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文/天津大唐國(guó)際盤山發(fā)電有限責(zé)任公司 林智謀
摘 要：本文通過(guò)對(duì)火電廠輸煤卸車系統(tǒng)B路重車調(diào)車機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)的故障現(xiàn)象及故障排查，就其故障原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的處理與改進(jìn)措施。
關(guān)鍵詞： 重車調(diào)車機(jī) 變頻運(yùn)行 故障分析
一、翻車機(jī)系統(tǒng)說(shuō)明
翻車機(jī)系統(tǒng)是一種大型自動(dòng)卸車系統(tǒng)，可翻卸鐵路敞車所裝載的散粒物料，廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠、港口、冶金、煤炭焦化等大型現(xiàn)代化企業(yè)。本翻車機(jī)卸車系統(tǒng)為單車“C”型折返式翻車卸車系統(tǒng)，該系統(tǒng)由“C”型翻車機(jī)、重車調(diào)車機(jī)(撥車機(jī))、遷車臺(tái)、空車調(diào)車機(jī) (推車機(jī))、夾輪器等單機(jī)設(shè)備組成。
重車調(diào)車機(jī)是翻車機(jī)系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一。它的作用是完成牽調(diào)整列重車，并牽調(diào)已經(jīng)解列的一節(jié)重車于翻車機(jī)上以及推送已翻畢的一節(jié)空車至遷車臺(tái)上；周而復(fù)始，將整列重車進(jìn)行依次解列，推入翻車機(jī)進(jìn)行卸車操作的列車牽引設(shè)備。
二、重車調(diào)車機(jī)控制原理
天津大唐國(guó)際盤山發(fā)電有限責(zé)任公司重車調(diào)車機(jī)采用無(wú)速度傳感器矢量控制結(jié)構(gòu)，一臺(tái)270kW變頻器同時(shí)拖動(dòng)六臺(tái)45kW交流變頻調(diào)速電機(jī)。操作員通過(guò)中控PLC上位機(jī)操作發(fā)出指令，通過(guò)中間繼電器輸出啟、停、正/反轉(zhuǎn)等指令給變頻器，變頻根據(jù)輸入的指令輸出控制重車調(diào)車機(jī)的行進(jìn)方向和速度。
下面以手動(dòng)低速接車指令執(zhí)行過(guò)程為例說(shuō)明重車調(diào)車機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程：（參考圖一、圖二、圖三：重車調(diào)車機(jī)控制原理圖）
1） 操作員操作手動(dòng)發(fā)出接車低速指令；
2） PLC接收接車低速指令，經(jīng)過(guò)邏輯處理，輸出點(diǎn)O:1/184，O:1/185，O:1/193輸出；
3） PLC輸出點(diǎn)控制相應(yīng)中間繼電器k13，k14，k22吸合；
4） 變頻器控制板上的X101端子4、5、6點(diǎn)接收指令。變頻器根據(jù)指令選擇相應(yīng)速度，控制電機(jī)向接車方向低速運(yùn)行。
中速接車、高速接車、低速牽車、中速牽車、高速牽車的指令執(zhí)行過(guò)程與低速接車指令相似只是其相應(yīng)的方向速度指令輸出不同，區(qū)別之處如下表一所示：
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內(nèi)容 |
牽車方向 |
接車方向 |
中速 |
高速 |
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接車低速 |
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K22/ O:1/193 |
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接車中速 |
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K22/ O:1/193 |
K18/ O:1/189 |
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接車高速 |
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K22/ O:1/193 |
K18/ O:1/189 |
K19/ O:1/190 |
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牽車低速 |
K17/ O:1/188 |
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牽車中速 |
K17/ O:1/188 |
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K18/ O:1/189 |
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牽車高速 |
K17/ O:1/198 |
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K18/ O:1/189 |
K19/ O:1/190 |
表一：重車調(diào)車機(jī)方向速度控制輸出關(guān)系
重車調(diào)車機(jī)程序組態(tài)輸出邏輯如圖四、圖五、圖六、圖七所示。
