單機自動化電器設備隱形故障處理方法論文
摘要：本文對選煤廠PLC集中控制系統中的單機自動化控制電器設備隱形故障進行了分析和總結，對快速查找處理問題提出了應對策略，保證了電器設備安全運行，提高了生產效率。
關鍵詞：PLC集控；單機設備；隱形故障分析；應對措施
選煤廠電器設備集中而且自動化控制程度高，不論哪一臺設備出現故障，將影響整個生產系統的運行。尤其是現場參與集控的單機自動化電器設備，例如跳汰機，離心機，采樣機，瓦斯監控系統等控制回路更為復雜，特別是其隱形故障，有時正常有時不正常，具有一定的隱蔽性，很難查到故障原因，直接影響電器設備安全運行和產品質量控制，同時也嚴重影響了礦井正常生產。對單機自動化控制的電器設備隱形故障原因進行分析及采取應對策略變得越來越重要。
1單機自動化電器設備隱形故障具體狀況
例如瓦斯檢測儀器動誤作造成系統停車，照明線路斷電；采樣機不按順序啟動或則啟動后連續采樣停不下來；離心機頻繁啟動造成系統停車等等。等維修人員到趕到現場后，設備自動恢復完好狀態正常工作。設備運行一段時間后，又出現上述癥狀，周而復始，很難查到故障原因，甚至讓檢修人員無從下手。
2單機自動化電器設備隱形故障原因分析
2.1粉塵的原因
單機自動化控制的電器設備控制柜一般安裝在廠房，工作環境惡劣，特別是原煤系統，粉塵大，無孔不入，控制柜操作面板按鈕接線多數采用24V直流電壓控制。特別是常開點的控制按鈕，沾滿的粉塵，造成接觸電阻大，設備無法啟動或則誤動作。比如采樣機CPU及模塊，粉塵通過CPU外殼散熱間隙進入CPU內部電路板，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，空氣中潮氣大，不用PLC發出指令，電路板繼電器自行導通，造成設備不按順序啟停。打開CPU外殼，電路板上的粉塵用工業酒精（無水乙醇）清除后，設備開車正常。
2.2震動的原因
特別是大功率的單機震動設備，啟動聲音大震動更大。設備所在整個廠房都能感到震動。這一類的震動設備控制柜一般就安裝在現場或則設備的附近。由于設計和安裝的問題，震動無法避免也很難解決掉，這對電器設備現場控制柜主回路和控制回路安全可靠運行存在潛在威脅。控制零線在長期震動的作用下易松動虛接，造成設備偷�；蝾l繁啟動。這里主要以臥式離心機為例進行分析。如圖1所示。假設現場控制柜控制總零線由于長期設備震動，造成虛接，當PLC發出開車指令，1.1kW油泵電機接觸器吸合，經過延時后，當功率200kW主電機接觸器吸合時，通過總零線的電流會更大，由于零線松動虛接，會造成主電機接觸器無法吸合，或者吸合后釋放，由于PLC持續發出主電機啟動指令，主接觸器會頻繁吸合和釋放，200kW主電機頻繁啟動，將產生很大電流，會造成電機繞組嚴重過熱而燒毀。假設主電機接觸器零線虛接，沒有造成頻繁啟動，而是停車后又正常開啟。會造成離心機下一級設備停車。維修人員到現場后，會造成誤判斷，感覺離心機是正常運轉的，離心機下一級電器設備出現故障。
2.3機械的原因
還是以采樣機為例，如圖2所示。采樣機電動機每過15分鐘采樣一次，之所以有15分鐘的時間間隔，是由于采樣機每采一次樣后，采樣機鏟子在限位接近開關檢測信號后會回到原始位置，停止采樣。一旦限位開關發生故障或則損壞，采樣機會一直采樣。限位開關損壞或則檢測距離遠，比較容易查出故障原因。難就難在限位開關完好，檢測信號正常的情況下，采樣機鏟子回到原始位置后，繼續工作，不停地采樣。造成故障的原因是因為采樣機電機抱閘不能可靠動作。在抱閘正常工作時，采樣機按照程序的指令，完成采樣，一旦抱閘失靈，采樣機回到原始位置后，由于剎不住閘，PLC檢測不到采樣機鏟子位移情況，會發出指令繼續采樣，直到檢測到位置信號才停止采樣。在抱閘失靈初期，采樣機會有時正常，有時不正常，會給維修人員造成誤判斷，誤認為采樣機程序壞了。
3單機自動化電器設備隱形故障處理方法及應對策略
3.1防塵和除塵
先防塵，采取必要的措施，避免大量粉塵進入單機控制柜內。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，可以來回按幾次按鈕，這樣按鈕觸點上的灰塵清理的更干凈些。
3.2控制回路檢查
設備維護通常以主回路和電動機檢修為主，容易忽略控制回路接觸器輔助觸點，保險，接線端子以及零線檢查。由于震動較大，所以應該定期對各接線端子進行固定，避免控制線路接觸不良，引發故障。
3.3用邏輯分析法縮小故障范圍
單機自動化控制電器設備電路一般比較復雜，必須熟悉其控制原理，知道其啟動控制順序，以及各種保護之間的聯系，從而判斷出故障點的準確位置或大概范圍。特別適用選煤廠跳汰機這樣的單機設備。
3.4用測量法查出故障
主要是通過電路斷電和帶電時有關參數（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
選煤廠降壓啟動設備很多，如臥式離心機、鼓風機等控制回路也比較復雜。如圖3所示。按下SB2后，KM1沒有開啟。用局部短接法先把3和4兩個點直接短接，然后把1和4兩個點短接，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控制電器設備時，一定要把主回路電斷開，特別是功率較大的電器設備。
3.6掌握一定的PLC控制技能
單機自動化控制電器設備大多數都參與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，對解決單機自動化電器設備有極大的好處，把PLC控制原理與現場單機設備結合起來，分析和判斷單機自動化隱形故障，可以達到事半功倍的效果。例如本文中圖1所示，主電機開不起來，可以在現場控制柜斷開主回路電源，然后從上位機梯形圖強制輸出，讓主電機接觸器吸合。如果接觸器不吸合，可以用萬用表測量PLC輸出電壓能不能達到吸合的電壓參數值。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，主電機啟動后偷�；蝾l繁啟動的隱形故障也就很快排除了。
4結論
在PLC集中控制系統中，現場參與集控的單機自動化電器控制設備，其隱形故障造成設備偷停或則頻繁啟動，給集控系統穩定運行，礦井安全生產，產品質量把控帶來重大影響。通過對隱形故障進行分析，采取積極有效的應對策略尤為重要。與此同時學習并掌握一定的PLC控制技能，熟悉現場單機設備控制原理，并把兩者相結合，對解決隱形故障，維護設備安全，減少系統故障影響時間都有著深遠意義。
參考文獻：
[1]柴清.淺談電器控制回路隱形故障與解決對策.中國.
[2]老師帶你學習控制線路的各種故障檢查方法，陽光寬頻網愛奇藝視頻.
作者：郭遠 單位：淮南礦業集團選煤分公司
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