高爐主卷?yè)P(yáng)上料電氣控制系統(tǒng)的故障分析

高爐主卷?yè)P(yáng)上料電氣控制系統(tǒng)的故障分析

0高爐生產(chǎn)的可靠高粱主卷上料系統(tǒng)是高粱生產(chǎn)的重要組成部分，它的電氣控制系統(tǒng)是上料系統(tǒng)中所有設(shè)備的控制中心。其運(yùn)營(yíng)性能的可靠性直接關(guān)系到高密度生產(chǎn)的穩(wěn)定。3#、4#1080m3高爐相繼投產(chǎn)后,主卷?yè)P(yáng)料車(chē)電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)料車(chē)過(guò)卷掉道、料車(chē)不減速、鋼絲繩纏亂、料車(chē)停車(chē)位置不穩(wěn)定、主令控制器輸入軸斷裂、料車(chē)高速停車(chē)掉道等重大故障和事故,有崗位人員操作不熟練的原因,也有原設(shè)計(jì)缺陷方面的原因,下面將進(jìn)行分析。1主要問(wèn)題和原因1.1數(shù)字可控硅直流原設(shè)計(jì)中的3#高爐主卷?yè)P(yáng)進(jìn)線主電源供電方式為:6kV高壓電源經(jīng)過(guò)變壓器降壓,由1個(gè)斷路器分?jǐn)嘈纬蓴帱c(diǎn)后,經(jīng)過(guò)雙投開(kāi)關(guān)分別送給2臺(tái)數(shù)字可控硅直流裝置。如果公共部分的斷路器發(fā)生故障,2臺(tái)數(shù)字可控硅直流裝置便都不能正常工作,主卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)不能運(yùn)行上料。1.2主卷?yè)P(yáng)料車(chē)控制原設(shè)計(jì)中的3#高爐主卷?yè)P(yáng)料車(chē)有手動(dòng)、自動(dòng)2種操作方式,自動(dòng)時(shí)全部由PLC根據(jù)對(duì)各控制條件的判斷自動(dòng)控制主卷?yè)P(yáng)料車(chē)運(yùn)行;手動(dòng)時(shí)需要在操作臺(tái)上人為操作料車(chē)運(yùn)行按鈕使料車(chē)運(yùn)行,但料車(chē)運(yùn)行按鈕的觸點(diǎn)進(jìn)入PLC,仍然由PLC控制主卷?yè)P(yáng)的運(yùn)行。這樣,一旦PLC出現(xiàn)故障,將使主卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)而無(wú)法上料。1.3利用轉(zhuǎn)型電源進(jìn)入傳承原來(lái)的3#、4#主卷?yè)P(yáng)安全回路控制系統(tǒng)都包含多個(gè)控制線路,如液壓抱閘回路、鋼絲繩松弛回路、主令控制器回路、編碼器回路、操作臺(tái)回路等,它們共用一路操作電源,由一個(gè)小型斷路器QF3實(shí)現(xiàn)開(kāi)斷。任何一處控制回路發(fā)生接地或短路故障時(shí),都會(huì)造成QF3跳閘,影響大面積控制,并且不易發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn),給故障排查造成困難。1.4卷?yè)P(yáng)進(jìn)線電源不放3#、4#高爐主卷?yè)P(yáng)進(jìn)線電源斷路器原設(shè)計(jì)缺陷:(1)斷路器的失壓脫扣保護(hù)電源取自控制回路的操作電源而非主卷?yè)P(yáng)進(jìn)線電源,這樣主卷?yè)P(yáng)進(jìn)線電源停電時(shí),斷路器不能分?jǐn)?起不到失壓保護(hù)作用,易引發(fā)大事故。(2)斷路器的分?jǐn)嗖皇峭ㄟ^(guò)分勵(lì)電磁鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而是用常閉點(diǎn)停止按鈕通過(guò)切斷失壓脫扣電磁鐵的電源造成失壓保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn),這樣如果由于振動(dòng)造成常閉點(diǎn)停止按鈕接觸不好,就會(huì)導(dǎo)致斷路器跳閘分?jǐn)?從而影響高爐上料。