水泥生產線電氣控制類故障的分析與處理方法

孫吉云

【摘 要】 隨著集散式DCS控制系統的應用，新型干法水泥生產線電氣控制設備自動化程度日益提高，保證控制部分的可靠性，降低其故障率，對確保整個生產線的運行具有非常關鍵的作用。本文總結了我公司幾條生產線在生產或調試過程中遇到的電氣類故障，談一談其處理的方法。

【關鍵詞】 電氣控制 分析 處理

1 電路虛接造成DCS系統信號振蕩輸出

我公司F廠2013年7月某天，中控顯示水泥出磨提升機運行指示閃爍，與其連鎖設備跳停。電氣維修人員在電力室檢查發現其接觸器在不停地吸合、斷開。斷開控制電源后，接觸器斷開，提升機正常停車，再開機正常。在檢修期間又對該設備控制線路進行檢查，發現是DCS一個輸入點接線虛接，緊線后故障未再發生。

理論分析：控制原理圖見圖1所示。其中a為虛接位置，KM為控制電動機的接觸器，K1為控制KM的中間繼電器。圖2為提升機的DCS運行時序圖。

假設在t0時刻設備運行正常，KM1吸合，I0.0有輸入，Q0.0有輸出。設從Q點停止輸出信號到I0.0發現輸入信號斷開的時間周期為△t1，從Q點停止輸出信號到接觸器斷開時間周期為為△t2。假設在t1時刻，接線圖中a點突然虛接并在△t1內的t2時刻恢復接通。這樣，當接觸器KM經過△t2到達t3時刻斷電時，I0.0和Q0.0又會有信號使得K1得電去使KM閉合；而Q0.0在t5～t6時間的信號斷開，又會使KM去斷開。因此DCS系統振蕩輸出，直至外力干涉停止。從圖2可以看出，如果虛接脈沖時間大于△t1，即在t5時刻以后再恢復有電狀態，則接觸器KM已經斷開，Q點會繼續停止輸出，完成正常停車，也就不會出現上述振蕩現象。

解決方法：（1）及時緊線，在每次檢修期間都要對電氣設備各控制回路進行檢查緊線，盡可能消除安全隱患；（2）對于這類故障要認識其嚴重的危害性，不能急于開機，盡可能地查清故障點并給予消除，防止故障的再次發生；（3）因虛接點脈沖必須小于△t1才能發生振蕩現象，故還可以在DCS程序中加入時間繼電器進行延時，當虛接脈沖的時間小于△t1，系統不予理會。

2 高壓柜啟動時頻繁跳閘

我公司H生產線高壓柜采用6kv中置式KYN—28型，基本原理見圖3所示。對高壓電動機可分別從中控和機旁啟動。在生產過程中啟動煤磨主電動機時，機旁啟動正常，中控啟動時，高壓柜真空斷路器合閘但瞬間備妥丟失并跳閘，跳閘后備妥又恢復，檢查機旁按鈕盒和高壓柜控制線路沒有松動現象，跳閘回路也無故障現象。經仔細分析，發現問題出在真空斷路器上。

中控啟動電動機前，斷路器儲能機構動作，其操作機構輔助觸點S1閉合，按鈕盒鑰匙開關轉到中控位置，中間繼電器KA1得電閉合，711線得電，中控備妥。中控在連鎖條件都滿足后，發出驅動命令，斷路器HK合閘線圈得電，致使儲能機構釋能，其操作機構輔助觸點S1斷開；與此同時，斷路器合閘，與S1并聯的輔助點接通，使備妥長期保持，同時斷路器另一輔助常開觸點HK閉合，713線得電，中控收到應答信號，完成正常的操作。但由于使用一段時間后儲能機構輔助觸點S1和斷路器輔助常開觸點HK同步性不協調，造成備妥信號丟失而中控驅動命令取消，致使斷路器又跳閘。

