燒結(jié)傾翻機(jī)故障分析及處理

（遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院 自控系，遼寧 本溪 117000）

本鋼煉鐵廠75 m2燒結(jié)傾翻機(jī)是2008年新上的設(shè)備，該傾翻機(jī)為大連起重設(shè)備廠出產(chǎn)的C型傾翻機(jī)，翻車(chē)載荷為50～80 t，生產(chǎn)能力為15車(chē)/h。該傾翻機(jī)電氣控制部分由德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7-300的PLC及外圍電氣元件組成，分為總電源控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、撥車(chē)機(jī)控制系統(tǒng)及傾翻機(jī)控制系統(tǒng)等。控制傾翻機(jī)車(chē)體傾翻動(dòng)作的2臺(tái)75 kW驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和撥車(chē)機(jī)的2臺(tái)45 kW走行電動(dòng)機(jī)的調(diào)速均采用變頻調(diào)速控制方式，傾翻機(jī)整個(gè)車(chē)體的其他各部分動(dòng)作全部采用液壓驅(qū)動(dòng)控制，操作分為主臺(tái)自動(dòng)操作、中控手動(dòng)及機(jī)旁操作，主臺(tái)操作采用WINCC畫(huà)面操作，方便直觀。

1 傾翻機(jī)存在的問(wèn)題

傾翻機(jī)在運(yùn)行2個(gè)月后，發(fā)現(xiàn)控制傾翻機(jī)的變頻器經(jīng)常出現(xiàn)不定期過(guò)載保護(hù)跳閘，且故障經(jīng)常出現(xiàn)在傾翻機(jī)啟動(dòng)或翻返啟動(dòng)的瞬間。每次過(guò)載跳閘斷電后必須到電磁站重新啟動(dòng)變頻器，才能進(jìn)行正常作業(yè)；到后期只要一啟動(dòng)傾翻機(jī)就發(fā)生過(guò)載跳閘，至使傾翻機(jī)無(wú)法正常作業(yè)。

2 故障原因分析及確認(rèn)

當(dāng)啟動(dòng)傾翻機(jī)發(fā)生過(guò)載跳閘后，對(duì)外部線路和傾翻機(jī)的機(jī)械部分通過(guò)進(jìn)行常規(guī)檢查維護(hù)均正常，因此排除了由電氣和機(jī)械故障引起的變頻器過(guò)載跳閘；而且也推翻了2臺(tái)傾翻電動(dòng)機(jī)的不同步運(yùn)行引起的變頻器過(guò)載跳閘，因?yàn)轵?qū)動(dòng)2臺(tái)電動(dòng)機(jī)的變頻器雖然是由2個(gè)繼電器給出控制信號(hào)，但是控制信號(hào)來(lái)自PLC，在PLC中，這2個(gè)信號(hào)是同步動(dòng)作的；2臺(tái)制動(dòng)器也是并聯(lián)同步運(yùn)行的。

根據(jù)故障現(xiàn)象分析，推測(cè)出可能是由于傾翻機(jī)的傾翻滾筒在運(yùn)行過(guò)程中，由于2臺(tái)傾翻電動(dòng)機(jī)對(duì)傾翻滾筒產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩相等，而滾道與托滾之間的摩擦阻力不同，從而使?jié)L筒兩端產(chǎn)生扭動(dòng)扭力。而電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與停止是與制動(dòng)器同步的，當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)器也停止運(yùn)行，從而將這一扭力存儲(chǔ)在滾筒中，這一扭力作用在滾筒兩端，大小相等，方向相反。當(dāng)下次電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的瞬間進(jìn)行釋放，與電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方向相同的一端順應(yīng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，而與電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方向相反的一端阻礙電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流增加以至于過(guò)載，使變頻器出現(xiàn)過(guò)載跳閘。

