水泥生產(chǎn)線電氣控制類故障的分析與處理方法

孫吉云

【摘 要】 隨著集散式DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用，新型干法水泥生產(chǎn)線電氣控制設(shè)備自動(dòng)化程度日益提高，保證控制部分的可靠性，降低其故障率，對(duì)確保整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行具有非常關(guān)鍵的作用。本文總結(jié)了我公司幾條生產(chǎn)線在生產(chǎn)或調(diào)試過(guò)程中遇到的電氣類故障，談一談其處理的方法。

【關(guān)鍵詞】 電氣控制 分析 處理

1 電路虛接造成DCS系統(tǒng)信號(hào)振蕩輸出

我公司F廠2013年7月某天，中控顯示水泥出磨提升機(jī)運(yùn)行指示閃爍，與其連鎖設(shè)備跳停。電氣維修人員在電力室檢查發(fā)現(xiàn)其接觸器在不停地吸合、斷開(kāi)。斷開(kāi)控制電源后，接觸器斷開(kāi)，提升機(jī)正常停車，再開(kāi)機(jī)正常。在檢修期間又對(duì)該設(shè)備控制線路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)是DCS一個(gè)輸入點(diǎn)接線虛接，緊線后故障未再發(fā)生。

理論分析：控制原理圖見(jiàn)圖1所示。其中a為虛接位置，KM為控制電動(dòng)機(jī)的接觸器，K1為控制KM的中間繼電器。圖2為提升機(jī)的DCS運(yùn)行時(shí)序圖。

假設(shè)在t0時(shí)刻設(shè)備運(yùn)行正常，KM1吸合，I0.0有輸入，Q0.0有輸出。設(shè)從Q點(diǎn)停止輸出信號(hào)到I0.0發(fā)現(xiàn)輸入信號(hào)斷開(kāi)的時(shí)間周期為△t1，從Q點(diǎn)停止輸出信號(hào)到接觸器斷開(kāi)時(shí)間周期為為△t2。假設(shè)在t1時(shí)刻，接線圖中a點(diǎn)突然虛接并在△t1內(nèi)的t2時(shí)刻恢復(fù)接通。這樣，當(dāng)接觸器KM經(jīng)過(guò)△t2到達(dá)t3時(shí)刻斷電時(shí)，I0.0和Q0.0又會(huì)有信號(hào)使得K1得電去使KM閉合；而Q0.0在t5～t6時(shí)間的信號(hào)斷開(kāi)，又會(huì)使KM去斷開(kāi)。因此DCS系統(tǒng)振蕩輸出，直至外力干涉停止。從圖2可以看出，如果虛接脈沖時(shí)間大于△t1，即在t5時(shí)刻以后再恢復(fù)有電狀態(tài)，則接觸器KM已經(jīng)斷開(kāi)，Q點(diǎn)會(huì)繼續(xù)停止輸出，完成正常停車，也就不會(huì)出現(xiàn)上述振蕩現(xiàn)象。

解決方法：（1）及時(shí)緊線，在每次檢修期間都要對(duì)電氣設(shè)備各控制回路進(jìn)行檢查緊線，盡可能消除安全隱患；（2）對(duì)于這類故障要認(rèn)識(shí)其嚴(yán)重的危害性，不能急于開(kāi)機(jī)，盡可能地查清故障點(diǎn)并給予消除，防止故障的再次發(fā)生；（3）因虛接點(diǎn)脈沖必須小于△t1才能發(fā)生振蕩現(xiàn)象，故還可以在DCS程序中加入時(shí)間繼電器進(jìn)行延時(shí)，當(dāng)虛接脈沖的時(shí)間小于△t1，系統(tǒng)不予理會(huì)。

2 高壓柜啟動(dòng)時(shí)頻繁跳閘

我公司H生產(chǎn)線高壓柜采用6kv中置式KYN—28型，基本原理見(jiàn)圖3所示。對(duì)高壓電動(dòng)機(jī)可分別從中控和機(jī)旁啟動(dòng)。在生產(chǎn)過(guò)程中啟動(dòng)煤磨主電動(dòng)機(jī)時(shí)，機(jī)旁啟動(dòng)正常，中控啟動(dòng)時(shí)，高壓柜真空斷路器合閘但瞬間備妥丟失并跳閘，跳閘后備妥又恢復(fù)，檢查機(jī)旁按鈕盒和高壓柜控制線路沒(méi)有松動(dòng)現(xiàn)象，跳閘回路也無(wú)故障現(xiàn)象。經(jīng)仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題出在真空斷路器上。