解決的方法：把701線和703線短接，即通過轉換鑰匙開關轉到中控位置時，KA1即得電而有備妥信號。經過這樣的改動，從未再出現以前類似的情況，生產保證了正常。

3 設備檢測信號不齊全

公司C生產線窯頭、窯尾電除塵器采用GGAj02K型高壓硅整流設備，其控制可采用手動和DCS兩種方式。在中控位置時，DCS驅動后，低壓控制柜運行，但除塵器FU拉鏈機和下料器控制部分沒有檢測信號反饋到中控，不能顯示其是否運行正常。在調試和生產中，我們遇到過因下料器電動機過載跳停和拉鏈機液力耦合器與聯軸器連接的尼龍棒斷裂，而中控收不到檢測信號和巡檢工檢查不到位，出現電除塵器積料，壓住拉鏈機致使生料磨被迫停機事故，嚴重時出現過因處理不及時危及窯正常運轉的現象。為避免這種現象，我們把拉鏈機和下料器應答信號引進中控，同時為防止拉鏈機液力耦合器與聯軸器連接的尼龍棒斷裂或斷鏈而電動機依然運行現象，采取在拉鏈機頭輪部位用接近開關提供脈沖信號給DCS，檢測其運行。通過改造，中控能夠及時發現現場不正常情況，同時也大大縮短了處理事故的時間。

其他設備也有同樣的問題，如砂巖PXZ0506旋回式破碎機，其控制部分和配套稀油站起初沒有DCS控制，同時軸瓦溫度和電動機電流沒有檢測，調試中出現因稀油站斷油而軸瓦溫度高燒瓦現象，影響正常生產。后來中控控制部分雖經廠方修復，但檢測還是不到位。為改變這種狀況，我們采取在破碎機軸瓦部分加測溫熱電阻，現場加溫控儀表，瓦溫一方面提供給現場巡檢，一方面提供給中控DCS。瓦溫超過規定值時DCS系統保護跳停；同時把電動機電流信號引進中控，這樣現場與中控都有檢測信號，保證了設備正常運行。因此，設備的各種檢測信號（溫度、壓力、電流和功率等）對保護設備、提高臺時產量及降低消耗都具有十分重要的作用，這就要求對設備的各種控制信號做到準確、齊全。

4 系統COM電源丟失

我公司Z生產線煤粉制備系統在一次正常運行中，曾出現系統備妥全部丟失故障，致使整個系統失去DCS控制。當時用萬用表檢測，發現總COM接地，導致總COM控制開關跳閘，于是對每個支路COM進行檢查，確定無故障后，對系統COM排相互連線進行檢查，發現入煤粉倉皮帶COM進線上除了相互連線外，還有一根線，當時為急需恢復生產把其拆除，用萬用表檢測無接地，合上總COM控制開關正常。此后對此線進行追查，發現在電氣施工中，施工人員把DCS檢測皮帶機的拉繩信號沒有按設計圖接到相應端子排上，即沒有用該支路COM開關控制，而是直接把提供給DCS拉繩信號的常開觸點一端接在總COM連線上，因現場拉繩信號受潮，線路接地，致使總COM線接地跳閘。通過這次事故，對其他子項COM電源控制線路進行檢查，發現也有類似現象并對其進行整改。此外發現一些料位計、料位開關也有接借其他設備COM電源的現象，這說明安裝單位的施工質量對電氣控制的正常運行也極其重要。

5 現場設備已停止運行而中控仍有應答信號

我公司X分廠石灰石堆料機在生產中偶爾出現中控驅動取消后，現場堆料皮帶停止而后面給料皮帶沒有連鎖停機仍給料，造成壓料的現象，影響了生產。對此經過分析發現，DCS驅動命令取消后，堆料機PLC使堆料皮帶停止運行，現場停止而中控仍出現堆料機應答信號，而此應答信號與給料皮帶連鎖，即堆料機應答信號只要不取消，后面設備不能連鎖停機。對應答信號檢查，發現應答線上有較強的感應電，原因是石灰石堆棚和原料調配電力室距離遠，控制電纜和動力電纜又沒有完全隔離，致使線路有強感應電壓，而此又使DCS模塊通道接通，故中控收到堆料機應答信號。對此，我們在堆料機應答線上并一個分壓繼電器來消除感應現象。通過實踐檢驗，取得了良好效果。同樣問題在熟料除塵器和煤磨除塵器上也有發生。分析原因主要是電纜敷設時未按電氣規范施工，即：控制電纜和動力電纜在敷設時要盡量錯開，如果必須放在一起，兩者之間的距離要≥60mm。endprint

