PLC&變頻器控制機(jī)車使用中的故障分析

侯巍煒 王劍灝

摘要：科技的快速發(fā)展和進(jìn)步，控制系統(tǒng)越來(lái)越先進(jìn)，也更加智能。本篇文章通過(guò)對(duì)PLC&變頻器控制機(jī)車使用中的故障問(wèn)題進(jìn)行分析研究，并且提出一定解決意見，為機(jī)車的安全發(fā)展提供一定參考。

關(guān)鍵詞：PLC;變頻器控制;機(jī)車使用;故障

0 ?引言

所謂的PLC是指可編程控制器，通過(guò)利用該控制程序能夠提高機(jī)車運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。另外該系統(tǒng)本身具有較強(qiáng)的抗干擾能力等特點(diǎn)，能夠?qū)ζ嚨倪\(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。之后還能夠?qū)⑾嚓P(guān)數(shù)據(jù)傳輸給維修人員，維修人員能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析研究后及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題，做出相應(yīng)的解決對(duì)策。因此，在目前工業(yè)發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，廣泛地使用PLC對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理。除了用該系統(tǒng)之外，在目前的設(shè)備運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中還使用變頻器對(duì)整體進(jìn)行控制，將二者相結(jié)合能夠使系統(tǒng)性能更加穩(wěn)定安全，能夠有效的促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。本篇文章通過(guò)對(duì)該技術(shù)在使用過(guò)程當(dāng)中存在的故障問(wèn)題進(jìn)行分析研究，對(duì)于行業(yè)的發(fā)展來(lái)講具有非常重要的意義。

1 ?變頻器過(guò)壓過(guò)流報(bào)警及制動(dòng)電阻燒毀問(wèn)題

機(jī)車在運(yùn)行當(dāng)中，機(jī)車抓斗的下降或減速工作過(guò)程都會(huì)使電機(jī)發(fā)生反向旋轉(zhuǎn)。但整體仍舊朝著正向輸出力，電機(jī)所產(chǎn)生的能量需要輸送到變頻器，再通過(guò)變頻器供給整個(gè)機(jī)車。如果變頻器沒(méi)有及時(shí)的將能量輸送到機(jī)車當(dāng)中，就會(huì)使變頻器出現(xiàn)直流回路過(guò)壓、過(guò)流的問(wèn)題。一旦出現(xiàn)該問(wèn)題，會(huì)直接影響到機(jī)車的安全性和穩(wěn)定性。因此在機(jī)車過(guò)程中需要利用制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻保障變頻器工作的安全性和穩(wěn)定性，并且要延長(zhǎng)變頻器的減速時(shí)能夠這樣能夠保障電能的順利釋放，降低變頻器的熱量，延長(zhǎng)變頻器的使用壽命。

2 ?機(jī)車24V電源零電位漂移故障

對(duì)于機(jī)車控制系統(tǒng)來(lái)講，在實(shí)際的機(jī)車過(guò)程當(dāng)中，利用到24V電源的設(shè)備有以下幾種。變頻器、PLC都有自己獨(dú)立的24V電源設(shè)備，這是由于整個(gè)汽車的控制系統(tǒng)中具有較多的24V回路，為了保障變頻器和PLC的正常工作，為其配備了單獨(dú)的24V電源。由此可見，在汽車的整個(gè)控制系統(tǒng)當(dāng)中，有三個(gè)24V電源，分別是變頻器的24V電源、PLC的24V電源以及整個(gè)控制系統(tǒng)的24V電源。這三個(gè)24V電源在機(jī)車過(guò)程當(dāng)中，如果存在不等電位的現(xiàn)象，就會(huì)引發(fā)故障問(wèn)題。以下針對(duì)兩項(xiàng)主要的故障問(wèn)題進(jìn)行具體的分析，并且提出一定的解決意見。

故障問(wèn)題一，在對(duì)控制系統(tǒng)供電之后，發(fā)現(xiàn)變頻器并沒(méi)有輸入調(diào)速信號(hào)，但屏幕卻顯示了20ma的模擬量，當(dāng)機(jī)車進(jìn)入運(yùn)行時(shí)，無(wú)法正常的進(jìn)行調(diào)速。通過(guò)對(duì)變頻器的輸入端、輸入電阻、信號(hào)電纜等內(nèi)容進(jìn)行檢查后發(fā)現(xiàn)并不存在問(wèn)題，更換PLC的模塊后，還會(huì)出現(xiàn)相同的故障問(wèn)題。將變頻器的一根線纜拆掉，發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題仍舊存在，這就能表明故障問(wèn)題并不發(fā)生在變頻器。通過(guò)對(duì)PLC的模塊進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)模塊的24V電源一端對(duì)地電壓達(dá)到-24V，這就導(dǎo)致整體的電位存在電位差，最終導(dǎo)致故障的發(fā)生。

問(wèn)題一的解決措施，對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行檢查，首先要檢查故障是否是典型的正端接地問(wèn)題。在檢查后排除了該問(wèn)題的可能性，判斷是電源內(nèi)部存在問(wèn)題。通過(guò)翻看電源手冊(cè)能夠了解到，一旦發(fā)生該問(wèn)題可以直接將電源負(fù)端與大地相連，從而保證電源的值為零。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中需要注意的是，要確認(rèn)電源正端沒(méi)有接地，否則會(huì)使電源短路燒毀電源。