中控啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)前，斷路器儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)動(dòng)作，其操作機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)S1閉合，按鈕盒鑰匙開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到中控位置，中間繼電器KA1得電閉合，711線得電，中控備妥。中控在連鎖條件都滿足后，發(fā)出驅(qū)動(dòng)命令，斷路器HK合閘線圈得電，致使儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)釋能，其操作機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)S1斷開(kāi)；與此同時(shí)，斷路器合閘，與S1并聯(lián)的輔助點(diǎn)接通，使備妥長(zhǎng)期保持，同時(shí)斷路器另一輔助常開(kāi)觸點(diǎn)HK閉合，713線得電，中控收到應(yīng)答信號(hào)，完成正常的操作。但由于使用一段時(shí)間后儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)S1和斷路器輔助常開(kāi)觸點(diǎn)HK同步性不協(xié)調(diào)，造成備妥信號(hào)丟失而中控驅(qū)動(dòng)命令取消，致使斷路器又跳閘。

解決的方法：把701線和703線短接，即通過(guò)轉(zhuǎn)換鑰匙開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到中控位置時(shí)，KA1即得電而有備妥信號(hào)。經(jīng)過(guò)這樣的改動(dòng)，從未再出現(xiàn)以前類似的情況，生產(chǎn)保證了正常。

3 設(shè)備檢測(cè)信號(hào)不齊全

公司C生產(chǎn)線窯頭、窯尾電除塵器采用GGAj02K型高壓硅整流設(shè)備，其控制可采用手動(dòng)和DCS兩種方式。在中控位置時(shí)，DCS驅(qū)動(dòng)后，低壓控制柜運(yùn)行，但除塵器FU拉鏈機(jī)和下料器控制部分沒(méi)有檢測(cè)信號(hào)反饋到中控，不能顯示其是否運(yùn)行正常。在調(diào)試和生產(chǎn)中，我們遇到過(guò)因下料器電動(dòng)機(jī)過(guò)載跳停和拉鏈機(jī)液力耦合器與聯(lián)軸器連接的尼龍棒斷裂，而中控收不到檢測(cè)信號(hào)和巡檢工檢查不到位，出現(xiàn)電除塵器積料，壓住拉鏈機(jī)致使生料磨被迫停機(jī)事故，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)過(guò)因處理不及時(shí)危及窯正常運(yùn)轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。為避免這種現(xiàn)象，我們把拉鏈機(jī)和下料器應(yīng)答信號(hào)引進(jìn)中控，同時(shí)為防止拉鏈機(jī)液力耦合器與聯(lián)軸器連接的尼龍棒斷裂或斷鏈而電動(dòng)機(jī)依然運(yùn)行現(xiàn)象，采取在拉鏈機(jī)頭輪部位用接近開(kāi)關(guān)提供脈沖信號(hào)給DCS，檢測(cè)其運(yùn)行。通過(guò)改造，中控能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)不正常情況，同時(shí)也大大縮短了處理事故的時(shí)間。

其他設(shè)備也有同樣的問(wèn)題，如砂巖PXZ0506旋回式破碎機(jī)，其控制部分和配套稀油站起初沒(méi)有DCS控制，同時(shí)軸瓦溫度和電動(dòng)機(jī)電流沒(méi)有檢測(cè)，調(diào)試中出現(xiàn)因稀油站斷油而軸瓦溫度高燒瓦現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)。后來(lái)中控控制部分雖經(jīng)廠方修復(fù)，但檢測(cè)還是不到位。為改變這種狀況，我們采取在破碎機(jī)軸瓦部分加測(cè)溫?zé)犭娮?，現(xiàn)場(chǎng)加溫控儀表，瓦溫一方面提供給現(xiàn)場(chǎng)巡檢，一方面提供給中控DCS。瓦溫超過(guò)規(guī)定值時(shí)DCS系統(tǒng)保護(hù)跳停；同時(shí)把電動(dòng)機(jī)電流信號(hào)引進(jìn)中控，這樣現(xiàn)場(chǎng)與中控都有檢測(cè)信號(hào)，保證了設(shè)備正常運(yùn)行。因此，設(shè)備的各種檢測(cè)信號(hào)（溫度、壓力、電流和功率等）對(duì)保護(hù)設(shè)備、提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量及降低消耗都具有十分重要的作用，這就要求對(duì)設(shè)備的各種控制信號(hào)做到準(zhǔn)確、齊全。