1.5車(chē)無(wú)法添加相應(yīng)的點(diǎn)道3#、4#高爐原設(shè)計(jì)中的4臺(tái)主令控制器觸點(diǎn)分配不合理,它是將料車(chē)運(yùn)行到同一位置閉合的定點(diǎn)檢查、柱塞閥檢查、二級(jí)制動(dòng)解除3個(gè)觸點(diǎn)分開(kāi)設(shè)置,這樣既浪費(fèi)了主令觸點(diǎn),又致使2臺(tái)主令不能互為備用。1.6編碼質(zhì)量的問(wèn)題主卷?yè)P(yáng)編碼器是用來(lái)檢測(cè)料車(chē)運(yùn)行位置及運(yùn)行速度的精密電子檢測(cè)元件,原設(shè)計(jì)中3#、4#高爐所使用的是增量型編碼器,它存在零點(diǎn)累計(jì)誤差、抗干擾能力較差、接收設(shè)備的停機(jī)需斷電記憶等缺陷,這就造成主卷?yè)P(yáng)料車(chē)停車(chē)位置不穩(wěn)定、不精確,從而使依據(jù)編碼器測(cè)量數(shù)據(jù)所進(jìn)行的各項(xiàng)保護(hù)功能得不到可靠實(shí)現(xiàn)。1.7料車(chē)電機(jī)被充壓保護(hù)時(shí),電機(jī)發(fā)生動(dòng)態(tài)保護(hù)主卷?yè)P(yáng)料車(chē)電氣控制系統(tǒng)雖然設(shè)置了直流調(diào)速裝置過(guò)電流保護(hù)、快速開(kāi)關(guān)過(guò)電流保護(hù),但是,由于這2種保護(hù)的設(shè)定值都比較高,因此,當(dāng)料車(chē)裝重料或被輕度卡阻時(shí)就無(wú)法得到保護(hù),而當(dāng)保護(hù)真正動(dòng)作時(shí),料車(chē)電機(jī)已經(jīng)流過(guò)了很大的電流,對(duì)電機(jī)造成了傷害;另外,料車(chē)在大電流產(chǎn)生的大電磁力矩作用下突然高速停車(chē),會(huì)對(duì)減速機(jī)、卷筒、鋼絲繩等機(jī)械設(shè)備造成很大的沖擊,縮短其使用壽命,甚至?xí)?dǎo)致料車(chē)掉道、鋼絲繩被拽斷等事故的發(fā)生。2改造方案我們對(duì)主卷?yè)P(yáng)料車(chē)電氣控制系統(tǒng)存在的以上問(wèn)題進(jìn)行了認(rèn)真分析、討論,制定了相應(yīng)的改造方案,并逐一實(shí)施了改造。2.1控硅直流系統(tǒng)供電系統(tǒng)將主卷?yè)P(yáng)進(jìn)線主電源由1個(gè)進(jìn)線斷路器經(jīng)雙投開(kāi)關(guān)分別給2臺(tái)數(shù)字可控硅直流裝置供電,改造為由2個(gè)進(jìn)線電源并聯(lián)的進(jìn)線斷路器分別給2臺(tái)直流裝置供電,這樣就消除了原來(lái)斷路器損壞后主卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)無(wú)法正常工作的技術(shù)缺陷,從而確保了主卷?yè)P(yáng)電氣控制系統(tǒng)工作的可靠性。2.2plc與主令控制器配合對(duì)主卷?yè)P(yáng)操作方式進(jìn)行改造,使手動(dòng)操作不再依賴(lài)于PLC,令主卷?yè)P(yáng)料車(chē)運(yùn)行具有相對(duì)獨(dú)立的自動(dòng)、手動(dòng)2套控制方式,以確保主卷?yè)P(yáng)電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。正常時(shí)主卷?yè)P(yáng)在自動(dòng)位運(yùn)行,PLC參與控制料車(chē)的啟動(dòng)、停止,加減速靠編碼器和主令控制器共同控制;一旦由于編碼器等原因?qū)е翽LC工作異常,主卷?yè)P(yáng)不能自動(dòng)運(yùn)行時(shí),可將“檢修開(kāi)關(guān)”由“正?！蔽恢棉D(zhuǎn)換至“檢修”位置,甩掉PLC控制,在主卷?yè)P(yáng)機(jī)旁操作臺(tái)手動(dòng)開(kāi)車(chē),料車(chē)的動(dòng)作將全靠主令控制器控制,完全脫離了PLC的牽制。2.3把控電源“化整為零”利用單極空氣開(kāi)關(guān)將各控制線路電源從總操作電源中分別獨(dú)立出來(lái),將控制電源“化整為零”,縮小故障的影響范圍。一旦某處出現(xiàn)故障,此處的小空氣開(kāi)關(guān)將首先跳閘,而不會(huì)波及其他線路,這樣不但縮小了故障范圍,而且大大縮短了故障排查時(shí)間。