單機(jī)自動化電器設(shè)備隱形故障處理方法論文
摘要：本文對選煤廠PLC集中控制系統(tǒng)中的單機(jī)自動化控制電器設(shè)備隱形故障進(jìn)行了分析和總結(jié)，對快速查找處理問題提出了應(yīng)對策略，保證了電器設(shè)備安全運(yùn)行，提高了生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵詞：PLC集控；單機(jī)設(shè)備；隱形故障分析；應(yīng)對措施
選煤廠電器設(shè)備集中而且自動化控制程度高，不論哪一臺設(shè)備出現(xiàn)故障，將影響整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行。尤其是現(xiàn)場參與集控的單機(jī)自動化電器設(shè)備，例如跳汰機(jī)，離心機(jī)，采樣機(jī)，瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)等控制回路更為復(fù)雜，特別是其隱形故障，有時(shí)正常有時(shí)不正常，具有一定的隱蔽性，很難查到故障原因，直接影響電器設(shè)備安全運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量控制，同時(shí)也嚴(yán)重影響了礦井正常生產(chǎn)。對單機(jī)自動化控制的電器設(shè)備隱形故障原因進(jìn)行分析及采取應(yīng)對策略變得越來越重要。
1單機(jī)自動化電器設(shè)備隱形故障具體狀況
例如瓦斯檢測儀器動誤作造成系統(tǒng)停車，照明線路斷電；采樣機(jī)不按順序啟動或則啟動后連續(xù)采樣停不下來；離心機(jī)頻繁啟動造成系統(tǒng)停車等等。等維修人員到趕到現(xiàn)場后，設(shè)備自動恢復(fù)完好狀態(tài)正常工作。設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，又出現(xiàn)上述癥狀，周而復(fù)始，很難查到故障原因，甚至讓檢修人員無從下手。
2單機(jī)自動化電器設(shè)備隱形故障原因分析
2.1粉塵的原因
單機(jī)自動化控制的電器設(shè)備控制柜一般安裝在廠房，工作環(huán)境惡劣，特別是原煤系統(tǒng)，粉塵大，無孔不入，控制柜操作面板按鈕接線多數(shù)采用24V直流電壓控制。特別是常開點(diǎn)的控制按鈕，沾滿的粉塵，造成接觸電阻大，設(shè)備無法啟動或則誤動作。比如采樣機(jī)CPU及模塊，粉塵通過CPU外殼散熱間隙進(jìn)入CPU內(nèi)部電路板，正常情況下無法徹底除塵，日積月累，電路板堆積了一定的粉塵。到了梅雨季節(jié)，空氣中潮氣大，不用PLC發(fā)出指令，電路板繼電器自行導(dǎo)通，造成設(shè)備不按順序啟停。打開CPU外殼，電路板上的粉塵用工業(yè)酒精（無水乙醇）清除后，設(shè)備開車正常。
2.2震動的原因
特別是大功率的單機(jī)震動設(shè)備，啟動聲音大震動更大。設(shè)備所在整個(gè)廠房都能感到震動。這一類的震動設(shè)備控制柜一般就安裝在現(xiàn)場或則設(shè)備的附近。由于設(shè)計(jì)和安裝的問題，震動無法避免也很難解決掉，這對電器設(shè)備現(xiàn)場控制柜主回路和控制回路安全可靠運(yùn)行存在潛在威脅。控制零線在長期震動的'作用下易松動虛接，造成設(shè)備偷�；蝾l繁啟動。這里主要以臥式離心機(jī)為例進(jìn)行分析。如圖1所示。假設(shè)現(xiàn)場控制柜控制總零線由于長期設(shè)備震動，造成虛接，當(dāng)PLC發(fā)出開車指令，1.1kW油泵電機(jī)接觸器吸合，經(jīng)過延時(shí)后，當(dāng)功率200kW主電機(jī)接觸器吸合時(shí)，通過總零線的電流會更大，由于零線松動虛接，會造成主電機(jī)接觸器無法吸合，或者吸合后釋放，由于PLC持續(xù)發(fā)出主電機(jī)啟動指令，主接觸器會頻繁吸合和釋放，200kW主電機(jī)頻繁啟動，將產(chǎn)生很大電流，會造成電機(jī)繞組嚴(yán)重過熱而燒毀。假設(shè)主電機(jī)接觸器零線虛接，沒有造成頻繁啟動，而是停車后又正常開啟。會造成離心機(jī)下一級設(shè)備停車。維修人員到現(xiàn)場后，會造成誤判斷，感覺離心機(jī)是正常運(yùn)轉(zhuǎn)的，離心機(jī)下一級電器設(shè)備出現(xiàn)故障。
2.3機(jī)械的原因
