港口碼頭皮帶輸送機電氣故障處理

李國良

【摘 要】皮帶輸送機是一種常見的機械設(shè)備，具有諸多的優(yōu)點，目前在城市多個行業(yè)中得到應(yīng)用及推廣。本文結(jié)合筆者多年的實踐經(jīng)驗，重點探討了皮帶輸送機在運行過程中主要的電氣故障，并針對性提出了一些有效的處理措施，為類似研究工作提供科學(xué)的指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】皮帶輸送機；電氣故障；PLC；處理措施

隨著我國沿海地區(qū)社會經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，大中型港口碼頭數(shù)量日益增加，對港口碼頭的裝卸及輸送設(shè)備運作的安全可靠性提出了更高的要求。皮帶輸送機作為一種常見的機械輸送設(shè)備，具有輸送能力強、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、造價低和適應(yīng)性強等優(yōu)點，不僅是港口碼頭重要的輸送設(shè)備之一，也在電廠、冶金、糧食、化工等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用及推廣。但皮帶輸送機作業(yè)條件惡劣，在運行過程中難免會出現(xiàn)一些電氣故障，若不及時進行有效的處理，則會損壞皮帶及驅(qū)動傳動裝置，造成皮帶輸送機設(shè)備長時間停機，影響到港口碼頭日常的運作，嚴重情況下還可能造成人員的傷亡和財產(chǎn)的損失。因此，碼頭機械操作人員必須清晰認識到皮帶輸送機電氣故障的危害性，通過分析故障產(chǎn)生的原因，采取切實有效的處理措施，盡可能避免或徹底消除故障隱患。

1.安全裝置故障

多個緊停串聯(lián)電壓降大，造成誤動作：同一條皮帶緊停裝置多為串聯(lián)后接入單條皮帶控制回路，任何一個緊停動作都會引起整個流程停止。多個緊停串聯(lián)，線路觸點多，壓降累加，特別是采用48V以下電源作為控制電源的更容易出現(xiàn)此類故障。處理辦法：查找并更換有問題的限位；提高控制線路電壓，如24V改為直流110V或220V。

跑偏開關(guān)故障的原因及處理辦法與拉線緊停故障基本相同。為快速判斷故障位置，建議所有的拉線緊停和跑偏開關(guān)信號進入PLC，一旦出現(xiàn)故障，上位機可立刻顯示故障名稱和位置。

打滑、防撕裂、防堵料、液力耦合器等保護開關(guān)動作機會較少，但是因為數(shù)量多，也會頻繁出故障。一般都是由密封不好、短路或接地、物料堵塞、銹蝕等原因造成的。處理辦法是：這些安全保護開關(guān)相對緊停開關(guān)和跑偏開關(guān)沒有那么重要，可臨時在程序里或現(xiàn)場暫時短接，通知現(xiàn)場人員加強巡視，利用生產(chǎn)間隙處理或更換。

防止此類故障的辦法是：購買優(yōu)質(zhì)安全保護開關(guān)；做好密封工作；定期檢查保養(yǎng)、清潔，防止行程受限、短路、接地。

2.流程中部分皮帶故障停機，其他皮帶運行正常

此故障若不及時發(fā)現(xiàn)并采取有效措施，就會導(dǎo)致轉(zhuǎn)運站料斗短時間內(nèi)物料堆積，造成料斗堵塞溢料，嚴重時可引起皮帶傳動裝置損壞。下面舉例說明。

單個流程有5條皮帶，1#、2#、3#皮帶運行正常，4#、5#皮帶故障停機。

此故障為單條皮帶的故障所引起，原因有2種：一是流程中最后1條正常運行的皮帶機（3#機）運行信號未正確傳到PLC；二是緊臨正常運行的那條皮帶（即4#機）出現(xiàn)控制回路故障。