4 系統(tǒng)COM電源丟失

我公司Z生產(chǎn)線煤粉制備系統(tǒng)在一次正常運(yùn)行中，曾出現(xiàn)系統(tǒng)備妥全部丟失故障，致使整個(gè)系統(tǒng)失去DCS控制。當(dāng)時(shí)用萬(wàn)用表檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)總COM接地，導(dǎo)致總COM控制開(kāi)關(guān)跳閘，于是對(duì)每個(gè)支路COM進(jìn)行檢查，確定無(wú)故障后，對(duì)系統(tǒng)COM排相互連線進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)入煤粉倉(cāng)皮帶COM進(jìn)線上除了相互連線外，還有一根線，當(dāng)時(shí)為急需恢復(fù)生產(chǎn)把其拆除，用萬(wàn)用表檢測(cè)無(wú)接地，合上總COM控制開(kāi)關(guān)正常。此后對(duì)此線進(jìn)行追查，發(fā)現(xiàn)在電氣施工中，施工人員把DCS檢測(cè)皮帶機(jī)的拉繩信號(hào)沒(méi)有按設(shè)計(jì)圖接到相應(yīng)端子排上，即沒(méi)有用該支路COM開(kāi)關(guān)控制，而是直接把提供給DCS拉繩信號(hào)的常開(kāi)觸點(diǎn)一端接在總COM連線上，因現(xiàn)場(chǎng)拉繩信號(hào)受潮，線路接地，致使總COM線接地跳閘。通過(guò)這次事故，對(duì)其他子項(xiàng)COM電源控制線路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)也有類似現(xiàn)象并對(duì)其進(jìn)行整改。此外發(fā)現(xiàn)一些料位計(jì)、料位開(kāi)關(guān)也有接借其他設(shè)備COM電源的現(xiàn)象，這說(shuō)明安裝單位的施工質(zhì)量對(duì)電氣控制的正常運(yùn)行也極其重要。

5 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備已停止運(yùn)行而中控仍有應(yīng)答信號(hào)

我公司X分廠石灰石堆料機(jī)在生產(chǎn)中偶爾出現(xiàn)中控驅(qū)動(dòng)取消后，現(xiàn)場(chǎng)堆料皮帶停止而后面給料皮帶沒(méi)有連鎖停機(jī)仍給料，造成壓料的現(xiàn)象，影響了生產(chǎn)。對(duì)此經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，DCS驅(qū)動(dòng)命令取消后，堆料機(jī)PLC使堆料皮帶停止運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)停止而中控仍出現(xiàn)堆料機(jī)應(yīng)答信號(hào)，而此應(yīng)答信號(hào)與給料皮帶連鎖，即堆料機(jī)應(yīng)答信號(hào)只要不取消，后面設(shè)備不能連鎖停機(jī)。對(duì)應(yīng)答信號(hào)檢查，發(fā)現(xiàn)應(yīng)答線上有較強(qiáng)的感應(yīng)電，原因是石灰石堆棚和原料調(diào)配電力室距離遠(yuǎn)，控制電纜和動(dòng)力電纜又沒(méi)有完全隔離，致使線路有強(qiáng)感應(yīng)電壓，而此又使DCS模塊通道接通，故中控收到堆料機(jī)應(yīng)答信號(hào)。對(duì)此，我們?cè)诙蚜蠙C(jī)應(yīng)答線上并一個(gè)分壓繼電器來(lái)消除感應(yīng)現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，取得了良好效果。同樣問(wèn)題在熟料除塵器和煤磨除塵器上也有發(fā)生。分析原因主要是電纜敷設(shè)時(shí)未按電氣規(guī)范施工，即：控制電纜和動(dòng)力電纜在敷設(shè)時(shí)要盡量錯(cuò)開(kāi)，如果必須放在一起，兩者之間的距離要≥60mm。endprint

【摘 要】 隨著集散式DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用，新型干法水泥生產(chǎn)線電氣控制設(shè)備自動(dòng)化程度日益提高，保證控制部分的可靠性，降低其故障率，對(duì)確保整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行具有非常關(guān)鍵的作用。本文總結(jié)了我公司幾條生產(chǎn)線在生產(chǎn)或調(diào)試過(guò)程中遇到的電氣類故障，談一談其處理的方法。

【關(guān)鍵詞】 電氣控制 分析 處理

1 電路虛接造成DCS系統(tǒng)信號(hào)振蕩輸出

我公司F廠2013年7月某天，中控顯示水泥出磨提升機(jī)運(yùn)行指示閃爍，與其連鎖設(shè)備跳停。電氣維修人員在電力室檢查發(fā)現(xiàn)其接觸器在不停地吸合、斷開(kāi)。斷開(kāi)控制電源后，接觸器斷開(kāi)，提升機(jī)正常停車，再開(kāi)機(jī)正常。在檢修期間又對(duì)該設(shè)備控制線路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)是DCS一個(gè)輸入點(diǎn)接線虛接，緊線后故障未再發(fā)生。

理論分析：控制原理圖見(jiàn)圖1所示。其中a為虛接位置，KM為控制電動(dòng)機(jī)的接觸器，K1為控制KM的中間繼電器。圖2為提升機(jī)的DCS運(yùn)行時(shí)序圖。

