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智能矿山PLC系统故障分析及处理
【摘 要】本文以主井提升系统为例,介绍智能矿山plc系统设备故障分析及处理。
  【关键词】主井提升;plc;故障分析及处理
  plc系统在国内矿山行业得到了广泛应用。正是以plc应用为基础,智能矿山系统得以迅速发展,大大提高了矿山的自动化程度。
  鉴于plc系统的重要性,本文以我公司主井提升系统为例,介绍plc系统故障种类、产生原因及处理。
  1 主井提升机系统介绍
  主井提升机控制系统采用德国西门子s7—300型plc组成双plc系统。高压柜、电枢变压器、励磁变压器、快开、电抗、6ra70系列整流装置组成传动系统,主回路采用电枢换向6脉动、磁场恒定的传动方案。上位计算机配备wincc软件,实现对西门子plc的编程、调试,以及对系统的监控等功能。
  司机根据实际生产情况选择操作方式(自动、手动、检修、回收),严格按照信号工的指令操作。其中,自动方式,提升机的运行完全依据方向信号自动启动和停车,全速最高8.5m/s。如遇故障,则系统保护功能动作,按故障性质实现不同方式的故障停车。
  2 故障的种类
  图1
  如图1所示,将系统故障分为三个种类:
  2.1 工艺流程故障
  工艺流程故障出现在整个工艺流程的一个环节或者全部,经过长期运行会慢慢暴露出来,其带来的后果将包括各个方面,导致设备故障率高居不下,生产经营成本上升。由于程序设计以工艺流程为依据,程序上也会存在不合理的地方,但是无法通过简单优化而消除掉。wWW.11665.Com
  通过设备故障率、生产成本等各个指标,我们能够不断的发现工艺流程中存在的问题,进而进行技术改造。
  这种情况相对较少,尤其是矿山运行数年正常生产的情况下,故不作为日常故障的范畴来分析。
  2.2 程序故障
  程序以工艺流程为依据编辑设计的,在一定程度上来说,只要系统工艺流程不出问题,程序基本上也不存在问题。但是,程序在模拟工艺流程之外,通过复杂的逻辑运算,增加了大量的保护措施,这就给程序出问题增加了可能性。
  如主井提升系统,在启动开车的瞬间,就要对电枢电流、液压站压力等进行分析,以提供电动机足够的动力带动提升机运行,而提升机负荷有轻重之分,又要结合称重传感器数据、区分不同情况进行逻辑计算。
  程序故障可能在一开始设计时就很快的表现出来,不停地发出报警、故障,以致设备正常运行;有的可能是数据存储、逻辑运算才导致的,这种情况要较长时间才能发现。第一种情况,我们在试运行时,根据出现的情况优化程序,消除报警和故障。第二种情况,是在长期运行后出现,然后不断出现,复位后不影响系统运行,循环往复。这种情况我们可以把它列入技术改造的范围,不做详细描述。
  2.3 硬件故障
  这是我们日常生产中最常见的,包括了所有的机电设备。
  就主井提升系统来说,有以下几大类:
  图2
  3 故障判断的基本流程
  根据日常生产和设备运行维护的经验,我们总结了主井提升系统故障判断的基本流程。
  如图3所示。
  一旦系统出现故障,首先,依据出现的故障现象判断是电气故障还是机械故障。电气故障以传动故障最为常见,如电枢断路器未合闸、励磁系统未正常启动、直流快开装置故障、西门子直流调速装置故障或未复位等等。若不是,则应为控制故障,各输入输出中间继电器、到位开关、编码器、温度传感器都有可能是故障来源,应根据具体故障具体分析处理。plc硬件如电源模块、cpu模块、通讯模块等,在电源电压、线路、接地均正常的情况下,故障相对来说是比较少的。
  最后,应根据故障分析的情况,选择检修处理,或者直接更换备件,恢复系统正常运行。
  4 设备故障的分析方法
  现象:主井提升机下(反向)到位停车时,报硬下过卷(反向过卷),跳安全回路。该过卷到位开关正常时使用一对常闭点。
  4.1 wincc监控界面(如图4)
  打开主井主画面,发现“故障显示”中“硬下过卷”、“安全回路”变量动作、变为红色,其他变量状态正常。
  由此,确定反向过卷继电器、到位开关jxk2或者线路故障。这个时候去现场检查,发现正向过卷开关jxk2控制电缆接头松动开路。
  4.2 程序(如图5)
  在线监测主井提升系统程序,打开“安全回路保护”部分,发现除“安全回路1”、“

全回路状态”变量动作、变为灰色外,“i0.6,反向过卷,jxk2”也动作、变为灰色,其他变量状态正常。
  由此,确定正向过卷继电器、到位开关jxk2或者线路故障。这个时候去现场检查,发现正向过卷开关jxk2控制电缆接头松动开路。
  4.3 电气回路(如图6)
  在辅助电源柜检查反向过卷继电器jxk2j,发现线圈未得电,测量反向过卷开关jxk2来的常闭点,线路3-8,883a断开。由此,确定反向过卷开关jxk2故障或者线路故障,继电器无异常。
  这个时候去现场检查,发现反向过卷开关jxk2控制电缆接头松动开路。
  图6
  4.4 检查设备本体
  如果,反向过卷开关jxk2被撞坏或者控制电缆有明显损坏,可以直接断定此处为故障点,否则,应重复1,2,3,仔细检查后方可断定。
  5 总结
  plc系统的设备故障分析,我们可以通过多个方面来完成,进而迅速判断故障点,恢复设备安全生产运行。
  作为设备管理人员,我们应努力学习plc系统各方面知识,适应智能矿山发展对个人素质的要求;同时,在日常工作中,抓好设备点巡检、定期维护工作,做到预知维修,防患于未然,降低设备故障率,提高设备安全生产水平。
  [责任编辑:王迎迎]
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  •  更新时间:2013-09-01 23:31:23  作者:佚名 [标签: 矿山 金属 矿山 六大 系统 矿山 六大 ]
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