管式皮帶機兩起電氣故障的原因分析

郭恒民

（平原同力水泥有限責任公司，河南 新鄉(xiāng) 453011）

1 系統(tǒng)介紹

我公司日產(chǎn)5000噸熟料生產(chǎn)線2005年4月投產(chǎn)，配套年產(chǎn)100萬噸水泥粉磨站2006年建成投產(chǎn)。粉磨站建在老廠區(qū)，相距熟料生產(chǎn)線2200多米，熟料采用管式皮帶（簡稱管皮）傳送，型號是華泰重工的DG350-2200系列。管式皮帶采用三臺315kW變頻電機拖動，兩臺安裝在皮帶機頭部，分為主、從驅動電機，通過減速機同軸驅動；另一臺安裝在皮帶機尾部。運行頻率可在16～50Hz之間調(diào)整，配電系統(tǒng)采用兩端控制，皮帶機頭部和皮帶機尾部各用獨立的變頻柜，分別用西門子S7-300系列PLC和觸摸屏形成人機控制界面，通過光纜連接兩臺PLC組成局域網(wǎng)，以管皮頭部PLC為主站，尾部PLC為從站，實現(xiàn)同時起動、停止和同步運行。

2 故障一

2.1 故障現(xiàn)象

設備正常運行過程中，突然出現(xiàn)跳停，查尾部界面故障信息，顯示尾部變頻故障和通訊故障。故障復位后重新開車，設備能夠正常運行，但是十幾分鐘后故障再次出現(xiàn)。

2.2 原因分析

雖然是兩個故障信號，但是根據(jù)以往的經(jīng)驗和故障現(xiàn)象來判斷，尾部變頻器出現(xiàn)故障的可能性不大，故障原因可能會出現(xiàn)在信號傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)上。信號傳輸如圖1所示。

圖1 管式皮帶信號傳輸圖

2.3 處理過程

（1）由于管式皮帶的主站與從站之間的通訊信號是通過光纜傳輸?shù)模赡軙艿酵饨绺蓴_，于是將尾部配電柜系統(tǒng)接地線全部檢查一遍，結果發(fā)現(xiàn)并無松動現(xiàn)象。為了設備的安全，又將系統(tǒng)重新接地，故障依舊。

（2）PLC與變頻器之間是雙工通訊，從變頻器接收信號，到將信號反饋給PLC，時間間隔過長，也會出現(xiàn)通訊故障。將尾部變頻器上接受時間由10us調(diào)至100us，設備可以開起，但運行時間只有2～3min。更換PLC與變頻器之間的連接光纜，故障并未消除。

（3）管皮頭部PLC到管皮尾部PLC之間的連接光纜有兩個光電轉換器，此裝置有兩組通道和一個24v電源，經(jīng)測量，電源沒有問題，換另外一組通道后還是有故障，更換新的光電轉換器后故障不能排除。

（4）借助專業(yè)的檢測工具，測量管皮頭部PLC到管皮尾部PLC之間的連接光纜，發(fā)現(xiàn)在某一點光信號丟失，儀器顯示故障點距管皮尾部300m左右，找到后重新融接，故障消除。

2.4 小 結

此故障是連接主站和從站之間的光纜中間某點接觸不良，導致信號傳輸不暢而形成的，故障點為安裝時的一個接口。融接時一定要保證質量，防止故障再次出現(xiàn)；同時還要做好防水、防灰、防鼠等防護工作，防止外部因素對接口的損壞和影響。

3 故障二

3.1 現(xiàn)象

皮帶機正常開車，當運行到40Hz左右時，皮帶機跳停，變頻器報故障為直流母線過電壓，控制柜觸摸屏上所顯示故障為頭部主變頻故障，復位后設備正常，再次開車，故障現(xiàn)象依然如此。

3.2 原因分析

系統(tǒng)采用的是閉環(huán)控制，如圖2所示。

圖2 管式皮帶電機閉環(huán)控制圖

變頻器通過控制自身輸出電壓來調(diào)節(jié)電機轉速，當電機轉速一直不能到給定值時，變頻器會不斷提高自身輸出電壓，最終導致出現(xiàn)直流母線過電壓故障。電機的轉速反饋是由裝在電機尾端軸上的編碼器完成，當編碼器固定不牢或者不夠靈敏時，就會出現(xiàn)“丟速”現(xiàn)象。

（1）編碼器固定不牢時：轉速低時，編碼器可以與軸一起轉動，當隨著Hz數(shù)增加、電機轉速提高時，編碼器會出現(xiàn)轉速跟不上，從觸摸屏上表現(xiàn)為頭部從電機Hz數(shù)上升正常，而頭部主電機Hz數(shù)上升到一定數(shù)值后會上下浮動，最終導致跳機。

（2）編碼器不夠靈敏時：會出現(xiàn)Hz數(shù)的跳躍式上升而不是慢慢上升，也會出現(xiàn)直流母線過電壓現(xiàn)象。

3.3 處理方法

將頭部主電機尾端散熱風扇拆下，用內(nèi)六方對固定螺絲進行固定，當故障還不能消除時需要進行更換，更換時需要注意以下幾點：編碼器與電纜相對應的顏色必須記清楚；編碼器的信號線在散熱風機內(nèi)，需要注意不能讓風葉打斷；固定編碼器的螺絲比較小，現(xiàn)場環(huán)境一般比較惡劣，掉在地上不容易找到。所以拆卸時需要小心保存。

3.4 小 結

此故障為設備長時間運轉及設備震動造成，這就要求維修人員在檢修時需要定期進行檢查固定，這樣就能很好地避免此類故障，從而使設備更加正常、平穩(wěn)運行。