陈淑兰 王晓斌
华电江苏能源有限公司句容发电厂 镇江 212413
摘 要：圆形料场堆取料机电气故障常常产生，传统检修办法存在排查难度年夜、耗时长的问题。联合事情现实，提出合理的故障快速诊断办法。应用PLC 和上位机法式与电气图纸快速定位故障地位，可以年夜年夜缩短故障诊断光阴。
症结词：圆形料场堆取料机；电气检修；PLC；上位机；诊断；后果
中图分类号：TH22 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2020）16-0080-05
0 弁言
海内某发电厂使用的两台圆形料场堆取料机型号为CSR3600/1500-120，堆料着力为3 600 t/h，取料着力为1 500 t/h，料场直径φ 120 m，悬臂长度为53.5 m。此中PLC 品牌为施耐德昆腾系列，PLC 编程软件为UnityPro XL，上位机软件为西门子SIMATIC WinccExplorer软件。
两台堆取料机承担着为发电厂两台1 000 MW 超超临界机组供煤以及万吨级煤船的卸料义务。一旦堆取料机呈现严重电气故障，无法实时修复，将会造成机组停机、船煤无法卸料等严重效果。是以堆取料机电气故障的快速诊断和处置尤为紧张。
在之前的检修中，通常是找到对应的故障部门，应用图纸对其电气回路进行反省，直至找出故障缘故原由。但因为堆取料机布局繁杂，电气联锁掩护回路浩繁，每每故障跳机并不是由故障点直接导致。假如仅仅从故障自己查起而疏忽分歧体系之间的联锁掩护，故障诊断的难度将年夜年夜增长，故障处置光阴也将年夜年夜增加。同时假如故障表示为总电源跳闸等环境，则无法确认故障地位。而在电气故障诊断中应用上位机法式，PLC 法式与现场电气回路反省相联合的方法，将发生事半功倍的后果。
1 主法式先容
堆取料机的机器布局示意图如图1 所示。
图 1 堆取料机机器布局图
堆取料机分为堆料部门和取料部门，上部为堆料部门，下部为取料部门。堆料部门主要有堆料皮带机、堆料反转展转以及堆料变幅三个部门。取料部门则分成取料刮板机，取料变幅以及取料反转展转三个部门。PLC 主法式项目布局视图如图2 所示：
图 2 PLC 主法式项目布局视图
此中与电气故障检修联系关系较年夜的有：
FC11_Power_and_Protection( 电源及掩护)、
FC12_Stacking_Slew( 堆料反转展转)、
FC13_Stacking_Luffing( 堆料变幅)、
FC14_Stacking_Belt( 堆料皮带机)、
FC15_Reclaim_Slew( 取料反转展转)、
FC17_Reclaim_ Luffing_Left ( 取料变幅)、
FC17_Reclaim_Scraper_Left ( 取料刮板机)。
2 故障报警体系
在体例上位机法式时，对一些常见故障体例了响应的标签。是以有些故障可以直接在上位机报警框内显示。这类故障只需直接找到响应法式块，就可以进行下一步反省操作。但因为汗青缘故原由以及本钱斟酌，有年夜量的故障报警无法在上位机上显示。这时就必要相识整个堆取料机PLC 法式中故障报警体系的布局，能力更好的办理故障。
起首可以从FC11_Power_and_Protection( 电源及掩护) 的PLC 梯形图中相识堆取料机故障分类及品级。总故障梯形图如图3 所示。
总故障M119 的原由有：M121 配电掩护柜一级故障、M123 配电掩护柜一级故障、M219 堆料反转展转总故障、M319 堆料变幅故障、M419 堆料皮带总故障、M519 取料反转展转总故障、M619 取料变幅总故障、M819 取料刮板总故障。而在堆料反转展转总故障子法式内故障布局如图4 所示。
堆料反转展转总故障的原由为M221堆料反转展转一级故障、M223 堆料反转展转三级故障（两者为“或”关系，即有一个故障前提满意，则总故障报警）。其他几个总故障与堆料反转展转总故障编程布局相似，原由均为对应的一级故障和三级故障。故障报警组织布局图如图5 所示。
图 5 故障报警组织布局图
3 永劫间坚持故障检修