故障判斷、處理的方法是：第一步，查看上位機是否報4#機故障，如報故障，根據(jù)上位機提示處理，一般為安全保護裝置故障。但是如果報的故障是驅(qū)動電機的控制柜故障，上位機報不出具體故障，就要自行判斷?？刂乒癯龉收系脑蚩赡苡校弘姍C主回路保險熔斷；控制柜至電機主回路短路；因過流、短路電機保護器動作或電機保護器本體損壞；接觸器線圈損壞或控制線接線松動；電機損壞。如是高壓電機，則查看高壓柜綜合繼保故障記錄即可發(fā)現(xiàn)問題。如上位機未報4#機故障，則進行第二步：先查看上位機是否收到3#機運行信號，如未收到，故障為3#機接觸器輔助觸頭至PLC輸入模塊信號傳輸問題，一般為3#機接觸器輔助觸點接觸不好、接線松動或?qū)?yīng)的輸入模塊問題。如上位機收到3#機運行信號，則故障為4#機控制回路故障，用萬用表測量4#機控制回路電壓，逐步縮小故障范圍，很快可鎖定故障點，一般為接線松動、轉(zhuǎn)換開關(guān)或按鈕觸點接觸不好。

3.控制電纜控制信號被干擾

皮帶機控制對象在現(xiàn)場，距離控制室或遠程站一般距離很遠，長距離敷設(shè)控制電纜容易被干擾。

原因是電纜的芯線和屏蔽層之間存在有分布電容，電纜越長，分布電容效應(yīng)越明顯。直流系統(tǒng)受到某些干擾，如發(fā)生直流接地或交流電源串入到直流回路時，由于長電纜對地分布電容效應(yīng)的存在，往往可能導(dǎo)致一些靈敏保護繼電器誤動作。

消除故障的辦法是：第一，盡可能避免采用控制電纜長距離（一般不超過400m）傳輸控制信號，而采用光纖傳輸。第二，電纜屏蔽層正確接地。干擾皮帶機控制電纜主要為大功率電機及高壓電氣設(shè)備，是電磁干擾，因此需要對控制電纜屏蔽層采用兩端接地方式?？紤]到兩點接地可能因接地點電位差，屏蔽層內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流電纜屏蔽層的兩端應(yīng)有等電位接地網(wǎng)，以減小接地電位差，克服兩端接地帶來接地環(huán)流的問題。第三，盡可能將控制電纜遠離動力電纜敷設(shè)，遠離擾源。第四，提高繼電器工作電壓等級，如避免使用24V繼電器，采用110V或220V繼電器，提高抗干擾能力。

4.通信故障

發(fā)生通訊故障后，PLC之間、PLC與遠程站之間無法通信，系統(tǒng)癱瘓。判斷故障方法是：第一，檢查交換機運行是否正常，如正常，通過上位機讀取各站點通信情況，縮小故障范圍，沒有上位機的要到現(xiàn)場查看；第二，到現(xiàn)場根據(jù)通訊模塊和光纖模塊的故障指示確定故障點。

引起通訊故障的原因有：電源損壞或中斷，光電轉(zhuǎn)換器損壞，光纖斷，通訊模塊地址被更改，Profibus現(xiàn)場總線終端電阻未有效接通或關(guān)閉，Profibus現(xiàn)場總線插頭松動，PLC程序丟失，光纖口未插好，通訊模塊與槽板間松動。

值得注意的是，光纖斷的位置一般出現(xiàn)在光纜終端盒至光電轉(zhuǎn)換器這一段，常為擠壓、拉扯或晃動造成，做好備件，更換即可。光纜內(nèi)斷可能性非常小。

5.PLC輸入輸出模塊損壞

PLC輸入輸出模塊24h不間斷工作，它是有使用壽命的，一般5年以上會陸續(xù)出現(xiàn)輸入或輸出點損壞。一般故障表現(xiàn)為：應(yīng)該接通的點未接通，不應(yīng)該接通的點一直接通。

處理方法是：更換故障模塊。如暫時沒有備件，可使用備用點代替故障點。

6.流程中部分皮帶故障停機后突然自動啟動

此類故障非常危險，不僅會造成轉(zhuǎn)運站料斗堵料，皮帶突然啟動很容易造成人身傷害，必須從根源上杜絕。

原因是，故障皮帶機運行條件不滿足引起暫時停機，一旦條件滿足故障皮帶機會突然相繼啟動，不需要人為啟動，甚至?xí)磸?fù)自動啟動停止。

處理方法是：修改控制程序，使任何皮帶故障停機后，不允許自行啟動，必須經(jīng)過人工將整個流程停止后，通過上位機重新下達流程啟動指令。故障停機時，鎖定故障皮帶，以便于查找故障。