2.4主卷?yè)P(yáng)進(jìn)線電源停機(jī)(1)將主卷?yè)P(yáng)進(jìn)線電源斷路器的失壓脫扣保護(hù)電源改為取自主卷?yè)P(yáng)進(jìn)線電源,這樣就可避免主卷?yè)P(yáng)進(jìn)線電源停電時(shí),斷路器不能分?jǐn)唷⑹ナ罕Ｗo(hù)作用等事故的發(fā)生。(2)斷路器的分?jǐn)喾绞礁臑橥ㄟ^(guò)使分勵(lì)電磁鐵得電來(lái)實(shí)現(xiàn),這就避免了曾發(fā)生的常閉點(diǎn)停止按鈕因振動(dòng)而接觸不良造成斷路器意外跳閘分?jǐn)嗟墓收稀?.5主令控制器的調(diào)整將主令控制器上同一位置閉合的定點(diǎn)檢查、柱塞閥檢查、二級(jí)制動(dòng)解除3個(gè)觸點(diǎn)合并為一個(gè),這樣每臺(tái)主令上的4對(duì)觸點(diǎn)就能分別實(shí)現(xiàn)對(duì)料車(chē)減速、定點(diǎn)檢查(柱塞閥檢查、二級(jí)制動(dòng)解除)、料車(chē)到位和料車(chē)過(guò)卷的控制。通過(guò)調(diào)整使2臺(tái)主令控制器完全一致,起到完全互為備用的作用。具體調(diào)整方法如下:將2臺(tái)主令控制器的停止位都定義在主令齒輪箱中半齒,半齒同時(shí)在上部或同時(shí)在下部。將2臺(tái)主令控制器的觸點(diǎn)分布調(diào)整得完全一致。該改造實(shí)施后,便利之處有:當(dāng)一臺(tái)主令控制器出現(xiàn)故障時(shí),可將該主令控制器的料車(chē)減速、定點(diǎn)檢查(柱塞閥檢查、二級(jí)制動(dòng)解除)、料車(chē)到位3個(gè)主令觸點(diǎn)人為斷開(kāi),將過(guò)卷主令觸點(diǎn)人為閉合,在該主令控制器更換前,保持這4個(gè)主令觸點(diǎn)的開(kāi)閉狀態(tài)不變,這樣就可由另外那臺(tái)完好的主令控制器單獨(dú)控制主卷?yè)P(yáng)運(yùn)行。調(diào)整好一臺(tái)主令控制器,就可作為一座高爐東、西2臺(tái)主令控制器的備件,達(dá)到“調(diào)一備二”的效果。2.6主卷?yè)P(yáng)料車(chē)停車(chē)的自動(dòng)駕駛最將原來(lái)使用的增量型編碼器改造為多圈絕對(duì)值型編碼器,由于絕對(duì)值型編碼器所具有的由機(jī)械位置決定每個(gè)位置的唯一性、無(wú)需停電記憶、無(wú)需找參考點(diǎn)等特性,以及抗干擾特性強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸可靠性高等優(yōu)點(diǎn),決定了它能夠精確、可靠地控制主卷?yè)P(yáng)料車(chē)的停車(chē)位置及實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)保護(hù)功能,使主卷?yè)P(yáng)料車(chē)運(yùn)行更為精確、可靠。趁3#、4#高爐大修期間,在2臺(tái)料車(chē)道軌上的減速位置和過(guò)卷位置分別加裝用于控制料車(chē)減速和過(guò)卷的超長(zhǎng)感應(yīng)距離接近開(kāi)關(guān),利用料車(chē)車(chē)輪起到感應(yīng)作用,與原來(lái)主令控制器上的減速和過(guò)卷主令觸點(diǎn)共同控制料車(chē)的運(yùn)行,為料車(chē)的保護(hù)增加“雙保險(xiǎn)”,確保卷?yè)P(yáng)料車(chē)運(yùn)行的穩(wěn)定性。2.7啟動(dòng)后的運(yùn)行保護(hù)根據(jù)直流調(diào)速裝置傳輸給PLC的電機(jī)運(yùn)行電流參數(shù),在PLC程序內(nèi)部利用2個(gè)比較功能塊分別判斷運(yùn)行電流是否超過(guò)所設(shè)定的啟動(dòng)過(guò)電流值和運(yùn)行過(guò)載值,再經(jīng)過(guò)一系列運(yùn)算,從而確定是否發(fā)生了啟動(dòng)過(guò)電流或運(yùn)行過(guò)載保護(hù),并輸出相應(yīng)的故障指示信號(hào),及時(shí)發(fā)現(xiàn)料車(chē)裝重料、被卡阻等較輕微故障,避免設(shè)備事故的發(fā)生。利用FIX軟件技術(shù)將原來(lái)電流數(shù)據(jù)中稍縱即逝