【摘 要】 隨著集散式DCS控制系統的應用，新型干法水泥生產線電氣控制設備自動化程度日益提高，保證控制部分的可靠性，降低其故障率，對確保整個生產線的運行具有非常關鍵的作用。本文總結了我公司幾條生產線在生產或調試過程中遇到的電氣類故障，談一談其處理的方法。

【關鍵詞】 電氣控制 分析 處理

1 電路虛接造成DCS系統信號振蕩輸出

我公司F廠2013年7月某天，中控顯示水泥出磨提升機運行指示閃爍，與其連鎖設備跳停。電氣維修人員在電力室檢查發現其接觸器在不停地吸合、斷開。斷開控制電源后，接觸器斷開，提升機正常停車，再開機正常。在檢修期間又對該設備控制線路進行檢查，發現是DCS一個輸入點接線虛接，緊線后故障未再發生。

理論分析：控制原理圖見圖1所示。其中a為虛接位置，KM為控制電動機的接觸器，K1為控制KM的中間繼電器。圖2為提升機的DCS運行時序圖。

假設在t0時刻設備運行正常，KM1吸合，I0.0有輸入，Q0.0有輸出。設從Q點停止輸出信號到I0.0發現輸入信號斷開的時間周期為△t1，從Q點停止輸出信號到接觸器斷開時間周期為為△t2。假設在t1時刻，接線圖中a點突然虛接并在△t1內的t2時刻恢復接通。這樣，當接觸器KM經過△t2到達t3時刻斷電時，I0.0和Q0.0又會有信號使得K1得電去使KM閉合；而Q0.0在t5～t6時間的信號斷開，又會使KM去斷開。因此DCS系統振蕩輸出，直至外力干涉停止。從圖2可以看出，如果虛接脈沖時間大于△t1，即在t5時刻以后再恢復有電狀態，則接觸器KM已經斷開，Q點會繼續停止輸出，完成正常停車，也就不會出現上述振蕩現象。

解決方法：（1）及時緊線，在每次檢修期間都要對電氣設備各控制回路進行檢查緊線，盡可能消除安全隱患；（2）對于這類故障要認識其嚴重的危害性，不能急于開機，盡可能地查清故障點并給予消除，防止故障的再次發生；（3）因虛接點脈沖必須小于△t1才能發生振蕩現象，故還可以在DCS程序中加入時間繼電器進行延時，當虛接脈沖的時間小于△t1，系統不予理會。

2 高壓柜啟動時頻繁跳閘

我公司H生產線高壓柜采用6kv中置式KYN—28型，基本原理見圖3所示。對高壓電動機可分別從中控和機旁啟動。在生產過程中啟動煤磨主電動機時，機旁啟動正常，中控啟動時，高壓柜真空斷路器合閘但瞬間備妥丟失并跳閘，跳閘后備妥又恢復，檢查機旁按鈕盒和高壓柜控制線路沒有松動現象，跳閘回路也無故障現象。經仔細分析，發現問題出在真空斷路器上。

中控啟動電動機前，斷路器儲能機構動作，其操作機構輔助觸點S1閉合，按鈕盒鑰匙開關轉到中控位置，中間繼電器KA1得電閉合，711線得電，中控備妥。中控在連鎖條件都滿足后，發出驅動命令，斷路器HK合閘線圈得電，致使儲能機構釋能，其操作機構輔助觸點S1斷開；與此同時，斷路器合閘，與S1并聯的輔助點接通，使備妥長期保持，同時斷路器另一輔助常開觸點HK閉合，713線得電，中控收到應答信號，完成正常的操作。但由于使用一段時間后儲能機構輔助觸點S1和斷路器輔助常開觸點HK同步性不協調，造成備妥信號丟失而中控驅動命令取消，致使斷路器又跳閘。

