管式皮帶機(jī)兩起電氣故障的原因分析

郭恒民

（平原同力水泥有限責(zé)任公司，河南 新鄉(xiāng) 453011）

1 系統(tǒng)介紹

我公司日產(chǎn)5000噸熟料生產(chǎn)線2005年4月投產(chǎn)，配套年產(chǎn)100萬(wàn)噸水泥粉磨站2006年建成投產(chǎn)。粉磨站建在老廠區(qū)，相距熟料生產(chǎn)線2200多米，熟料采用管式皮帶（簡(jiǎn)稱(chēng)管皮）傳送，型號(hào)是華泰重工的DG350-2200系列。管式皮帶采用三臺(tái)315kW變頻電機(jī)拖動(dòng)，兩臺(tái)安裝在皮帶機(jī)頭部，分為主、從驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過(guò)減速機(jī)同軸驅(qū)動(dòng)；另一臺(tái)安裝在皮帶機(jī)尾部。運(yùn)行頻率可在16～50Hz之間調(diào)整，配電系統(tǒng)采用兩端控制，皮帶機(jī)頭部和皮帶機(jī)尾部各用獨(dú)立的變頻柜，分別用西門(mén)子S7-300系列PLC和觸摸屏形成人機(jī)控制界面，通過(guò)光纜連接兩臺(tái)PLC組成局域網(wǎng)，以管皮頭部PLC為主站，尾部PLC為從站，實(shí)現(xiàn)同時(shí)起動(dòng)、停止和同步運(yùn)行。

2 故障一

2.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備正常運(yùn)行過(guò)程中，突然出現(xiàn)跳停，查尾部界面故障信息，顯示尾部變頻故障和通訊故障。故障復(fù)位后重新開(kāi)車(chē)，設(shè)備能夠正常運(yùn)行，但是十幾分鐘后故障再次出現(xiàn)。

2.2 原因分析

雖然是兩個(gè)故障信號(hào)，但是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和故障現(xiàn)象來(lái)判斷，尾部變頻器出現(xiàn)故障的可能性不大，故障原因可能會(huì)出現(xiàn)在信號(hào)傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)上。信號(hào)傳輸如圖1所示。

圖1 管式皮帶信號(hào)傳輸圖

2.3 處理過(guò)程

（1）由于管式皮帶的主站與從站之間的通訊信號(hào)是通過(guò)光纜傳輸?shù)?，可能?huì)受到外界干擾，于是將尾部配電柜系統(tǒng)接地線全部檢查一遍，結(jié)果發(fā)現(xiàn)并無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象。為了設(shè)備的安全，又將系統(tǒng)重新接地，故障依舊。

（2）PLC與變頻器之間是雙工通訊，從變頻器接收信號(hào)，到將信號(hào)反饋給PLC，時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，也會(huì)出現(xiàn)通訊故障。將尾部變頻器上接受時(shí)間由10us調(diào)至100us，設(shè)備可以開(kāi)起，但運(yùn)行時(shí)間只有2～3min。更換PLC與變頻器之間的連接光纜，故障并未消除。

（3）管皮頭部PLC到管皮尾部PLC之間的連接光纜有兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，此裝置有兩組通道和一個(gè)24v電源，經(jīng)測(cè)量，電源沒(méi)有問(wèn)題，換另外一組通道后還是有故障，更換新的光電轉(zhuǎn)換器后故障不能排除。

（4）借助專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)工具，測(cè)量管皮頭部PLC到管皮尾部PLC之間的連接光纜，發(fā)現(xiàn)在某一點(diǎn)光信號(hào)丟失，儀器顯示故障點(diǎn)距管皮尾部300m左右，找到后重新融接，故障消除。

2.4 小 結(jié)

此故障是連接主站和從站之間的光纜中間某點(diǎn)接觸不良，導(dǎo)致信號(hào)傳輸不暢而形成的，故障點(diǎn)為安裝時(shí)的一個(gè)接口。融接時(shí)一定要保證質(zhì)量，防止故障再次出現(xiàn)；同時(shí)還要做好防水、防灰、防鼠等防護(hù)工作，防止外部因素對(duì)接口的損壞和影響。

3 故障二

3.1 現(xiàn)象

皮帶機(jī)正常開(kāi)車(chē)，當(dāng)運(yùn)行到40Hz左右時(shí)，皮帶機(jī)跳停，變頻器報(bào)故障為直流母線過(guò)電壓，控制柜觸摸屏上所顯示故障為頭部主變頻故障，復(fù)位后設(shè)備正常，再次開(kāi)車(chē)，故障現(xiàn)象依然如此。

3.2 原因分析

系統(tǒng)采用的是閉環(huán)控制，如圖2所示。

圖2 管式皮帶電機(jī)閉環(huán)控制圖

變頻器通過(guò)控制自身輸出電壓來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一直不能到給定值時(shí)，變頻器會(huì)不斷提高自身輸出電壓，最終導(dǎo)致出現(xiàn)直流母線過(guò)電壓故障。電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋是由裝在電機(jī)尾端軸上的編碼器完成，當(dāng)編碼器固定不牢或者不夠靈敏時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)“丟速”現(xiàn)象。

（1）編碼器固定不牢時(shí)：轉(zhuǎn)速低時(shí)，編碼器可以與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)隨著Hz數(shù)增加、電機(jī)轉(zhuǎn)速提高時(shí)，編碼器會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速跟不上，從觸摸屏上表現(xiàn)為頭部從電機(jī)Hz數(shù)上升正常，而頭部主電機(jī)Hz數(shù)上升到一定數(shù)值后會(huì)上下浮動(dòng)，最終導(dǎo)致跳機(jī)。

（2）編碼器不夠靈敏時(shí)：會(huì)出現(xiàn)Hz數(shù)的跳躍式上升而不是慢慢上升，也會(huì)出現(xiàn)直流母線過(guò)電壓現(xiàn)象。

3.3 處理方法

將頭部主電機(jī)尾端散熱風(fēng)扇拆下，用內(nèi)六方對(duì)固定螺絲進(jìn)行固定，當(dāng)故障還不能消除時(shí)需要進(jìn)行更換，更換時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：編碼器與電纜相對(duì)應(yīng)的顏色必須記清楚；編碼器的信號(hào)線在散熱風(fēng)機(jī)內(nèi)，需要注意不能讓風(fēng)葉打斷；固定編碼器的螺絲比較小，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境一般比較惡劣，掉在地上不容易找到。所以拆卸時(shí)需要小心保存。

3.4 小 結(jié)

此故障為設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)及設(shè)備震動(dòng)造成，這就要求維修人員在檢修時(shí)需要定期進(jìn)行檢查固定，這樣就能很好地避免此類(lèi)故障，從而使設(shè)備更加正常、平穩(wěn)運(yùn)行。