假設(shè)在t0時(shí)刻設(shè)備運(yùn)行正常，KM1吸合，I0.0有輸入，Q0.0有輸出。設(shè)從Q點(diǎn)停止輸出信號(hào)到I0.0發(fā)現(xiàn)輸入信號(hào)斷開(kāi)的時(shí)間周期為△t1，從Q點(diǎn)停止輸出信號(hào)到接觸器斷開(kāi)時(shí)間周期為為△t2。假設(shè)在t1時(shí)刻，接線圖中a點(diǎn)突然虛接并在△t1內(nèi)的t2時(shí)刻恢復(fù)接通。這樣，當(dāng)接觸器KM經(jīng)過(guò)△t2到達(dá)t3時(shí)刻斷電時(shí)，I0.0和Q0.0又會(huì)有信號(hào)使得K1得電去使KM閉合；而Q0.0在t5～t6時(shí)間的信號(hào)斷開(kāi)，又會(huì)使KM去斷開(kāi)。因此DCS系統(tǒng)振蕩輸出，直至外力干涉停止。從圖2可以看出，如果虛接脈沖時(shí)間大于△t1，即在t5時(shí)刻以后再恢復(fù)有電狀態(tài)，則接觸器KM已經(jīng)斷開(kāi)，Q點(diǎn)會(huì)繼續(xù)停止輸出，完成正常停車，也就不會(huì)出現(xiàn)上述振蕩現(xiàn)象。

解決方法：（1）及時(shí)緊線，在每次檢修期間都要對(duì)電氣設(shè)備各控制回路進(jìn)行檢查緊線，盡可能消除安全隱患；（2）對(duì)于這類故障要認(rèn)識(shí)其嚴(yán)重的危害性，不能急于開(kāi)機(jī)，盡可能地查清故障點(diǎn)并給予消除，防止故障的再次發(fā)生；（3）因虛接點(diǎn)脈沖必須小于△t1才能發(fā)生振蕩現(xiàn)象，故還可以在DCS程序中加入時(shí)間繼電器進(jìn)行延時(shí)，當(dāng)虛接脈沖的時(shí)間小于△t1，系統(tǒng)不予理會(huì)。

2 高壓柜啟動(dòng)時(shí)頻繁跳閘

我公司H生產(chǎn)線高壓柜采用6kv中置式KYN—28型，基本原理見(jiàn)圖3所示。對(duì)高壓電動(dòng)機(jī)可分別從中控和機(jī)旁啟動(dòng)。在生產(chǎn)過(guò)程中啟動(dòng)煤磨主電動(dòng)機(jī)時(shí)，機(jī)旁啟動(dòng)正常，中控啟動(dòng)時(shí)，高壓柜真空斷路器合閘但瞬間備妥丟失并跳閘，跳閘后備妥又恢復(fù)，檢查機(jī)旁按鈕盒和高壓柜控制線路沒(méi)有松動(dòng)現(xiàn)象，跳閘回路也無(wú)故障現(xiàn)象。經(jīng)仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題出在真空斷路器上。

中控啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)前，斷路器儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)動(dòng)作，其操作機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)S1閉合，按鈕盒鑰匙開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到中控位置，中間繼電器KA1得電閉合，711線得電，中控備妥。中控在連鎖條件都滿足后，發(fā)出驅(qū)動(dòng)命令，斷路器HK合閘線圈得電，致使儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)釋能，其操作機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)S1斷開(kāi)；與此同時(shí)，斷路器合閘，與S1并聯(lián)的輔助點(diǎn)接通，使備妥長(zhǎng)期保持，同時(shí)斷路器另一輔助常開(kāi)觸點(diǎn)HK閉合，713線得電，中控收到應(yīng)答信號(hào)，完成正常的操作。但由于使用一段時(shí)間后儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)S1和斷路器輔助常開(kāi)觸點(diǎn)HK同步性不協(xié)調(diào)，造成備妥信號(hào)丟失而中控驅(qū)動(dòng)命令取消，致使斷路器又跳閘。

解決的方法：把701線和703線短接，即通過(guò)轉(zhuǎn)換鑰匙開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到中控位置時(shí)，KA1即得電而有備妥信號(hào)。經(jīng)過(guò)這樣的改動(dòng)，從未再出現(xiàn)以前類似的情況，生產(chǎn)保證了正常。