解決的方法：把701線和703線短接，即通過轉換鑰匙開關轉到中控位置時，KA1即得電而有備妥信號。經過這樣的改動，從未再出現以前類似的情況，生產保證了正常。

3 設備檢測信號不齊全

公司C生產線窯頭、窯尾電除塵器采用GGAj02K型高壓硅整流設備，其控制可采用手動和DCS兩種方式。在中控位置時，DCS驅動后，低壓控制柜運行，但除塵器FU拉鏈機和下料器控制部分沒有檢測信號反饋到中控，不能顯示其是否運行正常。在調試和生產中，我們遇到過因下料器電動機過載跳停和拉鏈機液力耦合器與聯軸器連接的尼龍棒斷裂，而中控收不到檢測信號和巡檢工檢查不到位，出現電除塵器積料，壓住拉鏈機致使生料磨被迫停機事故，嚴重時出現過因處理不及時危及窯正常運轉的現象。為避免這種現象，我們把拉鏈機和下料器應答信號引進中控，同時為防止拉鏈機液力耦合器與聯軸器連接的尼龍棒斷裂或斷鏈而電動機依然運行現象，采取在拉鏈機頭輪部位用接近開關提供脈沖信號給DCS，檢測其運行。通過改造，中控能夠及時發現現場不正常情況，同時也大大縮短了處理事故的時間。

其他設備也有同樣的問題，如砂巖PXZ0506旋回式破碎機，其控制部分和配套稀油站起初沒有DCS控制，同時軸瓦溫度和電動機電流沒有檢測，調試中出現因稀油站斷油而軸瓦溫度高燒瓦現象，影響正常生產。后來中控控制部分雖經廠方修復，但檢測還是不到位。為改變這種狀況，我們采取在破碎機軸瓦部分加測溫熱電阻，現場加溫控儀表，瓦溫一方面提供給現場巡檢，一方面提供給中控DCS。瓦溫超過規定值時DCS系統保護跳停；同時把電動機電流信號引進中控，這樣現場與中控都有檢測信號，保證了設備正常運行。因此，設備的各種檢測信號（溫度、壓力、電流和功率等）對保護設備、提高臺時產量及降低消耗都具有十分重要的作用，這就要求對設備的各種控制信號做到準確、齊全。

4 系統COM電源丟失

我公司Z生產線煤粉制備系統在一次正常運行中，曾出現系統備妥全部丟失故障，致使整個系統失去DCS控制。當時用萬用表檢測，發現總COM接地，導致總COM控制開關跳閘，于是對每個支路COM進行檢查，確定無故障后，對系統COM排相互連線進行檢查，發現入煤粉倉皮帶COM進線上除了相互連線外，還有一根線，當時為急需恢復生產把其拆除，用萬用表檢測無接地，合上總COM控制開關正常。此后對此線進行追查，發現在電氣施工中，施工人員把DCS檢測皮帶機的拉繩信號沒有按設計圖接到相應端子排上，即沒有用該支路COM開關控制，而是直接把提供給DCS拉繩信號的常開觸點一端接在總COM連線上，因現場拉繩信號受潮，線路接地，致使總COM線接地跳閘。通過這次事故，對其他子項COM電源控制線路進行檢查，發現也有類似現象并對其進行整改。此外發現一些料位計、料位開關也有接借其他設備COM電源的現象，這說明安裝單位的施工質量對電氣控制的正常運行也極其重要。

5 現場設備已停止運行而中控仍有應答信號

我公司X分廠石灰石堆料機在生產中偶爾出現中控驅動取消后，現場堆料皮帶停止而后面給料皮帶沒有連鎖停機仍給料，造成壓料的現象，影響了生產。對此經過分析發現，DCS驅動命令取消后，堆料機PLC使堆料皮帶停止運行，現場停止而中控仍出現堆料機應答信號，而此應答信號與給料皮帶連鎖，即堆料機應答信號只要不取消，后面設備不能連鎖停機。對應答信號檢查，發現應答線上有較強的感應電，原因是石灰石堆棚和原料調配電力室距離遠，控制電纜和動力電纜又沒有完全隔離，致使線路有強感應電壓，而此又使DCS模塊通道接通，故中控收到堆料機應答信號。對此，我們在堆料機應答線上并一個分壓繼電器來消除感應現象。通過實踐檢驗，取得了良好效果。同樣問題在熟料除塵器和煤磨除塵器上也有發生。分析原因主要是電纜敷設時未按電氣規范施工，即：控制電纜和動力電纜在敷設時要盡量錯開，如果必須放在一起，兩者之間的距離要≥60mm。endprint