故障問(wèn)題二，PLC系統(tǒng)在機(jī)車運(yùn)行時(shí)各輸入點(diǎn)信號(hào)燈會(huì)集體熄滅，但瞬間又會(huì)恢復(fù)正常。這一問(wèn)題與PLC的24V電源有關(guān)，PLC在運(yùn)行時(shí)利用24V電壓，其內(nèi)部有相應(yīng)的繼電器保證PLC的正常運(yùn)行。如果電源內(nèi)部電位差小于24V，繼電器就會(huì)釋放信號(hào)，信號(hào)燈就會(huì)熄滅。通過(guò)檢查后發(fā)現(xiàn)電位的一端與另一個(gè)24V電源相連，PLC在運(yùn)行時(shí)，任何一個(gè)電器波動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部電位差小于24V。

問(wèn)題二的解決對(duì)策，將PLC的兩端都接在同一個(gè)24V電源上，這樣即使電源出現(xiàn)波動(dòng)，也能夠保證PLC內(nèi)部信號(hào)的穩(wěn)定，消除上述故障問(wèn)題。

3 ?機(jī)車電源質(zhì)量較差，導(dǎo)致變頻器內(nèi)部短路

機(jī)車在運(yùn)行一段時(shí)間后，變頻器就會(huì)經(jīng)常發(fā)生故障問(wèn)題，甚至是變頻器短路，變頻器一旦短路需要及時(shí)的進(jìn)行修復(fù)，但修復(fù)成本較高。而更換新的變頻器不久后又會(huì)出現(xiàn)同樣的問(wèn)題。將該問(wèn)題反饋給廠家之后，廠家說(shuō)是機(jī)車本身的電源質(zhì)量較差導(dǎo)致該問(wèn)題的發(fā)生。通過(guò)檢測(cè)確實(shí)發(fā)現(xiàn)電源本身的質(zhì)量可能存在問(wèn)題，通過(guò)按照廠家的要求安裝了電源濾波器后，問(wèn)題的發(fā)生概率明顯降低，變頻器也未曾出現(xiàn)短路問(wèn)題。針對(duì)所有發(fā)生過(guò)該問(wèn)題的機(jī)車都安裝了電源濾波器，未曾再出現(xiàn)變頻器內(nèi)部短路故障的問(wèn)題。

3.1 變頻器參數(shù)設(shè)置存在問(wèn)題，導(dǎo)致機(jī)車出現(xiàn)故障問(wèn)題

故障問(wèn)題一，機(jī)車在空載時(shí)升降都能夠正常工作，但是在抓料上升時(shí)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的抖動(dòng)現(xiàn)象，上升速度十分緩慢，嚴(yán)重情況下無(wú)法正常抓料上升，甚至?xí)诹象w的重力影響下發(fā)生下降問(wèn)題。抓斗工作屬于重載啟動(dòng)工作當(dāng)中的一項(xiàng)內(nèi)容，變頻器在該工作當(dāng)中需要一段時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，在調(diào)整時(shí)就會(huì)導(dǎo)致抓斗無(wú)法正常抓起物體。變頻器當(dāng)中有一組參數(shù)能夠?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行控制，這樣就能夠解決該問(wèn)題，但是需要注意的是不能夠?qū)υ搮?shù)進(jìn)行一味的調(diào)整，否則會(huì)導(dǎo)致變頻器在工作當(dāng)中出現(xiàn)過(guò)流的故障問(wèn)題。

故障問(wèn)題二，機(jī)車在空車時(shí)行走出現(xiàn)嚴(yán)重的抖動(dòng)問(wèn)題，一般出現(xiàn)該問(wèn)題會(huì)對(duì)機(jī)車行走報(bào)閘進(jìn)行故障分析，但通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該部分并未出現(xiàn)問(wèn)題。通過(guò)分析后發(fā)現(xiàn)是變頻器的參數(shù)設(shè)置有誤，在設(shè)置時(shí)，如果P值設(shè)置正確，但Ω值過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致大車在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的抖動(dòng)問(wèn)題。

3.2 變頻器主電源溫度過(guò)高或頻繁斷電，導(dǎo)致變頻器發(fā)生故障問(wèn)題

變頻器手冊(cè)當(dāng)中規(guī)定不能夠根據(jù)變頻器的斷路器分合狀態(tài)來(lái)控制電機(jī)，一旦發(fā)生故障問(wèn)題必須及時(shí)進(jìn)行維修。絕不能切斷整體電源，待信號(hào)自動(dòng)復(fù)位之后再次進(jìn)行運(yùn)行，這樣極易導(dǎo)致電頻器內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重的故障問(wèn)題，影響到整體的運(yùn)行安全。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)利用PLC&變頻控制機(jī)車的運(yùn)行，能夠解決鋼絲繩的平衡問(wèn)題，降低沖擊電流的大小，還能夠減少對(duì)機(jī)械轉(zhuǎn)軸的傷害。同時(shí)利用該方式也能夠更好地保護(hù)變頻器和電機(jī)的正常使用，不會(huì)出現(xiàn)電機(jī)燒毀的情況，發(fā)生對(duì)于行業(yè)的發(fā)展具有非常重要的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王秀.電鍍智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電鍍與精飾，2018，4012：30-32.

[2]沈庫(kù).山西孝龍煤炭物流園區(qū)配煤PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].本鋼技術(shù)，2018，06：19-23.

[3]王卉.PLC與變頻器交流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)[J].信息技術(shù)與信息化，2019，08：68-70.

[4]邢汝達(dá).基于PLC的電刷鍍軌道車控制系統(tǒng)計(jì)[D].燕山大學(xué)，2018.

[5]熊鷹.可編程序邏輯控制器在機(jī)車上的應(yīng)用[J].特種設(shè)備安全技術(shù)，2018，04：51-53.