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煤矿矸石山操车电控系统的原理 维修与改造

字号+ 作者:admin 来源:未知 2010-11-16 20:13 我要评论( )

我矿操车电控系统是江苏高扬机电有限公司的产品,以 FX1N-40MR 型三菱PLC作为控制核心。配以外接继电器电路来实现整个操车的电气控制,控制对象主要有:推车机、翻车机、泵 1 电机、泵2电机、闸门开关、电磁溢流阀。 一、电路基本组成 该控制电路见附图,主

      我矿操车电控系统是江苏高扬机电有限公司的产品,以 FX1N-40MR 型三菱PLC作为控制核心。配以外接继电器电路来实现整个操车的电气控制,控制对象主要有:推车机、翻车机、泵 1 电机、泵2电机、闸门开关、电磁溢流阀。 
   一、电路基本组成 

   该控制电路见附图,主要有以下两个部分组成。

 
 

   1 .高压部分

   (1) 隔离开关 GK( 250A ) 。型号为 HH15P-250 / 3 ,为 AC380V 进线总开关。 
   (2) 空气开关 QK1 、 QK2 、 QK3 、 QK4 ,分别串接于两个油泵电机 M1 、 M2 和加热器 DR、变压器BK300 的电源回路中,目的是方便分断各部分电源,同时具有过流保护作用。 
   (3) 过流继电器 1RJ 、 2RJ ,分别串接于油泵电机 M1 、 M2 回路当中,起过流保护的作用。 
  (4) 真空接触器主触头 K1 、 K2 、 K3 ,分别用于对油泵电机、加热器的启停控制。

   2 .低压部分

   (1) 变压器 BK-300(150VA) 。该变压器输入 380V 、输出 220V 和 24V两路交流电压为开关电源、温控器、PLC 、交流接触器 K1 、 K2 等供电。其初级回路串接了一只 4A 瓷封装保险1RD,当变压器负荷侧有短路时保护变压器不被损坏。
   (2) 可编程控制器 PLC 。该电控系统采用三菱小型 PLC 作为控制部件,型号为 FX1N-40MR ,其内部共编制了100多步梯形图程序来实现整个电路的核心控制,只需在它的外围接上简单的按钮就可实现复杂的操作。该 PLC共有输入端子(X000-X027)24 点,输出端子 (Y000-Y017)16 点,输入输出均留有备用端口。PLC控制系统弥补了传统继电器控制系统接线繁杂、可靠性差、体积大、耗能多、故障率高等缺点。

   (3) 开关电源 S-350-24 。该开关电源输入 220V 的交流电压,输出24V的直流稳定电压为中间继电器、电磁阀和工作状态指示灯供电。

   (4) 中间继电器 MY4NJ 。该控制电路共有 7 个小型继电器 (1J ~ 7J) ,直接受控于PLC,继电器输出触点控制各部件的电磁阀,起到承上启下的作用,是关键器件,也是易损件,由于电磁阀所需驱动电流较大 ( 2A),且工作频繁,常常会造成继电器的触点被烧蚀而接触不良。

   (5) 交流接触器 K1 、 K2 、 K3 。供电电压为 A(124V ,分别受控于继电器 1J 、2J和温控器的常开触点,其主触头分别串接于油泵电机 M1 、 M2 和加热器 DR 的供电回路当中,用于对它们的开关控制。

   二、操作面板及工作原理分析

   1 .按钮

   操作台上共有 11 个操作按钮 1SA ~ 11SA ,这些按钮均接于 PLC(X0 ~X12)输入端,其触点通断作为输入开关量信号使用。 PLC 输入端 (X13 ~ X17) 还接有 5 个磁性传感器 1XK ~5XK作为信号输入,用于在手动状态下提供各个部件的到位情况。

   紧急停车按钮 TA 的作用:当 TA 被按下时,常闭触点断开,切断 PLC220V 的供电,使PLC的所有输出均断开;常开触点闭合,继电器 8J 得电吸合, 8J 的常闭触点断开,切断电磁阀和其控制继电器的DC24V供电,整个电路不能工作。由于切断了所有负荷的供电电源,避免 PLC 损坏造成失控而引发的事故。

   2 .工作原理分析 
   该操车工作原理较为简单,因其所有控制均集成于 PLC 内部程序中,只需了解其端口基本功能,根据外围接线进行分析即可。

(1) 手动状态和检修状态的区别


手动状态:PLC在这种状态下将根据传感器给定的信号来顺序执行各种部件的动作,并到位自停。即在手动状态下,各部件是相互制约的,如果其中之一发生故障,将会导致其他各部件不能正常动作。比如:如果阻车器开不到位(或传感器损坏 ) , PLC 接收不到阻车器开到位信号,则推车机就不能动作;如果阻车器关不到位 ( 或阻车器关到位传感器损坏),将禁止翻车机翻车;若翻车机到位传感器损坏则翻车机不自停。在手动状态下,操作人员可强制按照顺序进行操作,防止因操作不当而发生事故。


检修状态:这种状态只能在检修或应急的情况下使用,PLC将脱离传感器送入信号的控制,各部件可根据按钮操作随意执行,不再相互制约。


(2) 油泵电机控制回路流程


按压泵 1 按钮, PLC 经逻辑
回路的主触头闭合,泵 1 电机 M1 得电工作:按压泵停按钮, PLC 的Y0端断开, 1J 和 KJ 分别失电释放,油泵电机停止工作。泵 2 的控制程序与泵 1 完全一样。 泵 2 。