【摘 要】 隨著集散式DCS控制系統的應用，新型干法水泥生產線電氣控制設備自動化程度日益提高，保證控制部分的可靠性，降低其故障率，對確保整個生產線的運行具有非常關鍵的作用。本文總結了我公司幾條生產線在生產或調試過程中遇到的電氣類故障，談一談其處理的方法。

【關鍵詞】 電氣控制 分析 處理

1 電路虛接造成DCS系統信號振蕩輸出

我公司F廠2013年7月某天，中控顯示水泥出磨提升機運行指示閃爍，與其連鎖設備跳停。電氣維修人員在電力室檢查發現其接觸器在不停地吸合、斷開。斷開控制電源后，接觸器斷開，提升機正常停車，再開機正常。在檢修期間又對該設備控制線路進行檢查，發現是DCS一個輸入點接線虛接，緊線后故障未再發生。

理論分析：控制原理圖見圖1所示。其中a為虛接位置，KM為控制電動機的接觸器，K1為控制KM的中間繼電器。圖2為提升機的DCS運行時序圖。

假設在t0時刻設備運行正常，KM1吸合，I0.0有輸入，Q0.0有輸出。設從Q點停止輸出信號到I0.0發現輸入信號斷開的時間周期為△t1，從Q點停止輸出信號到接觸器斷開時間周期為為△t2。假設在t1時刻，接線圖中a點突然虛接并在△t1內的t2時刻恢復接通。這樣，當接觸器KM經過△t2到達t3時刻斷電時，I0.0和Q0.0又會有信號使得K1得電去使KM閉合；而Q0.0在t5～t6時間的信號斷開，又會使KM去斷開。因此DCS系統振蕩輸出，直至外力干涉停止。從圖2可以看出，如果虛接脈沖時間大于△t1，即在t5時刻以后再恢復有電狀態，則接觸器KM已經斷開，Q點會繼續停止輸出，完成正常停車，也就不會出現上述振蕩現象。

解決方法：（1）及時緊線，在每次檢修期間都要對電氣設備各控制回路進行檢查緊線，盡可能消除安全隱患；（2）對于這類故障要認識其嚴重的危害性，不能急于開機，盡可能地查清故障點并給予消除，防止故障的再次發生；（3）因虛接點脈沖必須小于△t1才能發生振蕩現象，故還可以在DCS程序中加入時間繼電器進行延時，當虛接脈沖的時間小于△t1，系統不予理會。

2 高壓柜啟動時頻繁跳閘

我公司H生產線高壓柜采用6kv中置式KYN—28型，基本原理見圖3所示。對高壓電動機可分別從中控和機旁啟動。在生產過程中啟動煤磨主電動機時，機旁啟動正常，中控啟動時，高壓柜真空斷路器合閘但瞬間備妥丟失并跳閘，跳閘后備妥又恢復，檢查機旁按鈕盒和高壓柜控制線路沒有松動現象，跳閘回路也無故障現象。經仔細分析，發現問題出在真空斷路器上。

中控啟動電動機前，斷路器儲能機構動作，其操作機構輔助觸點S1閉合，按鈕盒鑰匙開關轉到中控位置，中間繼電器KA1得電閉合，711線得電，中控備妥。中控在連鎖條件都滿足后，發出驅動命令，斷路器HK合閘線圈得電，致使儲能機構釋能，其操作機構輔助觸點S1斷開；與此同時，斷路器合閘，與S1并聯的輔助點接通，使備妥長期保持，同時斷路器另一輔助常開觸點HK閉合，713線得電，中控收到應答信號，完成正常的操作。但由于使用一段時間后儲能機構輔助觸點S1和斷路器輔助常開觸點HK同步性不協調，造成備妥信號丟失而中控驅動命令取消，致使斷路器又跳閘。

