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文/天津大唐國際盤山發(fā)電有限責任公司 林智謀
摘 要：本文通過對火電廠輸煤卸車系統(tǒng)B路重車調車機變頻運行時的故障現(xiàn)象及故障排查，就其故障原因進行了分析，并提出了相應的處理與改進措施。
關鍵詞： 重車調車機 變頻運行 故障分析
一、翻車機系統(tǒng)說明
翻車機系統(tǒng)是一種大型自動卸車系統(tǒng)，可翻卸鐵路敞車所裝載的散粒物料，廣泛應用于火力發(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、重車調車機(撥車機)、遷車臺、空車調車機 (推車機)、夾輪器等單機設備組成。
重車調車機是翻車機系統(tǒng)中的重要設備之一。它的作用是完成牽調整列重車，并牽調已經解列的一節(jié)重車于翻車機上以及推送已翻畢的一節(jié)空車至遷車臺上；周而復始，將整列重車進行依次解列，推入翻車機進行卸車操作的列車牽引設備。
二、重車調車機控制原理
天津大唐國際盤山發(fā)電有限責任公司重車調車機采用無速度傳感器矢量控制結構，一臺270kW變頻器同時拖動六臺45kW交流變頻調速電機。操作員通過中控PLC上位機操作發(fā)出指令，通過中間繼電器輸出啟、停、正/反轉等指令給變頻器，變頻根據(jù)輸入的指令輸出控制重車調車機的行進方向和速度。
下面以手動低速接車指令執(zhí)行過程為例說明重車調車機系統(tǒng)正常運行過程：（參考圖一、圖二、圖三：重車調車機控制原理圖）
1） 操作員操作手動發(fā)出接車低速指令；
2） PLC接收接車低速指令，經過邏輯處理，輸出點O:1/184，O:1/185，O:1/193輸出；
3） PLC輸出點控制相應中間繼電器k13，k14，k22吸合；
4） 變頻器控制板上的X101端子4、5、6點接收指令。變頻器根據(jù)指令選擇相應速度，控制電機向接車方向低速運行。
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)行過程與低速接車指令相似只是其相應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：重車調車機方向速度控制輸出關系
重車調車機程序組態(tài)輸出邏輯如圖四、圖五、圖六、圖七所示。
圖一：重車調車機控制原理圖1
圖二：重車調車機控制原理圖2
圖三：重車調車機控制原理圖3
圖四：重車調車機程序組態(tài)1
圖五：重車調車機程序組態(tài)2
圖六：重車調車機程序組態(tài)3
圖七：重車調車機程序組態(tài)4
三、現(xiàn)場故障現(xiàn)象
B路重車調車機變頻器在更換中間繼電器后正常運行一個月左右，出現(xiàn)卸煤推車過程故障。其故障現(xiàn)象：重車調車機走行至遷內定停位置繼續(xù)向遷車臺方向走行，直至走過極限。此時上位機操作發(fā)出手動接車低速指令讓其返回，但重車調車機仍向遷車臺方向運行。操作員手動操作接車，變頻器驅動無方向翻轉輸出，電機仍向牽車方向運行。此處分析PLC組態(tài)，在過遷內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：重車調車機程序組態(tài)5
圖九：重車調車機程序組態(tài)6
此時重車調車機已接近止擋位置，為安全起見，通過更改電機相序使重車調車機走到原點。進行下一步試驗。重車調車機走回接車位原點后，發(fā)出牽低速、接低速、牽中速、接中速后重車調車機在軌道上不定時換向。此時在線觀察PLC組態(tài)沒有給出換向指令，繼電器動作沒有變化，但重車調車機出現(xiàn)：低速運行時，變頻顯示數(shù)值從10Hz到15Hz后電機反向，顯示仍為15Hz。在中速運行時變頻顯示數(shù)值從20Hz到15Hz后電機反向，顯示仍為15Hz。經觀察，重車調車機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
通過對試驗現(xiàn)象分析，總結依下述步驟分別發(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)象逐步進行篩選分析故障原因（括號中為發(fā)出接車低速指令時判斷方法）：
1）操作員操作發(fā)出指令（接車低速指令），檢查plc輸出點信號（輸出點O:1/184，O:1/185，O:1/193）是否正常，如果異常，檢查程序組態(tài)，如果繼電器動作正常則進行第二步檢查；
2）觀察LC輸出點控制相應中間繼電器是否吸合（k13，k14，k22），觀察中間繼電器動作是否正常。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，是否與電機行走方向速度相吻合。觀察參數(shù)r014給定速率是否與實際相符，斷是否為變頻器內部故障 。
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)行過程與低速接車指令相似只是其相應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，變頻內部故障，可對變頻器參數(shù)設置進行檢查；二是外部指令問題，可對外部指令和中間繼電器動作回路進行檢查。
五、故障分析結論
從程序監(jiān)控以及繼電器吸合情況和線路檢測，判斷PLC輸出至變頻器輸入端控制指令信號正常，變頻輸出異常。所以，判斷應該是變頻器內部運行故障或者參數(shù)錯誤。經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部干擾。
（2）變頻器陳舊，有可能主控板出現(xiàn)老化，元器件動作不靈活。正常情況如果無外力干擾變頻器自動換向，系統(tǒng)會自動報故障，因此懷疑可能主控板故障。
�。�3）主控板可能接觸不良。
六、改進措施：
鑒于該變頻器運行已十年有余，難免有個別元器件存在老化缺陷，結合分析結論為變頻器內部控制邏輯出現(xiàn)問題，建議對該變頻器進行檢測，或進行設備控制部件更換，優(yōu)化控制邏輯，必要時整體更換，以確保卸煤系統(tǒng)的重車調車機可靠運行。
作者簡介：
林智謀：1964年7月出生，男，山西省朔州；工程師，從事火力發(fā)電廠設備技術管理工作。
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