還是以采樣機(jī)為例，如圖2所示。采樣機(jī)電動機(jī)每過15分鐘采樣一次，之所以有15分鐘的時(shí)間間隔，是由于采樣機(jī)每采一次樣后，采樣機(jī)鏟子在限位接近開關(guān)檢測信號后會回到原始位置，停止采樣。一旦限位開關(guān)發(fā)生故障或則損壞，采樣機(jī)會一直采樣。限位開關(guān)損壞或則檢測距離遠(yuǎn)，比較容易查出故障原因。難就難在限位開關(guān)完好，檢測信號正常的情況下，采樣機(jī)鏟子回到原始位置后，繼續(xù)工作，不停地采樣。造成故障的原因是因?yàn)椴蓸訖C(jī)電機(jī)抱閘不能可靠動作。在抱閘正常工作時(shí)，采樣機(jī)按照程序的指令，完成采樣，一旦抱閘失靈，采樣機(jī)回到原始位置后，由于剎不住閘，PLC檢測不到采樣機(jī)鏟子位移情況，會發(fā)出指令繼續(xù)采樣，直到檢測到位置信號才停止采樣。在抱閘失靈初期，采樣機(jī)會有時(shí)正常，有時(shí)不正常，會給維修人員造成誤判斷，誤認(rèn)為采樣機(jī)程序壞了。
3單機(jī)自動化電器設(shè)備隱形故障處理方法及應(yīng)對策略
3.1防塵和除塵
先防塵，采取必要的措施，避免大量粉塵進(jìn)入單機(jī)控制柜內(nèi)。然后定期除塵，包括對plc模塊的灰塵的清理。在對控制柜面板控制按鈕灰塵的清理同時(shí)，可以來回按幾次按鈕，這樣按鈕觸點(diǎn)上的灰塵清理的更干凈些。
3.2控制回路檢查
設(shè)備維護(hù)通常以主回路和電動機(jī)檢修為主，容易忽略控制回路接觸器輔助觸點(diǎn)，保險(xiǎn)，接線端子以及零線檢查。由于震動較大，所以應(yīng)該定期對各接線端子進(jìn)行固定，避免控制線路接觸不良，引發(fā)故障。
3.3用邏輯分析法縮小故障范圍
單機(jī)自動化控制電器設(shè)備電路一般比較復(fù)雜，必須熟悉其控制原理，知道其啟動控制順序，以及各種保護(hù)之間的聯(lián)系，從而判斷出故障點(diǎn)的準(zhǔn)確位置或大概范圍。特別適用選煤廠跳汰機(jī)這樣的單機(jī)設(shè)備。
3.4用測量法查出故障
主要是通過電路斷電和帶電時(shí)有關(guān)參數(shù)（如電壓、電阻、電流），排除故障，常用的故障常用方法有分段電壓測量法，電阻分段測量法等。
3.5局部短接法排除故障
選煤廠降壓啟動設(shè)備很多，如臥式離心機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等控制回路也比較復(fù)雜。如圖3所示。按下SB2后，KM1沒有開啟。用局部短接法先把3和4兩個(gè)點(diǎn)直接短接，然后把1和4兩個(gè)點(diǎn)短接，KM1吸合，說明故障就在1和4之間。之后再把1和2短接，KM1吸合，說明熱偶有問題。用局部短接法查找單機(jī)控制電器設(shè)備時(shí)，一定要把主回路電斷開，特別是功率較大的電器設(shè)備。
3.6掌握一定的PLC控制技能
單機(jī)自動化控制電器設(shè)備大多數(shù)都參與PLC集中控制。了解和掌握PLC控制原理，能用梯形圖編寫簡單得程序，對解決單機(jī)自動化電器設(shè)備有極大的好處，把PLC控制原理與現(xiàn)場單機(jī)設(shè)備結(jié)合起來，分析和判斷單機(jī)自動化隱形故障，可以達(dá)到事半功倍的效果。例如本文中圖1所示，主電機(jī)開不起來，可以在現(xiàn)場控制柜斷開主回路電源，然后從上位機(jī)梯形圖強(qiáng)制輸出，讓主電機(jī)接觸器吸合。如果接觸器不吸合，可以用萬用表測量PLC輸出電壓能不能達(dá)到吸合的電壓參數(shù)值。如果接觸器線圈PLC輸入對地電壓正常，那就說明接觸器線圈零線有問題，主電機(jī)啟動后偷�；蝾l繁啟動的隱形故障也就很快排除了。
4結(jié)論
在PLC集中控制系統(tǒng)中，現(xiàn)場參與集控的單機(jī)自動化電器控制設(shè)備，其隱形故障造成設(shè)備偷停或則頻繁啟動，給集控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，礦井安全生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量把控帶來重大影響。通過對隱形故障進(jìn)行分析，采取積極有效的應(yīng)對策略尤為重要。與此同時(shí)學(xué)習(xí)并掌握一定的PLC控制技能，熟悉現(xiàn)場單機(jī)設(shè)備控制原理，并把兩者相結(jié)合，對解決隱形故障，維護(hù)設(shè)備安全，減少系統(tǒng)故障影響時(shí)間都有著深遠(yuǎn)意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]柴清.淺談電器控制回路隱形故障與解決對策.中國.
[2]老師帶你學(xué)習(xí)控制線路的各種故障檢查方法，陽光寬頻網(wǎng)愛奇藝視頻.
作者：郭遠(yuǎn) 單位：淮南礦業(yè)集團(tuán)選煤分公司
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