　要求人员是否简洁明了，最好采用溶汇人机工程学和工业设计理念的傻瓜式人机界面。

　　1.3 设备的维护性

　　必须提供良好的维护性能。例如快速调换器件，良好的器件及布线识别，经济而又适合的操作空间等等。

　　2、轴承清洗机的工作原理

　　2.1 轴承清洗机的机械原理图

　　如图2--1所示，为轴承清洗机的机械结构原理图，包括部分外围电器件布置图。

　　图2-1 轴承清洗机机械原理和外围电气件布置图

　　其基本愿理如下：

　　轴承清洗机的机械结构，采用卧式机身。

　　轴承清洗机的这种结构具有以下特点：

　　(1)结构紧凑，减小体积。

　　(2)轴承从侧面进出该机，自动工作，便于实现自动化工作线。

　　(3)多工位递进，同时工作，提高了效率。

　　(4)功能强大。包括手动，自动，点动等。

　　(5)电气系统采用西门子公司S7—200的216为核心，西门子和法国TE等产品为外围电路。

　　整个系统共分为六个工位：

　　Ⅰ工位为轴承提升工位。

　　Ⅱ工位为轴承外圈除锈工位，驱动电机使刷子旋转，使刷子压到轴承外圈外表面，同时还使刷子做轴向 往 复运动，以清除轴承外圈污锈;

　　Ⅲ工位为洗涤剂清洗工位，喷射洗涤剂以清除油污;采用二个侧洗头同时工作。

　　Ⅳ工位为清水冲洗工位，冲洗掉轴承上的洗涤剂残留物。

　　Ⅴ工位为油洗工位，以防锈蚀;

　　Ⅵ工位为烘干工位。

　　2.2 气动系统动作执行原理图

　　其功能包括轴承提升，除锈刷子进給和摆动，侧洗头往复进給，轴承顶出，开门等动作。如图2—2所示。其中采用六个顶出缸是为了使各工位的轴承有序地执行工 位程序，保证彼此不发生冲突。

　　如图2--1所示，行程开关XK1指示轴承提升的气缸到位，行程开关XK6，XK7指示开门和关门的气缸到位。

　　2个侧洗头往复进給的频率为5秒1次，它的往复进給运动由行程开关XK2，XK3及XK4，XK5的位置决定。如图2—2所示，在气动图上它们由同一阀控制。

　　五个开关门的气缸亦由同一阀控制。

　　2.3 电磁执行器件动作真值表

　　其中包括喷水，喷油，喷清水的阀的电磁铁，轴承提升，除锈刷子进給和摆动，侧洗头往复进給，轴承顶出，开门等气动阀的控制电磁铁等的动作真值。如表2—3 所示。

　　2.4 电执行器件动作逻辑图

　　其中包括整个轴承清洗的工艺过程，诸如洗涤液温度，喷水，喷油，喷清水的阀的电磁铁，轴承提升，除锈刷子进給和摆动，侧洗头往复进給，轴承顶出，开门等气动阀的控制电磁铁等动作。如图2—4所示。

　　3、轴承清洗机电控系统设计上的几方面措施与对策

　　3.1 设备的可靠性对策

　　考虑到环境的潮湿，采取如下对策：

　　(1)电控柜与清洗主机相分离，杜绝水的泄漏和喷溅以防电器件受潮。

　　(2)合理布局电控柜，留出合理通风空间;

　　(3)在柜内加装带滤网的通风扇，加装带滤网的百叶窗等;

　　(4)加强管道布线和设备连线时的防水处理;

　　(5)针对现场实际，留出可变高度的走行式电控柜地脚;

　　为加强系统的内在可靠性，加强了以PLC为核心的抗干扰措施。如：

　　(1) 带有印刷电路板的器件加装防振胶垫，电控柜地脚加防振垫;

　　(2)保证PLC电控柜机和PLC本身的正确接地。单独设置专用地线;

　　(3)合理排布柜内器件布局，实行强弱分离;交流与直流分离;输入与输出分离;PLC远离动力线、交流线和继电器;

　　(4)加强隔离与屏蔽，在PLC电源入口处布置隔离变压器以去除常模干扰和共模干扰;采用金属网隔离等;

