离心机电气故障分析及处理

付 兵 杨惠昂 施海玉

海申机电总厂（象山）（浙江宁波 315718）

离心机是一种固液分离设备，利用其在高速旋转下产生的离心力，使具有不同密度的固体颗粒与液体分开，主要用于浓缩、脱水、澄清、净化及固体颗粒分级等工艺过程。离心机广泛应用于化工、市政废水处理、自来水净化、烟叶再造、制药、食品、冶金、选矿等各个领域。为了使离心机能够平稳连续地运行，目前其电控系统多采用可编程控制器（PLC）加触摸屏的控制模式实现离心脱水系统的自动运行，如果运行过程中出现电气故障，势必影响设备的正常使用，对生产造成不利影响。因此，出现电气故障时，能够在最短的时间内分析故障原因并进行处理显得尤为重要。

1 故障处理的思路和方法

1.1 思路

（1）要能看懂控制电路原理图、接线图等相关图纸；（2）要能够根据图纸对电路进行分析：由电源开始，对继电器与被控元器件在通断电条件下自左到右、自上到下逐一进行分析。

1.2 方法

1.2.1 现场调查法

（1）询问：向现场操作人员仔细询问故障发生的经过、离心机运行参数的变化情况、故障现象和故障结果。（2）细心观察：仔细检查电气设备的外观，分析导致故障产生的因素。（3）听声：辨别器件工作声音是否正常。

1.2.2 逻辑推理法

根据故障现象，结合电路原理图的控制流程，通过分析确定需要检查的区域，最终将故障点找出并加以排除。

1.2.3 通电排除法

如果故障点不清楚或很难判断时，可以在电器元件与设备允许通电的情况下，卸下负载后通电检查，以分析故障原因。

2 排除故障的程序

故障处理流程包括分析故障原因、锁定故障点、故障排除等，具体如图1所示。

图1 故障处理流程

2.1 分析故障原因

向离心机操作人员具体询问设备故障情况，以便采取最有效的处理措施，快速有效地排除故障。

通过看、听、闻、摸等方法，对设备进行初步检查，分析故障现场情况，正确定位故障点。

分析故障征兆：出现故障前的电气设备通常都有一定的预兆，对故障征兆信息进行分析，能够作为设备故障定性与定位的根据，有效地提升排除故障的效率。

2.2 锁定故障点

在故障区域内，故障点的确定尤为重要，可以快速地把发生故障的组件或元器件找出来，实施有效的修理。

2.3 故障排除

在故障排除的过程中，首先要了解故障发生前后的情况和故障现象。

对于不熟悉的电气设备，要先知道其电路原理与构造特征，在没有电路图的状况下，要一边拆卸，一边绘制草图，并做好标记。对于发生故障的电气设备，先检验其外观有没有明显的裂痕、缺损等，查询维修履历、应用年限等，之后再对其内部实施检查。

对故障设备进行绝缘性能测试。

故障排除过程中，先检查电源通电情况，再检查线路与负载，先简后繁。在电器保护线路检查中，如发现热继电器、电机保护器动作，不但要让其复位，还要把过载的因素查出并解决，并向相关人员说明要注意的问题。

3 故障案例及排除过程

3.1 故障一

故障具体表现为离心机副电机未正常启动。

故障排除过程：

（1）根据控制原理可知，控制信号经控制柜上的触摸屏传送给可编程中断控制器（PIC），PLC输出端口接中间继电器（控制变频器的启停）。根据电流可得知电机状态，用测试电压为500 V的兆欧表检测电缆与电机绝缘情况，从而判定电缆、电机状态。

（2）对程序进行监控，检查副电机控制点的输出条件是否满足，输出信号是否正常（如图2所示）。

图2 副电机输出信号

（3）拆开变频器的控制面板进行检验，通过短接端子开启副变频器，如果副变频器正常运行，说明变频器状态正常，是控制信号没有传送到变频器造成变频器未启动，那么问题必然在于输出信号从PLC到变频器输送过程中出现丢失。

（4）检查PLC输出口接的中间继电器工作是否正常

经过检测，最终得出副变频器未正常启动的原因是PLC输出口上接的中间继电器损坏，中间继电器电磁式衔铁生锈造成接触不良，导致PLC的控制信号未传送到变频器。对衔铁生锈部分进行打磨后，中间继电器恢复正常工作，故障排除。

3.2 故障二

故障具体表现为：离心机开启后触摸屏显示的振动数值突然增加，出现振动大报警，而用手持测振仪检测离心机振动数值正常。

故障排除过程：

（1）根据原理图得知，振动数值是由振动变送器将0～20 mm/s的振动强度转换成4～20 mA的电流信号送入PLC中进行计算得出的。

（2）采用排除法更换变送器，检查振动变送器的好坏。

（3）用万用表串入振动变送器输出电流信号回路，检查电流信号是否正常。

（4）对程序进行监控，观察PLC中模拟量输入（AI）模块采集的振动信号的数值(如图3所示)是否正常。

图3 振动信号数值

通过万用表测量和程序监控可以得出，振动信号在变频器开启后出现突增，原因是控制室新增加多个控制柜，柜内均有大功率变频器，变频器所产生的电磁辐射对模拟量信号产生了干扰，而控制柜内保护接地和信号接地没有分开，抗干扰能力不足。将模拟量信号统一改为信号接地后，干扰问题得到解决，设备振动值显示恢复正常。

3.3 故障三

故障现象具体为絮凝制备装置高液位未停止配药，造成药箱液体高液位溢出。

故障排除过程：用万用表测量接触式液位传感器工作是否正常；通过监控程序检查自动配药程序运行是否正常。

经检查，由于接触式液位计高液位线路松动，造成液位继电器未吸合，高液位信号未送到PLC，所以药箱高液位时未能及时停止配药，造成药液溢出。对线路进行紧固后，药箱恢复正常工作。

4 结语

（1）排除电气设备故障是建立在熟知离心机机械和电气系统工作原理的基础之上的，只有这样才可以迅速正确地查找和排除故障。

（2）排除电气设备故障时，要结合图纸、程序与现场实际情况，尽可能选用最佳方法，让故障可能出现的区域缩小，最终把故障锁定在一个点上。

（3）排除电气设备故障时，要遵循先“看”后“想”再“动手”的准则。设备发生故障时，要先看清楚故障发生在哪里，是什么故障，是不是由机械或别的因素导致的；不可以盲目动手，防止影响维修速度，甚至把问题扩大化，要找到问题的源头后再动手。这样常常能够达到事半功倍的效果。

准确应用和精心维护是防止故障出现的保证，设备使用单位应建立完整的设备运行管理制度，要有完整的设备运行记录、维修保养记录等。相关人员在解决离心机电气故障时可以结合运行记录中设备参数的变化情况分析故障原因，大大缩短维修时间。离心机的电气故障多种多样，电气维护人员熟知设备运行原理，是正确处理离心机电气故障的前提。