3 設(shè)備檢測(cè)信號(hào)不齊全

公司C生產(chǎn)線窯頭、窯尾電除塵器采用GGAj02K型高壓硅整流設(shè)備，其控制可采用手動(dòng)和DCS兩種方式。在中控位置時(shí)，DCS驅(qū)動(dòng)后，低壓控制柜運(yùn)行，但除塵器FU拉鏈機(jī)和下料器控制部分沒(méi)有檢測(cè)信號(hào)反饋到中控，不能顯示其是否運(yùn)行正常。在調(diào)試和生產(chǎn)中，我們遇到過(guò)因下料器電動(dòng)機(jī)過(guò)載跳停和拉鏈機(jī)液力耦合器與聯(lián)軸器連接的尼龍棒斷裂，而中控收不到檢測(cè)信號(hào)和巡檢工檢查不到位，出現(xiàn)電除塵器積料，壓住拉鏈機(jī)致使生料磨被迫停機(jī)事故，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)過(guò)因處理不及時(shí)危及窯正常運(yùn)轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。為避免這種現(xiàn)象，我們把拉鏈機(jī)和下料器應(yīng)答信號(hào)引進(jìn)中控，同時(shí)為防止拉鏈機(jī)液力耦合器與聯(lián)軸器連接的尼龍棒斷裂或斷鏈而電動(dòng)機(jī)依然運(yùn)行現(xiàn)象，采取在拉鏈機(jī)頭輪部位用接近開(kāi)關(guān)提供脈沖信號(hào)給DCS，檢測(cè)其運(yùn)行。通過(guò)改造，中控能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)不正常情況，同時(shí)也大大縮短了處理事故的時(shí)間。

其他設(shè)備也有同樣的問(wèn)題，如砂巖PXZ0506旋回式破碎機(jī)，其控制部分和配套稀油站起初沒(méi)有DCS控制，同時(shí)軸瓦溫度和電動(dòng)機(jī)電流沒(méi)有檢測(cè)，調(diào)試中出現(xiàn)因稀油站斷油而軸瓦溫度高燒瓦現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)。后來(lái)中控控制部分雖經(jīng)廠方修復(fù)，但檢測(cè)還是不到位。為改變這種狀況，我們采取在破碎機(jī)軸瓦部分加測(cè)溫?zé)犭娮?，現(xiàn)場(chǎng)加溫控儀表，瓦溫一方面提供給現(xiàn)場(chǎng)巡檢，一方面提供給中控DCS。瓦溫超過(guò)規(guī)定值時(shí)DCS系統(tǒng)保護(hù)跳停；同時(shí)把電動(dòng)機(jī)電流信號(hào)引進(jìn)中控，這樣現(xiàn)場(chǎng)與中控都有檢測(cè)信號(hào)，保證了設(shè)備正常運(yùn)行。因此，設(shè)備的各種檢測(cè)信號(hào)（溫度、壓力、電流和功率等）對(duì)保護(hù)設(shè)備、提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量及降低消耗都具有十分重要的作用，這就要求對(duì)設(shè)備的各種控制信號(hào)做到準(zhǔn)確、齊全。

4 系統(tǒng)COM電源丟失

我公司Z生產(chǎn)線煤粉制備系統(tǒng)在一次正常運(yùn)行中，曾出現(xiàn)系統(tǒng)備妥全部丟失故障，致使整個(gè)系統(tǒng)失去DCS控制。當(dāng)時(shí)用萬(wàn)用表檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)總COM接地，導(dǎo)致總COM控制開(kāi)關(guān)跳閘，于是對(duì)每個(gè)支路COM進(jìn)行檢查，確定無(wú)故障后，對(duì)系統(tǒng)COM排相互連線進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)入煤粉倉(cāng)皮帶COM進(jìn)線上除了相互連線外，還有一根線，當(dāng)時(shí)為急需恢復(fù)生產(chǎn)把其拆除，用萬(wàn)用表檢測(cè)無(wú)接地，合上總COM控制開(kāi)關(guān)正常。此后對(duì)此線進(jìn)行追查，發(fā)現(xiàn)在電氣施工中，施工人員把DCS檢測(cè)皮帶機(jī)的拉繩信號(hào)沒(méi)有按設(shè)計(jì)圖接到相應(yīng)端子排上，即沒(méi)有用該支路COM開(kāi)關(guān)控制，而是直接把提供給DCS拉繩信號(hào)的常開(kāi)觸點(diǎn)一端接在總COM連線上，因現(xiàn)場(chǎng)拉繩信號(hào)受潮，線路接地，致使總COM線接地跳閘。通過(guò)這次事故，對(duì)其他子項(xiàng)COM電源控制線路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)也有類似現(xiàn)象并對(duì)其進(jìn)行整改。此外發(fā)現(xiàn)一些料位計(jì)、料位開(kāi)關(guān)也有接借其他設(shè)備COM電源的現(xiàn)象，這說(shuō)明安裝單位的施工質(zhì)量對(duì)電氣控制的正常運(yùn)行也極其重要。

5 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備已停止運(yùn)行而中控仍有應(yīng)答信號(hào)