一样平常环境下，上位机画面上的故障报警栏会显示响应的故障报警信息。必要依据故障信息提醒找到对应的PLC 子法式，然后依据下文先容的办法进行诊断故障。当上位机没有故障报警显示时，可先将法式改为在线衔接状况进行监测。对付一些一直存在的故障，例如急停、火灾报警等，可以先察看总故障线圈是否动作（线圈色彩由红变绿），然后察看总故障动作的前提中哪个已经满意，再依据满意的前提对应的分故障进行阐发，看分故障对应的前提有哪些已满意。终极经由过程对法式进行慢慢反推，找到故障点。
例如在某次堆取料机故障中，堆取料机处于半主动堆煤模式，总电源开关掩护跳闸动作。司机反映操作台无端障报警信息且总电源无法合上（即故障一直存在）。检修班组达到现场后，起首打开unity pro 软件，依照上文所述办法，先反省FC11_Power_and_Protection( 电源及掩护) 中图3 所示的总故障回路，发现总故障线圈动作，配电柜一级故障接点M121 动作，再反省M121 对应的故障报警回路（如图6 所示），发现M121 线圈动作原由为DB100_DBW20 动作，而DB100_DBW20 对应的位故障如图7 所示，反省发现DB100_DBW20.3 线圈动作，对应的触点为sys_EStop_R_ScraperSide_sig（刮板驱动右侧急停按钮）动作，于是现场查看故障，发现因为煤堆过高，引起坍塌，导致急停开关被埋住动作，扒开煤块发现开关已被砸坏，只能调换急停开关。这次因为故障点比拟隐秘且无端障报警信息，如采纳传统反省办法，需进行周全排查消耗年夜量光阴，采纳如上办法很快就将故障查出。
图 6 配电柜一级故障梯形图
图 7 DB100_DBW20 故障梯形图
4 瞬时故障检修
4.1 总故障报警
部门环境下，因为存在各类电气掩护及联锁掩护，故障产生后立刻会跳闸或者结束运行，以是故障旌旗灯号刹时动作后不会坚持。这时就必要将PLC 法式切换为在线监测模式，反复启动堆取料机产生故障的部门，察看总故障旌旗灯号是否会刹时动作（即线圈图标由红变绿）及引起总故障的是哪个子体系总故障前提已经满意（触点图标由红变绿）。然落后入该子体系总故障法式界面，反复以上启动装备操作，察看子体系总故障是否动作及引起该子故障的故障缘故原由，肯定是子体系一级故障照样三级故障。对付一级故障和三级故障的逻辑，以一级故障为例：将每一个故障点的动作信息（动作置1，不动作置0）存入一个中央变量字中的一位（共16 位），尔后断定故障字是否即是1，即是1 则报一级故障，三级故障断定同上。于是也需反复以上启动装备操作，察看对应的一级故障、三级故障中，哪个故障点动作（触点图标由红变绿），从而定位到故障地位，然后联合图纸到当场对故障点进行反省。在现实的故障诊断中，该办法可快速定位故障地位。
如在某次堆取料机故障中，司机反映取料刮板电机启动数秒后结束运行，司机室操作界面无端障报警。检修职员现场反省发现，刮板电机由软启动器降压启动，启动数秒后软启动器无法完成切换，从而无法启动取料刮板电机。于是打开unity pro 软件，打开FC11_Powerand_Protection( 电源及掩护) 子法式，察看图3 所示法式段，让司机启动刮板电机，发现启动刹时总故障线圈M119 动作，触点M819 刮板链条总故障触点动作，于是打开FC17_Reclaim_Scraper_Left ( 取料刮板机) 子法式，察看如图8 所示法式段，再让司机启动刮板电机，发现M819 线圈动作同时M821 取料刮板一级故障触点动作，找到M821 线圈对应法式段如图9 所示。再让司机启动刮板电机，DB800_DBW0 动作。由上文所述可知，DB800_DBW0 有16 位，启动刮板电机，反省列位对应的线圈是否动作，终极反省图10 所示对应的DB800_DBW0.9 在电机启动刹时动作，进一步反省发现KA74B刮板电机1 软启运行输出不动作。当场反省发现软启动器输出接点故障导致无运行输出。检修软启动器后，规复正常。
图 8 刮板链条总故障梯形图
图 9 取料刮板机一级故障梯形图
图 10 DB800_DBW0.9 故障梯形图
4.2 总故障不报警