解決的方法：把701線和703線短接，即通過轉換鑰匙開關轉到中控位置時，KA1即得電而有備妥信號。經過這樣的改動，從未再出現以前類似的情況，生產保證了正常。

3 設備檢測信號不齊全

公司C生產線窯頭、窯尾電除塵器采用GGAj02K型高壓硅整流設備，其控制可采用手動和DCS兩種方式。在中控位置時，DCS驅動后，低壓控制柜運行，但除塵器FU拉鏈機和下料器控制部分沒有檢測信號反饋到中控，不能顯示其是否運行正常。在調試和生產中，我們遇到過因下料器電動機過載跳停和拉鏈機液力耦合器與聯軸器連接的尼龍棒斷裂，而中控收不到檢測信號和巡檢工檢查不到位，出現電除塵器積料，壓住拉鏈機致使生料磨被迫停機事故，嚴重時出現過因處理不及時危及窯正常運轉的現象。為避免這種現象，我們把拉鏈機和下料器應答信號引進中控，同時為防止拉鏈機液力耦合器與聯軸器連接的尼龍棒斷裂或斷鏈而電動機依然運行現象，采取在拉鏈機頭輪部位用接近開關提供脈沖信號給DCS，檢測其運行。通過改造，中控能夠及時發現現場不正常情況，同時也大大縮短了處理事故的時間。

其他設備也有同樣的問題，如砂巖PXZ0506旋回式破碎機，其控制部分和配套稀油站起初沒有DCS控制，同時軸瓦溫度和電動機電流沒有檢測，調試中出現因稀油站斷油而軸瓦溫度高燒瓦現象，影響正常生產。后來中控控制部分雖經廠方修復，但檢測還是不到位。為改變這種狀況，我們采取在破碎機軸瓦部分加測溫熱電阻，現場加溫控儀表，瓦溫一方面提供給現場巡檢，一方面提供給中控DCS。瓦溫超過規定值時DCS系統保護跳停；同時把電動機電流信號引進中控，這樣現場與中控都有檢測信號，保證了設備正常運行。因此，設備的各種檢測信號（溫度、壓力、電流和功率等）對保護設備、提高臺時產量及降低消耗都具有十分重要的作用，這就要求對設備的各種控制信號做到準確、齊全。

4 系統COM電源丟失

我公司Z生產線煤粉制備系統在一次正常運行中，曾出現系統備妥全部丟失故障，致使整個系統失去DCS控制。當時用萬用表檢測，發現總COM接地，導致總COM控制開關跳閘，于是對每個支路COM進行檢查，確定無故障后，對系統COM排相互連線進行檢查，發現入煤粉倉皮帶COM進線上除了相互連線外，還有一根線，當時為急需恢復生產把其拆除，用萬用表檢測無接地，合上總COM控制開關正常。此后對此線進行追查，發現在電氣施工中，施工人員把DCS檢測皮帶機的拉繩信號沒有按設計圖接到相應端子排上，即沒有用該支路COM開關控制，而是直接把提供給DCS拉繩信號的常開觸點一端接在總COM連線上，因現場拉繩信號受潮，線路接地，致使總COM線接地跳閘。通過這次事故，對其他子項COM電源控制線路進行檢查，發現也有類似現象并對其進行整改。此外發現一些料位計、料位開關也有接借其他設備COM電源的現象，這說明安裝單位的施工質量對電氣控制的正常運行也極其重要。

5 現場設備已停止運行而中控仍有應答信號

我公司X分廠石灰石堆料機在生產中偶爾出現中控驅動取消后，現場堆料皮帶停止而后面給料皮帶沒有連鎖停機仍給料，造成壓料的現象，影響了生產。對此經過分析發現，DCS驅動命令取消后，堆料機PLC使堆料皮帶停止運行，現場停止而中控仍出現堆料機應答信號，而此應答信號與給料皮帶連鎖，即堆料機應答信號只要不取消，后面設備不能連鎖停機。對應答信號檢查，發現應答線上有較強的感應電，原因是石灰石堆棚和原料調配電力室距離遠，控制電纜和動力電纜又沒有完全隔離，致使線路有強感應電壓，而此又使DCS模塊通道接通，故中控收到堆料機應答信號。對此，我們在堆料機應答線上并一個分壓繼電器來消除感應現象。通過實踐檢驗，取得了良好效果。同樣問題在熟料除塵器和煤磨除塵器上也有發生。分析原因主要是電纜敷設時未按電氣規范施工，即：控制電纜和動力電纜在敷設時要盡量錯開，如果必須放在一起，兩者之間的距離要≥60mm。endprint