經(jīng)過(guò)上述分析，如果分析結(jié)果正確，那么傾翻機(jī)在自由狀態(tài)（傾翻機(jī)的零位、最大位不是傾翻機(jī)的自由狀態(tài)，自由狀態(tài)在+10°左右）應(yīng)該啟動(dòng)正常，于是手動(dòng)將制動(dòng)器松開(kāi)，讓傾翻機(jī)自由滑動(dòng)到自由狀態(tài)，這時(shí)滾筒扭力得到釋放，再啟動(dòng)一切正常，這一現(xiàn)象表明上述分析是正確的，由于傾翻滾筒存在扭力，所以使傾翻機(jī)再次啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)“假”失步現(xiàn)象。

3 故障處理方法及結(jié)論

3.1 故障處理方法選擇分析

經(jīng)過(guò)對(duì)上述故障原因的分析可以看出，上述故障雖為機(jī)械故障，但在機(jī)械上是很難避免的，因?yàn)閮A翻機(jī)滾道及8組托滾的摩擦阻力很難控制相等；要想從機(jī)械方面真正解決問(wèn)題，將會(huì)需要大量的人力、物力和財(cái)力，而且其結(jié)果也不一定很理想。但根據(jù)上述試驗(yàn)，傾翻機(jī)在自由狀態(tài)下可以正常啟動(dòng)，這就意味著可以通過(guò)電氣或PLC程序來(lái)解決這一問(wèn)題，而且在PLC程序上解決這一難題比較簡(jiǎn)單易行，還可節(jié)省人力、物力和財(cái)力。原PLC程序中，傾翻電動(dòng)機(jī)與制動(dòng)器的運(yùn)行為同步，即，同步啟動(dòng)、同步停止?？尚薷腜LC程序，將傾翻電動(dòng)機(jī)與制動(dòng)器的運(yùn)行分開(kāi)，即先運(yùn)行制動(dòng)器1 s后再啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其間隔時(shí)間在保證釋放了滾筒上存儲(chǔ)的扭力的前提下越短越好，這樣改進(jìn)后不但有效地釋放了滾筒上存儲(chǔ)的扭力，還可以使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的初速度為最小，幾乎為零，這樣變頻器的設(shè)置就不用改變即可滿足適應(yīng)系統(tǒng)的需要。

3.2 故障處理方法

由于控制系統(tǒng)的PLC程序比較復(fù)雜，涉及的I/O點(diǎn)較多，所以本著盡量減小變動(dòng)而能解決問(wèn)題的原則來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能。經(jīng)過(guò)對(duì)原程序（如圖1所示）的解讀發(fā)現(xiàn)，從Q6.7這一中控點(diǎn)入手比較合適，利用Q6.7點(diǎn)（控制傾翻機(jī)制動(dòng)器工作）經(jīng)延時(shí)（采用S-ODT）1 s后控制變頻器的運(yùn)行。這樣無(wú)論是傾翻運(yùn)行還是翻返運(yùn)行都可以達(dá)到變頻器延時(shí)啟動(dòng)的目的。改進(jìn)后的程序如圖2所示。

圖1 改進(jìn)前程序Fig.1 Programm before improved

圖2 改進(jìn)后程序Fig.2 Improved programm

自從此電氣改進(jìn)方案實(shí)施以來(lái)，沒(méi)有再次發(fā)生因上述機(jī)械問(wèn)題造成的變頻器跳閘故障，運(yùn)行效果良好。此項(xiàng)技術(shù)改造，充分體現(xiàn)了PLC控制靈活、簡(jiǎn)單、方便的優(yōu)點(diǎn)，把機(jī)械、電氣自動(dòng)化進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，從根本上處理了設(shè)備故障，解決了實(shí)際工作中的難題，為生產(chǎn)爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間，同時(shí)也節(jié)約了大量的維修費(fèi)用。

［1］柴瑞娟.西門(mén)子PLC編程技術(shù)及工程應(yīng)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

［2］大連起重設(shè)備廠.C 型翻車(chē)機(jī)說(shuō)明書(shū)［Z］.2008.