烧结倾翻机故障分析及处理

（辽宁冶金职业技术学院 自控系，辽宁 本溪 117000）

本钢炼铁厂75 m2烧结倾翻机是2008年新上的设备，该倾翻机为大连起重设备厂出产的C型倾翻机，翻车载荷为50～80 t，生产能力为15车/h。该倾翻机电气控制部分由德国西门子公司生产的S7-300的PLC及外围电气元件组成，分为总电源控制系统、PLC控制系统、拨车机控制系统及倾翻机控制系统等。控制倾翻机车体倾翻动作的2台75 kW驱动电动机和拨车机的2台45 kW走行电动机的调速均采用变频调速控制方式，倾翻机整个车体的其他各部分动作全部采用液压驱动控制，操作分为主台自动操作、中控手动及机旁操作，主台操作采用WINCC画面操作，方便直观。

1 倾翻机存在的问题

倾翻机在运行2个月后，发现控制倾翻机的变频器经常出现不定期过载保护跳闸，且故障经常出现在倾翻机启动或翻返启动的瞬间。每次过载跳闸断电后必须到电磁站重新启动变频器，才能进行正常作业；到后期只要一启动倾翻机就发生过载跳闸，至使倾翻机无法正常作业。

2 故障原因分析及确认

当启动倾翻机发生过载跳闸后，对外部线路和倾翻机的机械部分通过进行常规检查维护均正常，因此排除了由电气和机械故障引起的变频器过载跳闸；而且也推翻了2台倾翻电动机的不同步运行引起的变频器过载跳闸，因为驱动2台电动机的变频器虽然是由2个继电器给出控制信号，但是控制信号来自PLC，在PLC中，这2个信号是同步动作的；2台制动器也是并联同步运行的。

根据故障现象分析，推测出可能是由于倾翻机的倾翻滚筒在运行过程中，由于2台倾翻电动机对倾翻滚筒产生的驱动力矩相等，而滚道与托滚之间的摩擦阻力不同，从而使滚筒两端产生扭动扭力。而电动机的启动与停止是与制动器同步的，当电动机停止运行时，制动器也停止运行，从而将这一扭力存储在滚筒中，这一扭力作用在滚筒两端，大小相等，方向相反。当下次电动机启动的瞬间进行释放，与电动机启动方向相同的一端顺应电动机的启动，而与电动机启动方向相反的一端阻碍电动机的启动，使电动机的启动电流增加以至于过载，使变频器出现过载跳闸。

经过上述分析，如果分析结果正确，那么倾翻机在自由状态（倾翻机的零位、最大位不是倾翻机的自由状态，自由状态在+10°左右）应该启动正常，于是手动将制动器松开，让倾翻机自由滑动到自由状态，这时滚筒扭力得到释放，再启动一切正常，这一现象表明上述分析是正确的，由于倾翻滚筒存在扭力，所以使倾翻机再次启动时出现“假”失步现象。

3 故障处理方法及结论

3.1 故障处理方法选择分析

经过对上述故障原因的分析可以看出，上述故障虽为机械故障，但在机械上是很难避免的，因为倾翻机滚道及8组托滚的摩擦阻力很难控制相等；要想从机械方面真正解决问题，将会需要大量的人力、物力和财力，而且其结果也不一定很理想。但根据上述试验，倾翻机在自由状态下可以正常启动，这就意味着可以通过电气或PLC程序来解决这一问题，而且在PLC程序上解决这一难题比较简单易行，还可节省人力、物力和财力。原PLC程序中，倾翻电动机与制动器的运行为同步，即，同步启动、同步停止。可修改PLC程序，将倾翻电动机与制动器的运行分开，即先运行制动器1 s后再启动电动机，其间隔时间在保证释放了滚筒上存储的扭力的前提下越短越好，这样改进后不但有效地释放了滚筒上存储的扭力，还可以使电动机启动时的初速度为最小，几乎为零，这样变频器的设置就不用改变即可满足适应系统的需要。

3.2 故障处理方法

由于控制系统的PLC程序比较复杂，涉及的I/O点较多，所以本着尽量减小变动而能解决问题的原则来实现上述功能。经过对原程序（如图1所示）的解读发现，从Q6.7这一中控点入手比较合适，利用Q6.7点（控制倾翻机制动器工作）经延时（采用S-ODT）1 s后控制变频器的运行。这样无论是倾翻运行还是翻返运行都可以达到变频器延时启动的目的。改进后的程序如图2所示。

图1 改进前程序Fig.1 Programm before improved

图2 改进后程序Fig.2 Improved programm

自从此电气改进方案实施以来，没有再次发生因上述机械问题造成的变频器跳闸故障，运行效果良好。此项技术改造，充分体现了PLC控制灵活、简单、方便的优点，把机械、电气自动化进行了有机结合，从根本上处理了设备故障，解决了实际工作中的难题，为生产争取宝贵的时间，同时也节约了大量的维修费用。

［1］柴瑞娟.西门子PLC编程技术及工程应用［M］.北京：机械工业出版社，2006.

［2］大连起重设备厂.C 型翻车机说明书［Z］.2008.