斗轮堆取料机电气系统的日常维护和常见故障

2019-04-26王玉恒

山西冶金 2019年1期

王玉恒

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山 063200）

斗轮堆取料机通过斗轮进行连续取料，是一种利用输送机连续堆料的装卸设备，在实际作业中，具备极强的规律性，在现代技术的不断更新与应用下，基本达到自动化操作水平。电气系统是斗轮堆取料机的核心控制单元，为斗轮堆取料机的运行和作业提供驱动力，实现斗轮堆取料机持续性自动化操作。但是在实际应用的过程中，斗轮堆取料机电气系统受到人为因素、客观因素等影响，会出现各种故障问题，影响实际生产作业。在这样的环境背景下，探究斗轮堆取料机电气系统的日常维护和常见故障排查分析具有非常重要的现实意义[1]。

1 斗轮堆取料机电气系统分析

图1 斗轮堆取料机的基本结构框架

如图1所示，为斗轮堆取料机的基本结构框架，存在取料、堆料这两种作业方式，在堆料作业中，物料通过料场带式输送机装卸至臂架式输送机上，直接运送到斗轮头部端到达料场，以定点堆料方式为主，前臂架位置固定，物料达到规定运送高度后，前臂架斗轮端水银开关会和堆料接触后，利用回转角度或是整机迁移的方式达到料场。在取料作业中，斗轮转动，而前臂会围绕回转中心进行回转，斗轮把物料取送至臂架带式输送机中，依靠挡煤槽到达落料斗中，之后卸至尾车达到料场带式输送机中，完成取料作业。

斗轮堆取料机电气系统以PLC控制为主，包括减速机、电机、机械机构等，利用可编程逻辑控制器进行电气控制，这主要是因为PLC具备可靠性高、控制功能强的特点，编程简单，可以在现场进行程序修改，再把数据传入管理计算机中，实时监控斗轮堆取料机电气系统的运行状态，扩展能力较为灵活，可以实现触摸屏和变频器的连接，以实现实时数据通讯的效果，可以应用在较为恶劣的工业环境中，单动、手动、半自动控制方式并存，配以以太网通讯接口。在实际控制中，设计人机交互界面，是一个依托于可编程序控制器控制模块化电气控制系统[2]。

2 斗轮堆取料机电气系统日常维护途径

斗轮堆取料机电气系统日常维护工作十分重要，这是日常管理的重要部分，根据斗轮堆取料机实际情况和使用状态，制定合理有效的日常维护计划，明确维护周期、维护方法和维护部位，及时发现斗轮堆取料机电气系统的故障隐患，减少各类故障的发生几率，延长斗轮堆取料机的使用寿命，进而保证斗轮堆取料机高效稳定的运行。

1）主电源维护。主电源线路是斗轮堆取料机日常维护的重要内容，这主要是因为由于主电源运行时间较长，其电源线路很容易出现烧毁、短路或是断路等情况，一旦发生主电源线路故障问题，斗轮堆取料机将无法作业，特别是短路问题，很容易导致火灾的发生，损失严重，需要加以重视。在主电源维护中，工作人员无需考虑设备电源的供电方式，而是将侧重点落在接头、动力电缆、三相绝缘等方面，检查接头是否存在松动情况、动力电缆附近是否存在积水或是热源以及三相绝缘的绝缘性，同时还要定期清理主电源表面的灰尘或是凝露，保证主电源的正常运行，延长使用寿命。

2）电气柜维护。在斗轮堆取料机日常作业中，考虑到往复作业较为频繁，并伴随着大振动作业，使得电气柜内线路很容易出现干扰、短路等情况，需要定期检查和维护，以避免斗轮堆取料机发生故障。在日常维护中，工作人员要检查电气柜内线路是否存在端子松动现象，一旦出现线路松动脱落现象，会使得斗轮堆取料机立即停机，影响日常作业，需要及时发现并排除[3]。若主回路输出线脱落后接触其他输出线，整个电气柜直接发生短路，使得电气元件遭到破坏，损失重大，需要更加注意。同时，电气柜中的变频器是一种重要的元器件，工作人员要加强维护力度，定期清理使其保持清洁，定期检查冷却风机是否正常，保证电气元件的正常散热，预防各种电气故障问题。

