单机自动化电器设备隐形故障处理方法论文
摘要：本文对选煤厂PLC集中控制系统中的单机自动化控制电器设备隐形故障进行了分析和总结，对快速查找处理问题提出了应对策略，保证了电器设备安全运行，提高了生产效率。
关键词：PLC集控；单机设备；隐形故障分析；应对措施
选煤厂电器设备集中而且自动化控制程度高，不论哪一台设备出现故障，将影响整个生产系统的运行。尤其是现场参与集控的单机自动化电器设备，例如跳汰机，离心机，采样机，瓦斯监控系统等控制回路更为复杂，特别是其隐形故障，有时正常有时不正常，具有一定的隐蔽性，很难查到故障原因，直接影响电器设备安全运行和产品质量控制，同时也严重影响了矿井正常生产。对单机自动化控制的电器设备隐形故障原因进行分析及采取应对策略变得越来越重要。
1单机自动化电器设备隐形故障具体状况
例如瓦斯检测仪器动误作造成系统停车，照明线路断电；采样机不按顺序启动或则启动后连续采样停不下来；离心机频繁启动造成系统停车等等。等维修人员到赶到现场后，设备自动恢复完好状态正常工作。设备运行一段时间后，又出现上述症状，周而复始，很难查到故障原因，甚至让检修人员无从下手。
2单机自动化电器设备隐形故障原因分析
2.1粉尘的原因
单机自动化控制的电器设备控制柜一般安装在厂房，工作环境恶劣，特别是原煤系统，粉尘大，无孔不入，控制柜操作面板按钮接线多数采用24V直流电压控制。特别是常开点的控制按钮，沾满的粉尘，造成接触电阻大，设备无法启动或则误动作。比如采样机CPU及模块，粉尘通过CPU外壳散热间隙进入CPU内部电路板，正常情况下无法彻底除尘，日积月累，电路板堆积了一定的粉尘。到了梅雨季节，空气中潮气大，不用PLC发出指令，电路板继电器自行导通，造成设备不按顺序启停。打开CPU外壳，电路板上的粉尘用工业酒精（无水乙醇）清除后，设备开车正常。
2.2震动的原因
特别是大功率的单机震动设备，启动声音大震动更大。设备所在整个厂房都能感到震动。这一类的震动设备控制柜一般就安装在现场或则设备的附近。由于设计和安装的问题，震动无法避免也很难解决掉，这对电器设备现场控制柜主回路和控制回路安全可靠运行存在潜在威胁。控制零线在长期震动的'作用下易松动虚接，造成设备偷停或频繁启动。这里主要以卧式离心机为例进行分析。如图1所示。假设现场控制柜控制总零线由于长期设备震动，造成虚接，当PLC发出开车指令，1.1kW油泵电机接触器吸合，经过延时后，当功率200kW主电机接触器吸合时，通过总零线的电流会更大，由于零线松动虚接，会造成主电机接触器无法吸合，或者吸合后释放，由于PLC持续发出主电机启动指令，主接触器会频繁吸合和释放，200kW主电机频繁启动，将产生很大电流，会造成电机绕组严重过热而烧毁。假设主电机接触器零线虚接，没有造成频繁启动，而是停车后又正常开启。会造成离心机下一级设备停车。维修人员到现场后，会造成误判断，感觉离心机是正常运转的，离心机下一级电器设备出现故障。
2.3机械的原因
还是以采样机为例，如图2所示。采样机电动机每过15分钟采样一次，之所以有15分钟的时间间隔，是由于采样机每采一次样后，采样机铲子在限位接近开关检测信号后会回到原始位置，停止采样。一旦限位开关发生故障或则损坏，采样机会一直采样。限位开关损坏或则检测距离远，比较容易查出故障原因。难就难在限位开关完好，检测信号正常的情况下，采样机铲子回到原始位置后，继续工作，不停地采样。造成故障的原因是因为采样机电机抱闸不能可靠动作。在抱闸正常工作时，采样机按照程序的指令，完成采样，一旦抱闸失灵，采样机回到原始位置后，由于刹不住闸，PLC检测不到采样机铲子位移情况，会发出指令继续采样，直到检测到位置信号才停止采样。在抱闸失灵初期，采样机会有时正常，有时不正常，会给维修人员造成误判断，误认为采样机程序坏了。
3单机自动化电器设备隐形故障处理方法及应对策略
3.1防尘和除尘
先防尘，采取必要的措施，避免大量粉尘进入单机控制柜内。然后定期除尘，包括对plc模块的灰尘的清理。在对控制柜面板控制按钮灰尘的清理同时，可以来回按几次按钮，这样按钮触点上的灰尘清理的更干净些。
3.2控制回路检查
设备维护通常以主回路和电动机检修为主，容易忽略控制回路接触器辅助触点，保险，接线端子以及零线检查。由于震动较大，所以应该定期对各接线端子进行固定，避免控制线路接触不良，引发故障。
3.3用逻辑分析法缩小故障范围
单机自动化控制电器设备电路一般比较复杂，必须熟悉其控制原理，知道其启动控制顺序，以及各种保护之间的联系，从而判断出故障点的准确位置或大概范围。特别适用选煤厂跳汰机这样的单机设备。
3.4用测量法查出故障
主要是通过电路断电和带电时有关参数（如电压、电阻、电流），排除故障，常用的故障常用方法有分段电压测量法，电阻分段测量法等。
3.5局部短接法排除故障
选煤厂降压启动设备很多，如卧式离心机、鼓风机等控制回路也比较复杂。如图3所示。按下SB2后，KM1没有开启。用局部短接法先把3和4两个点直接短接，然后把1和4两个点短接，KM1吸合，说明故障就在1和4之间。之后再把1和2短接，KM1吸合，说明热偶有问题。用局部短接法查找单机控制电器设备时，一定要把主回路电断开，特别是功率较大的电器设备。
3.6掌握一定的PLC控制技能
单机自动化控制电器设备大多数都参与PLC集中控制。了解和掌握PLC控制原理，能用梯形图编写简单得程序，对解决单机自动化电器设备有极大的好处，把PLC控制原理与现场单机设备结合起来，分析和判断单机自动化隐形故障，可以达到事半功倍的效果。例如本文中图1所示，主电机开不起来，可以在现场控制柜断开主回路电源，然后从上位机梯形图强制输出，让主电机接触器吸合。如果接触器不吸合，可以用万用表测量PLC输出电压能不能达到吸合的电压参数值。如果接触器线圈PLC输入对地电压正常，那就说明接触器线圈零线有问题，主电机启动后偷停或频繁启动的隐形故障也就很快排除了。
4结论
在PLC集中控制系统中，现场参与集控的单机自动化电器控制设备，其隐形故障造成设备偷停或则频繁启动，给集控系统稳定运行，矿井安全生产，产品质量把控带来重大影响。通过对隐形故障进行分析，采取积极有效的应对策略尤为重要。与此同时学习并掌握一定的PLC控制技能，熟悉现场单机设备控制原理，并把两者相结合，对解决隐形故障，维护设备安全，减少系统故障影响时间都有着深远意义。
参考文献：
[1]柴清.浅谈电器控制回路隐形故障与解决对策.中国.
[2]老师带你学习控制线路的各种故障检查方法，阳光宽频网爱奇艺视频.
作者：郭远 单位：淮南矿业集团选煤分公司
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