7.PLC程序丟失

故障現(xiàn)象，PLC報故障、上位機所有故障指示點亮、通訊中斷。最可能的原因是PLC電池電力不足，控制電源斷電，其他原因包括PLC被人為清空程序和PLC損壞，后者可能性很小。

處理方法是：重新下載備份好的程序，如PLC損壞，則需更換。

預(yù)防措施是：第一，及時更換PLC電池；第二，一般PLC都有存儲卡，將程序備份在存儲卡中，即使PLC自帶電池電力不足，程序也不會丟失；第三，PLC程序要有備份，培訓(xùn)技術(shù)人員可熟練操作程序下載、上傳；第四，加強上位機和PLC管理，防止無關(guān)人員操作。

8.上位機通信等故障

現(xiàn)場設(shè)備運行正常，上位機指令無法下達，無法正常顯示現(xiàn)場設(shè)備信號。

處理方法是：第一步，啟用備用上位機（如沒有備用機，則重新啟動上位機），并進行復(fù)位；如故障依然存在，進行第二步，檢查交換機運行是否正常、交換機與上位機通信是否正常；第三步，重新安裝上位機軟件。

9.單條皮帶機無法正常停機

單條皮帶機無法停機，不僅控制室上位機無法正常停止，切斷控制電源仍然無法停機。此故障出現(xiàn)概率較小，但一旦出現(xiàn)后果很嚴重。原因有：第一，接觸器因燒蝕粘連無法分斷；第二，如果是高壓電機，一般是高壓真空接觸器控制回路出故障。

南京港三期工程采用29臺ABB永磁式高壓真空斷路器，投產(chǎn)初期頻繁出現(xiàn)接觸器無法正常分斷故障，切斷控制電源后皮帶仍然在運行。后來發(fā)現(xiàn)是控制電源模塊工作不穩(wěn)定、抗干擾能力低造成的，接觸器分合閘時電弧干擾控制模塊正常工作，在切斷控制電源的情況下接觸器一直處于吸合狀態(tài)。更換電源模塊后正常。

處理方法是：立即切斷故障皮帶機控制柜上級的動力電源，具備遠程操控的變電所，通過遠程操控快速停止動力電源，防止皮帶機失控運轉(zhuǎn)造成危險。停電后查找原因，更換接觸器或其部件。

預(yù)防措施是：第一，選用優(yōu)質(zhì)接觸器，接觸器型號要合理；第二，定期檢查接觸器觸頭燒蝕情況，必要時及時更換；第三，制定皮帶機無法正行停止處理應(yīng)急預(yù)案，并進行宣傳、演練，出現(xiàn)皮帶機無法正行停止時應(yīng)立即啟動應(yīng)急預(yù)案，在最短時間內(nèi)停機。

10.結(jié)語

綜上所述，皮帶輸送機以其諸多的優(yōu)點廣泛應(yīng)用于碼頭、礦業(yè)、化工和冶金等行業(yè)中，但在運行中仍存在一些故障隱患。因此，在皮帶輸送機運行前，操作人員必須確認機械設(shè)備、人員及被輸送物品處于安全的狀態(tài)，檢查設(shè)備各部位及電氣路線是否正常，一旦發(fā)現(xiàn)故障隱患應(yīng)采取有效的措施加以解決，同時操作人員應(yīng)定期對輸送設(shè)備進行維修保養(yǎng)，確保皮帶輸送機更好地應(yīng)用于港口碼頭的日常運作中。

參考文獻：

[1] 孫百亞.淺談皮帶輸送機及常見故障的處理[J].才智.2012年第19期

[2] 姫磊.皮帶輸送機運行過程中常見問題及處理對策[J].機電信息.2013年第09期