在某些环境下，因为线圈动作和触点动作存在光阴差，而故障旌旗灯号有时是刹时动作，从而导致子法式的故障动作无法在总故障中实时体现，即故障产生不会引起总故障线圈动作。也就无法经由过程监测总故障来进行故障诊断。在对堆取料机法式进行细心研讨并联合日常检修履历，发现通常堆料、取料各子法式中，均存在对应的偏向联锁和偏向（启动）哀求，只有当响应的偏向联锁和哀求均正常动作时，对应的反转展转、变幅等机构能力正常启动事情。以是在日常故障诊断中，在遇到堆、取料机构反转展转、变幅以及堆料皮带机和取料刮板机无法正常动作时，可直接进入对应的子法式中，找到偏向联锁和哀求对应的法式段，接洽程控启动装备，即按下响应的司机室操作按钮，及时监测偏向联锁和哀求的线圈可否正常动作，若不克不及，排查是法式段中何种前提不满意导致的，不满意的前提通常便是引起故障的缘故原由。发电厂#2 圆形料场产生过一次堆取料机取料反转展转左行无端结束故障，司机反映取料反转展转左行可以启动，但事情一段光阴后会无端结束，光阴无纪律。现场查看中控机无端障报警。因为故障表示为取料反转展转部门，于是在法式中快速定位到取料反转展转子法式（见图11），察看取料反转展转左转偏向联锁和偏向哀求法式段运行环境（见图12）。
图 11 取料反转展转左转偏向联锁梯形图
图 12 取料反转展转左转偏向哀求梯形图
察看图11 所示法式段，发现M501 线圈接点在故障刹时存在闪耀的环境，缘故原由是M528 触点在故障刹时动作，而因为动作光阴过短，图12 所示法式段M507取料左转偏向哀求线圈并未动作。于是到M528 触点对应线圈地点法式行（如图13 所示）进行查看，接洽司机再次启动取料反转展转，发如今无端结束刹时，DB500_DBW40 有输入。
图 13 M528 线圈法式梯形图
依据上文所述的故障报警机制，在故障产生刹时察看该字对应的各个位变量的动作环境。终极发现为左侧防撞开关1 刹时动作。现场反省发现该防撞开关电源线被煤块砸伤，电源线打仗不良。
刮板机的悬臂防撞装配属于组合布局，靠近开关选用PNP（24V）输出常闭型靠近开关。因事情必要对防撞装配进行了改革。当防撞开关没有动作时，靠近开关检测板紧贴靠近开关，使其动作，靠近开关常闭触点断开，电气原理图如图14 所示，PLC 对应的DI4 的通道指导灯不亮。图15 所示法式中常开触点R_SL_L_Anticollision_L_1_ls（取料刮板机左侧防撞1）断开，此时防撞掩护不动作，左转偏向哀求容许。
而当防撞装配碰撞煤堆动作时，靠近开关检测板阔别靠近开关，靠近开关不动作，靠近开关常闭触点闭合，电气原理图如图14 所示，PLC 对应的DI4 的通道指导灯亮。图15 所示法式中常开触点R_SL_L_Anticollision_L_1_ls（取料刮板机左侧防撞1）闭合，此时防撞掩护动作，左转偏向哀求不容许。
而当该防撞开关1 电源线被煤块砸伤，电源线打仗不良，正常事情时无非常，但堆取料机事情时存在较年夜震荡，导致取料反转展转进程中，靠近开关刹时失电，失电环境下，无论防撞装配是否碰撞煤堆，靠近开关常闭触点始终闭合，防撞掩护动作，取料反转展转左转偏向哀求M507 不满意，取料反转展转左行结束。
该故障处置进程中因为需期待故障产生，具有极年夜不肯定性，以是耗费失落很多光阴。在现实事情中，对付此类不肯定性极年夜的故障，可以先断定是否可以将疑似缺陷项短接跳过，若可以则短接该缺陷项的触点旌旗灯号，察看故障是否产生。若故障一直不产生，则该缺陷项故障的可能性很年夜，需当场进行反省。若故障依然产生，则应用此办法一一排查疑似故障点，直至查出故障。
图 14 DI4 模块接线图
图 15 防撞掩护PLC 法式梯形图
5 结语
为了缩短堆取料机电气故障的诊断和检修光阴，针对永劫间坚持故障、瞬时故障( 总故障报警)、瞬时故障( 总故障不报警) 三种故障环境，应用堆取料机自有的上位机及PLC 法式，联合日常的检修履历，分离提出了故障诊断办法。颠末现场事情的验证，能缩短堆取料机电气故障的诊断光阴，进步故障诊断的效力。
参考文献
[1] 王晓斌. 圆形料场堆取料机刮板机防撞装配[J]. 起重运输机器,2017(9):155-157.
[2] 王兆宇. 施耐德PLC 电气设计与编程自学宝典[M]. 北京：中国电力出书社,2015.
