PLC在通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用及常見故障分析

【摘要】礦風(fēng)井安裝兩臺(tái)大型礦用軸流式風(fēng)機(jī)，一用一備。拖動(dòng)電機(jī)為異步電機(jī)，采用串聯(lián)電抗器起動(dòng)。風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)風(fēng)葉的角度，達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。電控系統(tǒng)采用了上位機(jī)和PLC組成的二級(jí)分布式計(jì)算機(jī)集散式控制系統(tǒng)，在扇風(fēng)機(jī)運(yùn)行的過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)檢測(cè)、數(shù)據(jù)顯示、控制、保護(hù)、報(bào)警和管理。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)機(jī)；PLC；故障

一、風(fēng)機(jī)集控系統(tǒng)的應(yīng)用意義

扇風(fēng)機(jī)是煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中關(guān)鍵而又重要的設(shè)備，運(yùn)行的好與壞直接關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。因此，一個(gè)比較完善、操作方便的控制系統(tǒng)對(duì)其運(yùn)行的過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控便顯得十分重要，也是保障風(fēng)機(jī)安全、可靠運(yùn)行的最佳途徑。

二、集控系統(tǒng)的組成、功能

1.系統(tǒng)組成。礦風(fēng)井安裝兩臺(tái)大型礦用軸流式風(fēng)機(jī)，一用一備。拖動(dòng)電機(jī)為異步電機(jī)，采用串聯(lián)電抗器起動(dòng)。風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)風(fēng)葉的角度，達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。

電控系統(tǒng)采用了上位機(jī)和PLC組成的二級(jí)分布式計(jì)算機(jī)集散式控制系統(tǒng)，在扇風(fēng)機(jī)運(yùn)行的過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)檢測(cè)、數(shù)據(jù)顯示、控制、保護(hù)、報(bào)警和管理。系統(tǒng)由操作站（以下簡(jiǎn)稱為上位機(jī)）和現(xiàn)場(chǎng)控制站兩部分組成，現(xiàn)場(chǎng)控制站采用S7-300系列的PLC一對(duì)一控制。

2.系統(tǒng)控制功能描述。（1）采集各臺(tái)扇風(fēng)機(jī)運(yùn)行的工藝參數(shù)、電器參數(shù)、電氣設(shè)備運(yùn)行的狀況。（2）扇風(fēng)機(jī)可由PLC進(jìn)行控制，嚴(yán)格按控制程序進(jìn)行控制，并對(duì)扇風(fēng)機(jī)正常切換和故障切換進(jìn)行控制和操作指導(dǎo)；且在控制柜實(shí)現(xiàn)硬件閉鎖控制。（3）在控制站顯示扇風(fēng)系統(tǒng)工藝參數(shù)表、電氣參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（工作、停止、故障）以及報(bào)警參數(shù)表等。（4）自動(dòng)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)于重要的工藝參數(shù)、電氣參數(shù)自動(dòng)生成趨勢(shì)曲線。（5）報(bào)表打印功能。（6）當(dāng)運(yùn)行風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，利用運(yùn)行記錄的曲線對(duì)故障進(jìn)行分析和處理。（7）在條件具備時(shí)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控，達(dá)到“無(wú)人值守”。

三、操作程序

1.系統(tǒng)開機(jī)步驟。監(jiān)控系統(tǒng)的供電電源、1號(hào)風(fēng)機(jī)操作柜電源、2號(hào)風(fēng)機(jī)操作柜電源引自低壓柜，在開機(jī)前， 首先應(yīng)保證計(jì)算機(jī)的控制電源已經(jīng)上電，且UPS電源已處于工作狀態(tài)，UPS控制器面板的電源指示燈亮，無(wú)斷續(xù)的報(bào)警聲（市電已接上），此時(shí)，合PLC控制柜中各路電源，按電腦機(jī)箱上的電源按鈕即可開啟監(jiān)控主機(jī)。

2.軟件配置需求。如果計(jì)算機(jī)重新安裝操作系統(tǒng)，安裝時(shí)所需的軟件工具有：WindowsXP、WINCC6.0組態(tài)軟件、SQL2000、數(shù)據(jù)查詢軟件、性能測(cè)試軟件。