我公司X分廠石灰石堆料機(jī)在生產(chǎn)中偶爾出現(xiàn)中控驅(qū)動(dòng)取消后，現(xiàn)場(chǎng)堆料皮帶停止而后面給料皮帶沒(méi)有連鎖停機(jī)仍給料，造成壓料的現(xiàn)象，影響了生產(chǎn)。對(duì)此經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，DCS驅(qū)動(dòng)命令取消后，堆料機(jī)PLC使堆料皮帶停止運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)停止而中控仍出現(xiàn)堆料機(jī)應(yīng)答信號(hào)，而此應(yīng)答信號(hào)與給料皮帶連鎖，即堆料機(jī)應(yīng)答信號(hào)只要不取消，后面設(shè)備不能連鎖停機(jī)。對(duì)應(yīng)答信號(hào)檢查，發(fā)現(xiàn)應(yīng)答線上有較強(qiáng)的感應(yīng)電，原因是石灰石堆棚和原料調(diào)配電力室距離遠(yuǎn)，控制電纜和動(dòng)力電纜又沒(méi)有完全隔離，致使線路有強(qiáng)感應(yīng)電壓，而此又使DCS模塊通道接通，故中控收到堆料機(jī)應(yīng)答信號(hào)。對(duì)此，我們?cè)诙蚜蠙C(jī)應(yīng)答線上并一個(gè)分壓繼電器來(lái)消除感應(yīng)現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，取得了良好效果。同樣問(wèn)題在熟料除塵器和煤磨除塵器上也有發(fā)生。分析原因主要是電纜敷設(shè)時(shí)未按電氣規(guī)范施工，即：控制電纜和動(dòng)力電纜在敷設(shè)時(shí)要盡量錯(cuò)開(kāi)，如果必須放在一起，兩者之間的距離要≥60mm。endprint

【摘 要】 隨著集散式DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用，新型干法水泥生產(chǎn)線電氣控制設(shè)備自動(dòng)化程度日益提高，保證控制部分的可靠性，降低其故障率，對(duì)確保整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行具有非常關(guān)鍵的作用。本文總結(jié)了我公司幾條生產(chǎn)線在生產(chǎn)或調(diào)試過(guò)程中遇到的電氣類故障，談一談其處理的方法。

【關(guān)鍵詞】 電氣控制 分析 處理

1 電路虛接造成DCS系統(tǒng)信號(hào)振蕩輸出

我公司F廠2013年7月某天，中控顯示水泥出磨提升機(jī)運(yùn)行指示閃爍，與其連鎖設(shè)備跳停。電氣維修人員在電力室檢查發(fā)現(xiàn)其接觸器在不停地吸合、斷開(kāi)。斷開(kāi)控制電源后，接觸器斷開(kāi)，提升機(jī)正常停車，再開(kāi)機(jī)正常。在檢修期間又對(duì)該設(shè)備控制線路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)是DCS一個(gè)輸入點(diǎn)接線虛接，緊線后故障未再發(fā)生。

理論分析：控制原理圖見(jiàn)圖1所示。其中a為虛接位置，KM為控制電動(dòng)機(jī)的接觸器，K1為控制KM的中間繼電器。圖2為提升機(jī)的DCS運(yùn)行時(shí)序圖。

假設(shè)在t0時(shí)刻設(shè)備運(yùn)行正常，KM1吸合，I0.0有輸入，Q0.0有輸出。設(shè)從Q點(diǎn)停止輸出信號(hào)到I0.0發(fā)現(xiàn)輸入信號(hào)斷開(kāi)的時(shí)間周期為△t1，從Q點(diǎn)停止輸出信號(hào)到接觸器斷開(kāi)時(shí)間周期為為△t2。假設(shè)在t1時(shí)刻，接線圖中a點(diǎn)突然虛接并在△t1內(nèi)的t2時(shí)刻恢復(fù)接通。這樣，當(dāng)接觸器KM經(jīng)過(guò)△t2到達(dá)t3時(shí)刻斷電時(shí)，I0.0和Q0.0又會(huì)有信號(hào)使得K1得電去使KM閉合；而Q0.0在t5～t6時(shí)間的信號(hào)斷開(kāi)，又會(huì)使KM去斷開(kāi)。因此DCS系統(tǒng)振蕩輸出，直至外力干涉停止。從圖2可以看出，如果虛接脈沖時(shí)間大于△t1，即在t5時(shí)刻以后再恢復(fù)有電狀態(tài)，則接觸器KM已經(jīng)斷開(kāi)，Q點(diǎn)會(huì)繼續(xù)停止輸出，完成正常停車，也就不會(huì)出現(xiàn)上述振蕩現(xiàn)象。