(3) 翻车机控制流程


手动状态下,按压翻车机工作按钮 出端 ,外接 和7J得电吸合,翻车机电磁阀和电磁溢流阀同时得电吸合,翻车马达旋转工作,翻车机自动翻车,当翻车机旋转 360°后,到位传感器感应出信号送到PLC 的 X15 输入端,

PLC 就会立即断开 Y3 和 Y6 端,使翻车机停止工作, 20 秒后(PLC内部设定工作时间间隔,可根据实际情况修改),再次按压翻车机工作按钮,翻车机就会重复上述工作。在检修状态下,按下按钮,翻车机工作,松开按钮,翻车机停止工作。

(4) 推车机和闸门开关的控制流程


和翻车机类似,这里不再赘述。需注意的是,电磁溢流阀是公共阀,各部件电磁阀 ( 油泵电机除外)在工作时,该阀也必须同时处于工作状态才能保证部件正常运行。和油泵电机相似,推车机进和翻车机工作、闸门开和闸门关之间都为互锁接线方式。


(5) 加热器 DR 的控制流程


加热器 DR 是为了保证冬季油箱里的液压油不被冻结而设置的,它的控制器件是由温控器、温度传感器、继电器K3等构成,通过温控器直接控制 K3 的通断来达到控温的目的。


三、常见故障分析判断


1 .油泵电机 M1 不能启动。 M2 能正常工作。


其故障可能损坏部件有:泵 1 启动按钮接触不良:中间继电器 1J 损坏不能吸合;串接在 1J 回路中的2J常闭触点接触不良;接触器 K1 继圈或供电线路有故障; PLC 输出点 Y0 内部继电器触点接触不良。电机本身损坏或 QK1、1RJ 和 K1 触头损坏缺相造成过流而使过流继电器 1RJ 动作。


2 .油泵电机 M1 、 M2 同时不能工作。


说明故障发生在它们的公共供电回路当中,故障点可能有:变压器损坏造成无 24V 和 220V 电压输出;开关电源损坏无DC24V电压输出;急停按钮 TA 被按下或常闭触点接触不良; PLC 损坏;继电器 8J 常闭触点接触不良; 380V进线电压不良。保险1RD 或 2RD 熔断 ( 应查明负荷短路原因后才能更换相同规格的保险 ) 。


3 .油泵电机工作正常。其余操车控制均不能动作。
该故障一般都是由于电磁溢流阀不能正常工作引起的。重点检查: PLC 的 Y6 输出触点是否不良:继电器7J是否损坏;电磁溢流阀内部线圈是否断。


4 .翻车机不能动作。


如果其他控制都正常,只有翻车机不能动作,说明它们的公共部位是好的,问题可能出在 PLC 往后的控制回路中,故障点可能有: PLC的Y3 输出端内部触点损坏; 3J 常闭触点接触不良;继电器 4J 损坏;翻车机电磁阀内部线圈断。


5 .检修状态下正常。手动状态下某操车控制不能动作。


此故障一般情况下都是磁性传感器损坏或磁块脱落造成的。

 

四、检修实例

1 .翻车机不能正常运行。


此时其他操作都正常,故障就出在翻车机的控制回路当中,检查翻车机中间继电器4J指示灯是亮的,说明它的前端控制电路是正常的,那么故障只能出在中间继电器本身或相关线路中,经检查发现是4J的常开触点严重烧蚀造成的,更换后故障排除。


2 .泵 1 不工作,其余操作均正常。


按压泵 1 按钮,观察 1J 指示灯不亮,而 PLC 的 Y0 端指示灯亮,说明故障出在 PLC 输出回路当中,更换2J,故障没有排除,用万用表电压挡测 Y0 对地端电压始终为 0V ,说明其内部触点接触不良,通过修改程序,将其内部程序Y0输出口改为备用的 Y16 输出口,再将 Y0 外接引线改至 Y16 接口端子,试机泵 1 恢复正常。

3 .所有操作均失灵,面板指示灯也无指示。


由于电源指示灯 9LD 也无指示,说明 DC24V 不正常,测量开关电源输出端有正常电压输出,怀疑继电器8J的常闭触点接触不良,更换后试机恢复正常。


4 .手动状态下推车机不能动作。

在检修状态下推车机正常,说明其控制回路没有问题,而手动状态下则还受控于到位传感器的信号输入,直接观察面板阻车器开到位指示灯,发现不亮,说明阻车器开到位传感器信号没有送到PLC,造成推车机无输出,检查传感器和磁块,两者相对位置正常,用万用表测量传感器发现其触点接触不良,更换后恢复正常。


五、电控系统改进举措


根据操作人员的意见,对该电控系统做了如下改进:


1 .翻车机反向旋转改进。


该翻车机旋转方向只能正向,不能反向旋转,且只能正向翻转一次,不能重复翻车。如果矸石不能全部倒完,就需人工清除,费时又费力。通过观察发现,液压站上翻车机换向电磁阀只用了一边,另一边闲置没用,通过增加一只中间继电器,简单的修改了程序,再利用操作面板上的备用按钮和PLC上的备用输入输出端子,就实现了翻车机反向翻车的功能,可利用此按钮来回翻车,直至车内无物后便可。


2 .矸石山供水电控系统改造。

以前是用手拨动空气开关对供水水泵进行控制,操作极其麻烦,且存在许多不安全因素,空气开关在这种频繁的启停状态下极容易损坏。笔者利用翻罐笼操作台上的备用按钮,通过修改PLC程序,增加了其控制功能,采用单键按钮对水泵进行延时启停控制,效果良好,降低了操作人员工作量,提高了。

 

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