3、操作說(shuō)明。一般操作規(guī)程

●啟動(dòng)風(fēng)機(jī)：首先松閘到位，開啟油站，再開啟風(fēng)機(jī)的風(fēng)門，風(fēng)門開到位，再啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，啟動(dòng)完畢，觀察其運(yùn)行的電流電壓均處正常狀態(tài)，無(wú)異常聲音和振動(dòng)。

●停機(jī)的操作順序?yàn)椋合韧Ｖ癸L(fēng)機(jī)，再關(guān)閉該風(fēng)機(jī)的風(fēng)門，在延時(shí)3分鐘后關(guān)閉油站，完成本風(fēng)機(jī)的全部停機(jī)工作。

●正常運(yùn)行：風(fēng)機(jī)運(yùn)行聲音正常，無(wú)較突出的異常聲音；運(yùn)行電流、電壓穩(wěn)定，無(wú)較大波動(dòng)； 風(fēng)量、壓力無(wú)較大波動(dòng)；機(jī)體無(wú)較大震動(dòng)； 電機(jī)繞組溫度不超過(guò)120℃的情況下，基本穩(wěn)定，無(wú)較大波動(dòng)； 電機(jī)軸承度溫度不超過(guò)70℃，風(fēng)機(jī)軸承溫度不超過(guò)8℃穩(wěn)定。

●故障情況及處理：軸承故障：對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的風(fēng)機(jī)突然軸承溫度急劇上升，有時(shí)一小時(shí)之內(nèi)比正常溫度上升十余度，直至超 過(guò)95℃，必須停機(jī)檢查或更換軸承；出現(xiàn)電機(jī)電流突然增大，并超出額定電流，應(yīng)自動(dòng)停機(jī)，更換軸承。電機(jī)繞組溫度超過(guò)145℃的情況。

4.報(bào)警預(yù)告

當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行發(fā)生下列情況之一時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)發(fā)出報(bào)警聲響信號(hào)，提醒操作人員注意，首先，操作人員應(yīng)操作“報(bào)警聲響解除”按鈕，解除報(bào)警聲響信號(hào)，但報(bào)警指示燈仍然點(diǎn)亮，直至報(bào)警被排除。下列情況引起風(fēng)機(jī)報(bào)警。

●風(fēng)機(jī)支承軸承或推力軸承溫度達(dá)到80℃；

●電機(jī)軸承溫度達(dá)到70℃；

●電機(jī)定子溫度達(dá)到125℃；

●油站出口壓力小于0.12Mpa；

●風(fēng)門電氣故障，

●振動(dòng)大于6.5MM/S

5.危險(xiǎn)預(yù)告

當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行發(fā)生下列情況之一時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)發(fā)出報(bào)警聲響信號(hào)，提醒操作人員注意，首先，操作人員應(yīng)操作“事故報(bào)警聲響解除”按鈕，解除報(bào)警聲響信號(hào)，但報(bào)警指示燈仍然點(diǎn)亮，直至報(bào)警被排除。下列情況引起風(fēng)機(jī)危險(xiǎn)預(yù)告。

●風(fēng)機(jī)支承軸承或推力軸承溫度達(dá)到95℃；并持續(xù)15s以上；

●電機(jī)軸承溫度達(dá)到95℃，并持續(xù)15s以上；

●電機(jī)定子溫度達(dá)到145℃，并持續(xù)15s以上；

●油站出口壓力小于0.07Mpa并持續(xù)12min以上；

●風(fēng)機(jī)喘振，并持續(xù)15s以上；

●油站運(yùn)行時(shí)油壓極低和油位低。

●振動(dòng)大于11MM/

6.其他操作

●潤(rùn)滑油站操作：

當(dāng)潤(rùn)滑油站柜門上轉(zhuǎn)換開關(guān)打至‘集控’位置，且PLC柜門上的轉(zhuǎn)換開關(guān)打至‘自動(dòng)’位置時(shí)，潤(rùn)滑油泵將在啟動(dòng)風(fēng)機(jī)時(shí)打開，風(fēng)機(jī)停止后延時(shí)3分鐘關(guān)閉；當(dāng)潤(rùn)滑油站柜門上轉(zhuǎn)換開關(guān)打至‘就地’位置時(shí)：潤(rùn)滑油泵的啟停將由潤(rùn)滑油站控制系統(tǒng)控制。