解決方法：（1）及時(shí)緊線，在每次檢修期間都要對(duì)電氣設(shè)備各控制回路進(jìn)行檢查緊線，盡可能消除安全隱患；（2）對(duì)于這類故障要認(rèn)識(shí)其嚴(yán)重的危害性，不能急于開(kāi)機(jī)，盡可能地查清故障點(diǎn)并給予消除，防止故障的再次發(fā)生；（3）因虛接點(diǎn)脈沖必須小于△t1才能發(fā)生振蕩現(xiàn)象，故還可以在DCS程序中加入時(shí)間繼電器進(jìn)行延時(shí)，當(dāng)虛接脈沖的時(shí)間小于△t1，系統(tǒng)不予理會(huì)。

2 高壓柜啟動(dòng)時(shí)頻繁跳閘

我公司H生產(chǎn)線高壓柜采用6kv中置式KYN—28型，基本原理見(jiàn)圖3所示。對(duì)高壓電動(dòng)機(jī)可分別從中控和機(jī)旁啟動(dòng)。在生產(chǎn)過(guò)程中啟動(dòng)煤磨主電動(dòng)機(jī)時(shí)，機(jī)旁啟動(dòng)正常，中控啟動(dòng)時(shí)，高壓柜真空斷路器合閘但瞬間備妥丟失并跳閘，跳閘后備妥又恢復(fù)，檢查機(jī)旁按鈕盒和高壓柜控制線路沒(méi)有松動(dòng)現(xiàn)象，跳閘回路也無(wú)故障現(xiàn)象。經(jīng)仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題出在真空斷路器上。

中控啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)前，斷路器儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)動(dòng)作，其操作機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)S1閉合，按鈕盒鑰匙開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到中控位置，中間繼電器KA1得電閉合，711線得電，中控備妥。中控在連鎖條件都滿足后，發(fā)出驅(qū)動(dòng)命令，斷路器HK合閘線圈得電，致使儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)釋能，其操作機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)S1斷開(kāi)；與此同時(shí)，斷路器合閘，與S1并聯(lián)的輔助點(diǎn)接通，使備妥長(zhǎng)期保持，同時(shí)斷路器另一輔助常開(kāi)觸點(diǎn)HK閉合，713線得電，中控收到應(yīng)答信號(hào)，完成正常的操作。但由于使用一段時(shí)間后儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)S1和斷路器輔助常開(kāi)觸點(diǎn)HK同步性不協(xié)調(diào)，造成備妥信號(hào)丟失而中控驅(qū)動(dòng)命令取消，致使斷路器又跳閘。

解決的方法：把701線和703線短接，即通過(guò)轉(zhuǎn)換鑰匙開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到中控位置時(shí)，KA1即得電而有備妥信號(hào)。經(jīng)過(guò)這樣的改動(dòng)，從未再出現(xiàn)以前類似的情況，生產(chǎn)保證了正常。

3 設(shè)備檢測(cè)信號(hào)不齊全

公司C生產(chǎn)線窯頭、窯尾電除塵器采用GGAj02K型高壓硅整流設(shè)備，其控制可采用手動(dòng)和DCS兩種方式。在中控位置時(shí)，DCS驅(qū)動(dòng)后，低壓控制柜運(yùn)行，但除塵器FU拉鏈機(jī)和下料器控制部分沒(méi)有檢測(cè)信號(hào)反饋到中控，不能顯示其是否運(yùn)行正常。在調(diào)試和生產(chǎn)中，我們遇到過(guò)因下料器電動(dòng)機(jī)過(guò)載跳停和拉鏈機(jī)液力耦合器與聯(lián)軸器連接的尼龍棒斷裂，而中控收不到檢測(cè)信號(hào)和巡檢工檢查不到位，出現(xiàn)電除塵器積料，壓住拉鏈機(jī)致使生料磨被迫停機(jī)事故，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)過(guò)因處理不及時(shí)危及窯正常運(yùn)轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。為避免這種現(xiàn)象，我們把拉鏈機(jī)和下料器應(yīng)答信號(hào)引進(jìn)中控，同時(shí)為防止拉鏈機(jī)液力耦合器與聯(lián)軸器連接的尼龍棒斷裂或斷鏈而電動(dòng)機(jī)依然運(yùn)行現(xiàn)象，采取在拉鏈機(jī)頭輪部位用接近開(kāi)關(guān)提供脈沖信號(hào)給DCS，檢測(cè)其運(yùn)行。通過(guò)改造，中控能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)不正常情況，同時(shí)也大大縮短了處理事故的時(shí)間。