圖一：重車調(diào)車機(jī)控制原理圖1
圖二：重車調(diào)車機(jī)控制原理圖2
圖三：重車調(diào)車機(jī)控制原理圖3
圖四：重車調(diào)車機(jī)程序組態(tài)1
圖五：重車調(diào)車機(jī)程序組態(tài)2
圖六：重車調(diào)車機(jī)程序組態(tài)3
圖七：重車調(diào)車機(jī)程序組態(tài)4
三、現(xiàn)場(chǎng)故障現(xiàn)象
B路重車調(diào)車機(jī)變頻器在更換中間繼電器后正常運(yùn)行一個(gè)月左右，出現(xiàn)卸煤推車過(guò)程故障。其故障現(xiàn)象：重車調(diào)車機(jī)走行至遷內(nèi)定停位置繼續(xù)向遷車臺(tái)方向走行，直至走過(guò)極限。此時(shí)上位機(jī)操作發(fā)出手動(dòng)接車低速指令讓其返回，但重車調(diào)車機(jī)仍向遷車臺(tái)方向運(yùn)行。操作員手動(dòng)操作接車，變頻器驅(qū)動(dòng)無(wú)方向翻轉(zhuǎn)輸出，電機(jī)仍向牽車方向運(yùn)行。此處分析PLC組態(tài)，在過(guò)遷內(nèi)定或牽車極限的條件下PLC不可以發(fā)出牽車指令，組態(tài)如圖八、圖九所示：
圖八：重車調(diào)車機(jī)程序組態(tài)5
圖九：重車調(diào)車機(jī)程序組態(tài)6
此時(shí)重車調(diào)車機(jī)已接近止擋位置，為安全起見(jiàn)，通過(guò)更改電機(jī)相序使重車調(diào)車機(jī)走到原點(diǎn)。進(jìn)行下一步試驗(yàn)。重車調(diào)車機(jī)走回接車位原點(diǎn)后，發(fā)出牽低速、接低速、牽中速、接中速后重車調(diào)車機(jī)在軌道上不定時(shí)換向。此時(shí)在線觀察PLC組態(tài)沒(méi)有給出換向指令，繼電器動(dòng)作沒(méi)有變化，但重車調(diào)車機(jī)出現(xiàn)：低速運(yùn)行時(shí)，變頻顯示數(shù)值從10Hz到15Hz后電機(jī)反向，顯示仍為15Hz。在中速運(yùn)行時(shí)變頻顯示數(shù)值從20Hz到15Hz后電機(jī)反向，顯示仍為15Hz。經(jīng)觀察，重車調(diào)車機(jī)變頻輸出中間繼電器狀態(tài)正常，但走行異常。
四、故障處理判別方法
通過(guò)對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象分析，總結(jié)依下述步驟分別發(fā)出低速接車、中速接車、高速接車、低速牽車、中速牽車、高速牽車，觀察現(xiàn)象逐步進(jìn)行篩選分析故障原因（括號(hào)中為發(fā)出接車低速指令時(shí)判斷方法）：
1）操作員操作發(fā)出指令（接車低速指令），檢查plc輸出點(diǎn)信號(hào)（輸出點(diǎn)O:1/184，O:1/185，O:1/193）是否正常，如果異常，檢查程序組態(tài)，如果繼電器動(dòng)作正常則進(jìn)行第二步檢查；
2）觀察LC輸出點(diǎn)控制相應(yīng)中間繼電器是否吸合（k13，k14，k22），觀察中間繼電器動(dòng)作是否正常。如果吸合異常，檢查中間繼電器到端子之間接線；如果正常進(jìn)行第三步；
3）檢查變頻控制板上端子接收指令情況，觀察輸出頻率是否正常，是否與電機(jī)行走方向速度相吻合。觀察參數(shù)r014給定速率是否與實(shí)際相符，斷是否為變頻器內(nèi)部故障 。
中速接車、高速接車、低速牽車、中速牽車、高速牽車的指令執(zhí)行過(guò)程與低速接車指令相似只是其相應(yīng)的方向速度指令輸出不同，區(qū)別之處如前面表一所示。
根據(jù)上面幾步可判斷故障原因，一是，變頻內(nèi)部故障，可對(duì)變頻器參數(shù)設(shè)置進(jìn)行檢查；二是外部指令問(wèn)題，可對(duì)外部指令和中間繼電器動(dòng)作回路進(jìn)行檢查。
五、故障分析結(jié)論
從程序監(jiān)控以及繼電器吸合情況和線路檢測(cè)，判斷PLC輸出至變頻器輸入端控制指令信號(hào)正常，變頻輸出異常。所以，判斷應(yīng)該是變頻器內(nèi)部運(yùn)行故障或者參數(shù)錯(cuò)誤。經(jīng)檢查變頻主要控制參數(shù)發(fā)現(xiàn)異常，分析可能出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因如下：
（1）由于變頻器老化可能存在變頻器內(nèi)部干擾。
（2）變頻器陳舊，有可能主控板出現(xiàn)老化，元器件動(dòng)作不靈活。正常情況如果無(wú)外力干擾變頻器自動(dòng)換向，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)故障，因此懷疑可能主控板故障。
（3）主控板可能接觸不良。
六、改進(jìn)措施：
鑒于該變頻器運(yùn)行已十年有余，難免有個(gè)別元器件存在老化缺陷，結(jié)合分析結(jié)論為變頻器內(nèi)部控制邏輯出現(xiàn)問(wèn)題，建議對(duì)該變頻器進(jìn)行檢測(cè)，或進(jìn)行設(shè)備控制部件更換，優(yōu)化控制邏輯，必要時(shí)整體更換，以確保卸煤系統(tǒng)的重車調(diào)車機(jī)可靠運(yùn)行。
作者簡(jiǎn)介：
林智謀：1964年7月出生，男，山西省朔州；工程師，從事火力發(fā)電廠設(shè)備技術(shù)管理工作。
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