●風(fēng)門的操作，在上位機(jī)和控制柜操作時(shí)，需將風(fēng)門控制箱的轉(zhuǎn)換開關(guān)打到遠(yuǎn)程位置，控制柜的操作為點(diǎn)動(dòng)，上位操作有開關(guān)到位連鎖控制。

四、常見故障分析

1.系統(tǒng)護(hù)

不要使用可能帶有病毒的可移動(dòng)磁盤（軟盤、光盤、U盤、移動(dòng)硬盤）。不要隨意打開處理不清楚的文件夾，以免損壞系統(tǒng)使系統(tǒng)運(yùn)行不正常。

2.后臺(tái)控制統(tǒng)常見故障處理

（1）輸入用戶名密碼打不開系統(tǒng)登錄界面時(shí)，請(qǐng)核對(duì)輸入密碼和用戶名。（2）如果無(wú)法打開系統(tǒng)界面，說(shuō)明系統(tǒng)運(yùn)行不正常，這時(shí)可重新啟動(dòng)機(jī)器，恢復(fù)設(shè)置，再行進(jìn)入。（3）通訊程序若有暫時(shí)連接失敗現(xiàn)象，屬于偶然性現(xiàn)象，程序可自行恢復(fù)。（4）連接失敗常時(shí)間出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)確認(rèn)通訊接口連線是否有松動(dòng)現(xiàn)象。（5）溫度跳高或?yàn)榱銜r(shí)，檢查對(duì)應(yīng)的PT100連接點(diǎn)。（6）風(fēng)量的負(fù)壓表讀數(shù)不正常時(shí)，確定管路無(wú)漏風(fēng)，風(fēng)量負(fù)壓系數(shù)可上位調(diào)整。

3.通風(fēng)機(jī)常見故障分析

（1）主電機(jī)起動(dòng)故障及原因

●當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)停止時(shí)，起動(dòng)備用風(fēng)機(jī)，在起動(dòng)前如果備用風(fēng)機(jī)的電動(dòng)閘門沒有打開或沒有完全打開，而起動(dòng)備用風(fēng)機(jī)易造成過(guò)流；

●設(shè)置短接電抗器的時(shí)間過(guò)短，在電機(jī)未達(dá)到額定轉(zhuǎn)速95%時(shí)短接電抗器，造成起動(dòng)電流過(guò)大；

（2）電機(jī)及風(fēng)機(jī)軸承過(guò)熱故障及原因

●電機(jī)前后軸承溫度過(guò)高原因電機(jī)軸承缺油或加注潤(rùn)滑油脂過(guò)多；

●電機(jī)前后冷卻風(fēng)扇損壞；

●風(fēng)機(jī)軸承溫度過(guò)高原因來(lái)自稀油站供沒壓力過(guò)低或油箱內(nèi)油溫過(guò)高以及振動(dòng)（水平或垂直）大；

（3）稀油站運(yùn)行時(shí)油壓過(guò)低或油溫過(guò)高原因

●電機(jī)電壓低轉(zhuǎn)速慢造成供油壓力低，油箱油質(zhì)臟或?yàn)V網(wǎng)堵塞；

●油溫高主要是散熱問(wèn)題，如冷卻風(fēng)扇電機(jī)故障或油箱內(nèi)油溫高，冬季時(shí)油質(zhì)粘度大等原因。

綜上所述，PLC在通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用提高了生產(chǎn)自動(dòng)化程度和運(yùn)行的可靠性，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)講節(jié)約了生產(chǎn)成本，同時(shí)，實(shí)踐證明，本文為這個(gè)系統(tǒng)指出的常見故障和解決方法切實(shí)可行，可資借鑒。