其他設(shè)備也有同樣的問(wèn)題，如砂巖PXZ0506旋回式破碎機(jī)，其控制部分和配套稀油站起初沒(méi)有DCS控制，同時(shí)軸瓦溫度和電動(dòng)機(jī)電流沒(méi)有檢測(cè)，調(diào)試中出現(xiàn)因稀油站斷油而軸瓦溫度高燒瓦現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)。后來(lái)中控控制部分雖經(jīng)廠方修復(fù)，但檢測(cè)還是不到位。為改變這種狀況，我們采取在破碎機(jī)軸瓦部分加測(cè)溫?zé)犭娮?，現(xiàn)場(chǎng)加溫控儀表，瓦溫一方面提供給現(xiàn)場(chǎng)巡檢，一方面提供給中控DCS。瓦溫超過(guò)規(guī)定值時(shí)DCS系統(tǒng)保護(hù)跳停；同時(shí)把電動(dòng)機(jī)電流信號(hào)引進(jìn)中控，這樣現(xiàn)場(chǎng)與中控都有檢測(cè)信號(hào)，保證了設(shè)備正常運(yùn)行。因此，設(shè)備的各種檢測(cè)信號(hào)（溫度、壓力、電流和功率等）對(duì)保護(hù)設(shè)備、提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量及降低消耗都具有十分重要的作用，這就要求對(duì)設(shè)備的各種控制信號(hào)做到準(zhǔn)確、齊全。

4 系統(tǒng)COM電源丟失

我公司Z生產(chǎn)線煤粉制備系統(tǒng)在一次正常運(yùn)行中，曾出現(xiàn)系統(tǒng)備妥全部丟失故障，致使整個(gè)系統(tǒng)失去DCS控制。當(dāng)時(shí)用萬(wàn)用表檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)總COM接地，導(dǎo)致總COM控制開(kāi)關(guān)跳閘，于是對(duì)每個(gè)支路COM進(jìn)行檢查，確定無(wú)故障后，對(duì)系統(tǒng)COM排相互連線進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)入煤粉倉(cāng)皮帶COM進(jìn)線上除了相互連線外，還有一根線，當(dāng)時(shí)為急需恢復(fù)生產(chǎn)把其拆除，用萬(wàn)用表檢測(cè)無(wú)接地，合上總COM控制開(kāi)關(guān)正常。此后對(duì)此線進(jìn)行追查，發(fā)現(xiàn)在電氣施工中，施工人員把DCS檢測(cè)皮帶機(jī)的拉繩信號(hào)沒(méi)有按設(shè)計(jì)圖接到相應(yīng)端子排上，即沒(méi)有用該支路COM開(kāi)關(guān)控制，而是直接把提供給DCS拉繩信號(hào)的常開(kāi)觸點(diǎn)一端接在總COM連線上，因現(xiàn)場(chǎng)拉繩信號(hào)受潮，線路接地，致使總COM線接地跳閘。通過(guò)這次事故，對(duì)其他子項(xiàng)COM電源控制線路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)也有類似現(xiàn)象并對(duì)其進(jìn)行整改。此外發(fā)現(xiàn)一些料位計(jì)、料位開(kāi)關(guān)也有接借其他設(shè)備COM電源的現(xiàn)象，這說(shuō)明安裝單位的施工質(zhì)量對(duì)電氣控制的正常運(yùn)行也極其重要。

5 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備已停止運(yùn)行而中控仍有應(yīng)答信號(hào)

我公司X分廠石灰石堆料機(jī)在生產(chǎn)中偶爾出現(xiàn)中控驅(qū)動(dòng)取消后，現(xiàn)場(chǎng)堆料皮帶停止而后面給料皮帶沒(méi)有連鎖停機(jī)仍給料，造成壓料的現(xiàn)象，影響了生產(chǎn)。對(duì)此經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，DCS驅(qū)動(dòng)命令取消后，堆料機(jī)PLC使堆料皮帶停止運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)停止而中控仍出現(xiàn)堆料機(jī)應(yīng)答信號(hào)，而此應(yīng)答信號(hào)與給料皮帶連鎖，即堆料機(jī)應(yīng)答信號(hào)只要不取消，后面設(shè)備不能連鎖停機(jī)。對(duì)應(yīng)答信號(hào)檢查，發(fā)現(xiàn)應(yīng)答線上有較強(qiáng)的感應(yīng)電，原因是石灰石堆棚和原料調(diào)配電力室距離遠(yuǎn)，控制電纜和動(dòng)力電纜又沒(méi)有完全隔離，致使線路有強(qiáng)感應(yīng)電壓，而此又使DCS模塊通道接通，故中控收到堆料機(jī)應(yīng)答信號(hào)。對(duì)此，我們?cè)诙蚜蠙C(jī)應(yīng)答線上并一個(gè)分壓繼電器來(lái)消除感應(yīng)現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，取得了良好效果。同樣問(wèn)題在熟料除塵器和煤磨除塵器上也有發(fā)生。分析原因主要是電纜敷設(shè)時(shí)未按電氣規(guī)范施工，即：控制電纜和動(dòng)力電纜在敷設(shè)時(shí)要盡量錯(cuò)開(kāi)，如果必須放在一起，兩者之間的距離要≥60mm。endprint