3）电机维护。斗轮堆取料机电机一般安装在外部，处于生产前线，由于运行环境较为恶劣，负载冲击较大，需要工作人员加强对电机的日常维护工作。在日常维护中，工作人员要定期检查电机相间绝缘与接地绝缘，提高电机的整体绝缘性能；若电机绝缘能力较弱，工作人员要对电机开展绕组烘干浸漆处理，增加表面的绝缘性，并定期检查其表面稳定，一旦超过规定温度范围，立即停机检查；定期检查电机工作时的电流大小与变化情况，若超过额定值，需要停机检查；加强电机冷却散热系统的维护，清理电机外部、扇叶和风扇端盖，清除灰尘和表面污垢，保证电机日常维护效果，延长电机的使用寿命。

4）传感器维护。斗轮堆取料机的外部传感器一般包括有限位开关、雷达料位计和编码器等，这些开关会被安装在设备外部，由于斗轮堆取料机运行环境较为复杂恶劣，需要工作人员定期检查和清理。限位开关若发生故障，会让斗轮堆取料机电气系统失去保护作用，容易引发加大的故障问题，要求工作人员要定期检查限位开关的功能与外部线路，这主要是因为限位开关操作中经常和机械挡铁发生摩擦碰撞，其接触部位是日常维护检查的重点，一旦磨损严重，需要及时更换限位开关，以保证斗轮堆取料机电气系统的正常运行。而针对雷达料位计和编码器而言，其工作状态会对斗轮堆取料机的堆料、取料工艺发生影响，考虑到雷达料位计、编码器长期处于振动环境下，较容易发生松动或是脱落情况，需要工作人员定期检查，一旦发生松动要及时固定，清除表面污垢或是灰尘，保证传感器可以正常作业[4]。

3 斗轮堆取料机常见故障排查

1）故障情况分析。某钢厂DQLK2000/7500·55型斗轮堆取料机在实际应用中，单机运行状态良好，而使用远程控制功能后，持续性出现急停信号并无法复位，检修人员对斗轮堆取料机进行全面排查，没有发现任何接线错误问题，通过检测确定感应电压，其控制电缆有备用芯，用小的感应电压备用线取替原有的电缆备用芯，把原有的电缆备用芯进行接地处理，并把原来中间继电器替换成高返回电压继中间继电器，彻底排除故障。通过分析，发现故障的根源在于长距离电缆感应电压会造成中间继电器无法返回的情况，这需要工作人员打好提前量，加强日常防范工作，将屏蔽电缆作为控制电缆，让屏蔽电缆屏蔽层进行单端接地，以两相制方式进行电源控制，也可以选择直流控制的方式，进而解决这一问题。

2）故障诊断与排除。该DQLK2000/7500·55型斗轮堆取料机重新投入使用中，运行一段时间后，又发生大车行走驱动停机问题，检修人员仔细排查，发现大车行走驱动停机的根源是动力缆盘停机造成的，随后，检修人员对电气室进行排查，其回路线路完好无损，由于回路线路无任何的电机保护器，检修人员无法直接判断跳闸原因，初步分析可能是由于过载造成的断路器过热跳闸，并在后期运行中发生多次跳闸，检修人员对电机进行全面排查，发现一根线芯和电机接线螺栓发生松动问题，检修人员重新接线并做好加固处理，解决了跳闸问题。通过故障分析，可能是斗轮堆取料机运行中的振动造成线路松动，使得三相电机缺相而引发的电流失衡，进而造成断路器跳闸[5]。排除故障后，检修人员在触摸屏上方设置驱动断路器合闸指示灯，帮助检修人员对断路器进行监控，一旦发生故障，可以及时找到故障点并排除故障，实现斗轮堆取料机电气系统电气驱动情况的有效控制。

3）故障排查方法总结。在斗轮堆取料机长期运行中，很容易出现电气故障，需要工作人员及时排查故障，以保证斗轮堆取料机的运行效率。第一，操作人员要根据相关规定进行斗轮堆取料机的操作和使用，掌握设备连锁、故障报警、操作工艺和运行顺序，防止由于错误操作造成的设备故障。在堆料操作中，启动顺序为“悬臂皮带—尾车皮带—大车行走和悬臂回转”；在取料操作中，启动顺序为“地面皮带-悬臂皮带—斗轮—大车行走和悬臂回转”。第二，在正常操作的情况下，设备发生故障会自动发出警报并停机，其触摸屏故障显示灯会亮，一般包括电机过载故障、皮带跑偏故障、设备急停故障以及变频器故障，工作人员要根据故障指示灯进行故障诊断与排查，无问题后进行故障解锁，进而清除故障问题。若驱动系统出现停机，则触摸屏和指示灯不会发生任何反应，需要工作人员进行逐一排查，其检查顺序为主回路断路器—主回路接触器--控制回路继电器—PLC输出模块指示灯—PLC程序[6]。