港口码头皮带输送机电气故障处理

李国良

【摘 要】皮带输送机是一种常见的机械设备，具有诸多的优点，目前在城市多个行业中得到应用及推广。本文结合笔者多年的实践经验，重点探讨了皮带输送机在运行过程中主要的电气故障，并针对性提出了一些有效的处理措施，为类似研究工作提供科学的指导。

【关键词】皮带输送机；电气故障；PLC；处理措施

随着我国沿海地区社会经济建设的快速发展，大中型港口码头数量日益增加，对港口码头的装卸及输送设备运作的安全可靠性提出了更高的要求。皮带输送机作为一种常见的机械输送设备，具有输送能力强、结构简单、操作方便、造价低和适应性强等优点，不仅是港口码头重要的输送设备之一，也在电厂、冶金、粮食、化工等行业得到广泛的应用及推广。但皮带输送机作业条件恶劣，在运行过程中难免会出现一些电气故障，若不及时进行有效的处理，则会损坏皮带及驱动传动装置，造成皮带输送机设备长时间停机，影响到港口码头日常的运作，严重情况下还可能造成人员的伤亡和财产的损失。因此，码头机械操作人员必须清晰认识到皮带输送机电气故障的危害性，通过分析故障产生的原因，采取切实有效的处理措施，尽可能避免或彻底消除故障隐患。

1.安全装置故障

多个紧停串联电压降大，造成误动作：同一条皮带紧停装置多为串联后接入单条皮带控制回路，任何一个紧停动作都会引起整个流程停止。多个紧停串联，线路触点多，压降累加，特别是采用48V以下电源作为控制电源的更容易出现此类故障。处理办法：查找并更换有问题的限位；提高控制线路电压，如24V改为直流110V或220V。

跑偏开关故障的原因及处理办法与拉线紧停故障基本相同。为快速判断故障位置，建议所有的拉线紧停和跑偏开关信号进入PLC，一旦出现故障，上位机可立刻显示故障名称和位置。

打滑、防撕裂、防堵料、液力耦合器等保护开关动作机会较少，但是因为数量多，也会频繁出故障。一般都是由密封不好、短路或接地、物料堵塞、锈蚀等原因造成的。处理办法是：这些安全保护开关相对紧停开关和跑偏开关没有那么重要，可临时在程序里或现场暂时短接，通知现场人员加强巡视，利用生产间隙处理或更换。

防止此类故障的办法是：购买优质安全保护开关；做好密封工作；定期检查保养、清洁，防止行程受限、短路、接地。

2.流程中部分皮带故障停机，其他皮带运行正常

此故障若不及时发现并采取有效措施，就会导致转运站料斗短时间内物料堆积，造成料斗堵塞溢料，严重时可引起皮带传动装置损坏。下面举例说明。

单个流程有5条皮带，1#、2#、3#皮带运行正常，4#、5#皮带故障停机。

此故障为单条皮带的故障所引起，原因有2种：一是流程中最后1条正常运行的皮带机（3#机）运行信号未正确传到PLC；二是紧临正常运行的那条皮带（即4#机）出现控制回路故障。

故障判断、处理的方法是：第一步，查看上位机是否报4#机故障，如报故障，根据上位机提示处理，一般为安全保护装置故障。但是如果报的故障是驱动电机的控制柜故障，上位机报不出具体故障，就要自行判断。控制柜出故障的原因可能有：电机主回路保险熔断；控制柜至电机主回路短路；因过流、短路电机保护器动作或电机保护器本体损坏；接触器线圈损坏或控制线接线松动；电机损坏。如是高压电机，则查看高压柜综合继保故障记录即可发现问题。如上位机未报4#机故障，则进行第二步：先查看上位机是否收到3#机运行信号，如未收到，故障为3#机接触器辅助触头至PLC输入模块信号传输问题，一般为3#机接触器辅助触点接触不好、接线松动或对应的输入模块问题。如上位机收到3#机运行信号，则故障为4#机控制回路故障，用万用表测量4#机控制回路电压，逐步缩小故障范围，很快可锁定故障点，一般为接线松动、转换开关或按钮触点接触不好。

3.控制电缆控制信号被干扰

皮带机控制对象在现场，距离控制室或远程站一般距离很远，长距离敷设控制电缆容易被干扰。

原因是电缆的芯线和屏蔽层之间存在有分布电容，电缆越长，分布电容效应越明显。直流系统受到某些干扰，如发生直流接地或交流电源串入到直流回路时，由于长电缆对地分布电容效应的存在，往往可能导致一些灵敏保护继电器误动作。

消除故障的办法是：第一，尽可能避免采用控制电缆长距离（一般不超过400m）传输控制信号，而采用光纤传输。第二，电缆屏蔽层正确接地。干扰皮带机控制电缆主要为大功率电机及高压电气设备，是电磁干扰，因此需要对控制电缆屏蔽层采用两端接地方式。考虑到两点接地可能因接地点电位差，屏蔽层内产生环流电缆屏蔽层的两端应有等电位接地网，以减小接地电位差，克服两端接地带来接地环流的问题。第三，尽可能将控制电缆远离动力电缆敷设，远离扰源。第四，提高继电器工作电压等级，如避免使用24V继电器，采用110V或220V继电器，提高抗干扰能力。