　　(5)合理采用导线型，区别不同情况分别采用双丝线，单端接地屏蔽线等等。

　　3.2 关于人机界面友好的对策

　　在满足功能的前提下，尽量引入工业设计的理念，以工业设计的方法和手段，使产品的形态与功能、结构和工艺以及人——机——环境达到协调统一。

　　考虑到诸多相关因素，例如，机器的颜色是否对伊斯兰教徒有忌讳;电控柜外观比例、色彩是否协调等等。

　　考虑到人出口设备的人——机——环境的关系，也应做相应处理，例如：

　　(1)电控柜的操作面板高度应符合伊郎等中西亚地区人的平均身高，使操作者操作便捷、不费力;

　　(2)操作台面板尽量采用“傻瓜式设计”，带有各种指示和英文说明，有自动流程和手动流程的线条设计，使操作者一目了然;而其功能排序严格按照工艺流程的 次序。

　　(3)急停按钮放置在距其它按钮较远且醒目的地方;

　　(4)电控柜的布置要既利于观察电器件的执行情况，又要方便地观察工件在设备中的情况。

　　3.3 关于设备的易维护性的对策

　　考虑到伊朗地铁运营的实际，提高设备的易维护性尤为重要。

　　(1)电控柜内设有放置调试用编程器的可拆卸托架;

　　(2)电控柜内设置供照明和连接电烙铁用的插座;

　　(3)经常拆卸线缆处的端子体积要大些，可靠性要高，因此选用phonix的UK系列端子，对于电磁阀的输出部分，选用UK系列带熔断器的断子。既增加了 可靠性，又减少了体积。

　　(4)采用线槽+导轨+背板的布线方式，方便器件的更换和临时连接调试线;同时不影响设备外观。

　　(5)在电控柜外侧装设专用大连接器和主机设备相连，便于排错和运输，也便于联机调试等等。

　　3.4 在设计上保证一定冗余

　　针对可能出现的各种问题，提出应对各种故障的方案、兼容考虑各种方案。

　　其次采取相应措施，例如，配电柜内易损件处给予一定数量的备用器件，以方便现场立即更换，快速恢复到工作壮态;同时，可以设计出冗余的端子和跳线器相结合，以实现不同的控制和自检功能。在PLC上也采用调试程序和工艺运行程序相结合方式，或者更换PLC的E2PROM来实现不同的控制流程。

　　3.5 轴承清洗机电控的基本构成与功能

　　控制系统由电气控制柜和外部电气执行元件构成。电控柜包括柜体、操作面板、配电盘、接线端子、接插件等构成。其方案一电气原理图如图3—5所示。

　　本机采用可编程控制器S7--200系列的216加上扩展板块16入16出的6ES7-223-1PL00-OXAO和8入8出的扩展模块 6ES7-223-1PH00-OXAO。采用灯H9，H11，H12编码来显示故障类型。因而故障的定位须靠使用说明书上的说明来一一对应解释。

　　为保证24VDC的供电，选用西门子公司的SITOP电源，额定电流5A。如图3—5所示，洗涤 剂泵电机采用Y—Δ启动器，由外部手动控制，其它的电机亦如此。在自动循环流程中，用电磁阀来控制相应的液流喷出或关闭。

　　为抗干扰考虑，在PLC216的电源输入端采用自耦变压器来抑制来自交流电源的干扰。

　　为维修方便考虑，在电控柜内安装交流220V的电源插座PLUG，供照明灯HE1电烙铁使用。

　　洗涤剂泵电机，驱动电机等均采用断路器保护的方式以减少空间体积。

　　上电开关S通过接触器K来供给继电器组和电磁阀组电源。

　　KM1，KM7，KT1，KM8组成Y-△启动器。KT为电子式时间继电器H5CN的线圈。

　　KM2─KM6为继电器线圈，1DT─14DT为电磁阀线圈。

　　面板上的复位按钮RESET，用于在手动过程中，把各执行器件(包括机械执行器件)回复到初始位置。

　　急停按钮EMERGENCY STOP，用于在运行过程中，紧急停止。

　　面板上的三个信号灯H9、H11、H12组成故障显示器，以编码形式定位故障类型。

　　灯测试旋钮SA17能在停止模式下，使所有面板上的信号灯以1秒的间隔闪烁，从而诊断灯的好坏。

　　对于各电磁阀，采用RC吸收网络和压敏电阻来施过压保护。

　　自动模式下的开始旋钮SA16用来开始自动流程。

　　系统共有三种工作模式：由转换开关SAI实现。

　　手动模式：在此模式下，按下任何一个按钮都将产生一个相对应的动作。主要是由于调试和设备维修。当然，按照操作面板上的流程指示，也可以采用手动方式完成整个工作流程。

　　停止模式：在此模式下，提供系统测试功能。