4.通信故障

发生通讯故障后，PLC之间、PLC与远程站之间无法通信，系统瘫痪。判断故障方法是：第一，检查交换机运行是否正常，如正常，通过上位机读取各站点通信情况，缩小故障范围，没有上位机的要到现场查看；第二，到现场根据通讯模块和光纤模块的故障指示确定故障点。

引起通讯故障的原因有：电源损坏或中断，光电转换器损坏，光纤断，通讯模块地址被更改，Profibus现场总线终端电阻未有效接通或关闭，Profibus现场总线插头松动，PLC程序丢失，光纤口未插好，通讯模块与槽板间松动。

值得注意的是，光纤断的位置一般出现在光缆终端盒至光电转换器这一段，常为挤压、拉扯或晃动造成，做好备件，更换即可。光缆内断可能性非常小。

5.PLC输入输出模块损坏

PLC输入输出模块24h不间断工作，它是有使用寿命的，一般5年以上会陆续出现输入或输出点损坏。一般故障表现为：应该接通的点未接通，不应该接通的点一直接通。

处理方法是：更换故障模块。如暂时没有备件，可使用备用点代替故障点。

6.流程中部分皮带故障停机后突然自动启动

此类故障非常危险，不仅会造成转运站料斗堵料，皮带突然启动很容易造成人身伤害，必须从根源上杜绝。

原因是，故障皮带机运行条件不满足引起暂时停机，一旦条件满足故障皮带机会突然相继启动，不需要人为启动，甚至会反复自动启动停止。

处理方法是：修改控制程序，使任何皮带故障停机后，不允许自行启动，必须经过人工将整个流程停止后，通过上位机重新下达流程启动指令。故障停机时，锁定故障皮带，以便于查找故障。

7.PLC程序丢失

故障现象，PLC报故障、上位机所有故障指示点亮、通讯中断。最可能的原因是PLC电池电力不足，控制电源断电，其他原因包括PLC被人为清空程序和PLC损坏，后者可能性很小。

处理方法是：重新下载备份好的程序，如PLC损坏，则需更换。

预防措施是：第一，及时更换PLC电池；第二，一般PLC都有存储卡，将程序备份在存储卡中，即使PLC自带电池电力不足，程序也不会丢失；第三，PLC程序要有备份，培训技术人员可熟练操作程序下载、上传；第四，加强上位机和PLC管理，防止无关人员操作。

8.上位机通信等故障

现场设备运行正常，上位机指令无法下达，无法正常显示现场设备信号。

处理方法是：第一步，启用备用上位机（如没有备用机，则重新启动上位机），并进行复位；如故障依然存在，进行第二步，检查交换机运行是否正常、交换机与上位机通信是否正常；第三步，重新安装上位机软件。

9.单条皮带机无法正常停机

单条皮带机无法停机，不仅控制室上位机无法正常停止，切断控制电源仍然无法停机。此故障出现概率较小，但一旦出现后果很严重。原因有：第一，接触器因烧蚀粘连无法分断；第二，如果是高压电机，一般是高压真空接触器控制回路出故障。

南京港三期工程采用29台ABB永磁式高压真空断路器，投产初期频繁出现接触器无法正常分断故障，切断控制电源后皮带仍然在运行。后来发现是控制电源模块工作不稳定、抗干扰能力低造成的，接触器分合闸时电弧干扰控制模块正常工作，在切断控制电源的情况下接触器一直处于吸合状态。更换电源模块后正常。

处理方法是：立即切断故障皮带机控制柜上级的动力电源，具备远程操控的变电所，通过远程操控快速停止动力电源，防止皮带机失控运转造成危险。停电后查找原因，更换接触器或其部件。

预防措施是：第一，选用优质接触器，接触器型号要合理；第二，定期检查接触器触头烧蚀情况，必要时及时更换；第三，制定皮带机无法正行停止处理应急预案，并进行宣传、演练，出现皮带机无法正行停止时应立即启动应急预案，在最短时间内停机。

10.结语

综上所述，皮带输送机以其诸多的优点广泛应用于码头、矿业、化工和冶金等行业中，但在运行中仍存在一些故障隐患。因此，在皮带输送机运行前，操作人员必须确认机械设备、人员及被输送物品处于安全的状态，检查设备各部位及电气路线是否正常，一旦发现故障隐患应采取有效的措施加以解决，同时操作人员应定期对输送设备进行维修保养，确保皮带输送机更好地应用于港口码头的日常运作中。

参考文献：

[1] 孙百亚.浅谈皮带输送机及常见故障的处理[J].才智.2012年第19期

[2] 姫磊.皮带输送机运行过程中常见问题及处理对策[J].机电信息.2013年第09期