PLC在輪胎業(yè)中已基本推廣應(yīng)用,但從應(yīng)用開發(fā)的深度和廣度來看,一般還是取代繼電邏輯控制及開關(guān)量問題,對中等復(fù)雜系統(tǒng)以上的控制系統(tǒng),1臺PLC總還有20%～30%的富余軟件。為此,對可編程序控制器富余軟件的開發(fā)應(yīng)用,也是設(shè)計(jì)人員必須探討研究的,這對進(jìn)一步充分發(fā)揮PLC在輪胎生產(chǎn)自動(dòng)化中的作用,更具有一定的實(shí)用意義。
2 交流異步電動(dòng)機(jī)常見故障分析 在輪胎生產(chǎn)過程中,電機(jī)的損壞情況經(jīng)常發(fā)生,輪胎廠一年總有幾十只、多達(dá)上百只電機(jī)損壞,影響了輪胎的質(zhì)量和產(chǎn)量,給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)幾年來的使用情況,分析其原因,多系保護(hù)措施不當(dāng)。主要有環(huán)境條件、線路故障、負(fù)載條件、電壓高低、操作使用、維修水平和電機(jī)自身質(zhì)量等原因造成的,現(xiàn)對上述原因作簡要分析。
(1)環(huán)境條件 環(huán)境對電機(jī)的正常運(yùn)行起著十分重要的作用,電機(jī)在極限溫度下達(dá)不到熱平衡時(shí),會(huì)因嚴(yán)重發(fā)熱而燒毀。在輪管胎廠的內(nèi)胎硫化車間和外胎硫化車間,常用蒸汽和過熱水,夏季溫度比較高。而電機(jī)又安裝在蒸汽、過熱水的路之間,這些管路的溫度在100°C以上,不僅溫度高,而且這些管路接口的泄漏很容易噴射到電機(jī)上,若不及時(shí)處理,將會(huì)使電機(jī)的絕緣受到不同程度的損壞。我廠用于雙模硫化機(jī)的電機(jī),每年都有5臺左右的電機(jī)因絕緣降低而損壞。又如,在胎面擠出生產(chǎn)線上,由于機(jī)頭上的蒸汽截止閥泄漏,泄漏出的蒸汽被主電機(jī)上的散熱風(fēng)機(jī)吸入主電機(jī),使55kW直流電機(jī)的整流子(換向器)短路,所以輪胎廠應(yīng)及時(shí)解決各管路的泄漏問題。
(2)電壓高低 在某種情況下,電網(wǎng)電壓會(huì)出現(xiàn)過高過低的情況,在短時(shí)間內(nèi),電壓偏高偏低不會(huì)影響電機(jī)。但是,若電機(jī)長時(shí)間在低電壓下工作,由于銅耗增加,力矩降低,則電機(jī)會(huì)由于過載而燒毀;電壓過高,定子磁回路飽和,使電流劇增,導(dǎo)致電機(jī)燒毀。
(3)線路故障 三相交流異步電動(dòng)機(jī)在缺二相或三相時(shí),定子繞組里沒有形成閉合回路,即沒有電流,這時(shí)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)。電機(jī)的損壞主要是缺一相引起的,故對電機(jī)主回路接觸器及線路節(jié)點(diǎn)的定期檢修是十分必要的。要特別注意起動(dòng)后運(yùn)行中的電機(jī)斷相,一旦遇到這種情況,應(yīng)立即切斷電源,以保護(hù)電機(jī)。
(4)負(fù)載條件 對于造成電機(jī)超負(fù)載的原因,是一個(gè)比較復(fù)雜的問題,有重載起動(dòng),機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)中齒輪或銅套失油使電機(jī)超負(fù)載;也有操作者沒有按工藝要求操作使電機(jī)超負(fù)載,終使電機(jī)設(shè)備損壞。
(5)電機(jī)質(zhì)量 對于由電機(jī)自身質(zhì)量而產(chǎn)生的故障,這主要靠電機(jī)制造廠和電機(jī)修理部門,把好制造質(zhì)量和修理質(zhì)量,使電機(jī)各項(xiàng)性能達(dá)到技術(shù)要求,從而減少因此產(chǎn)生的故障。
3 熱繼電器保護(hù)性能的分析 熱繼電器是一種傳統(tǒng)的應(yīng)用為廣泛的電機(jī)保護(hù)器,它是利用電流的熱效應(yīng)使雙金屬片受熱彎曲而推動(dòng)節(jié)點(diǎn),切斷控制電路,使電機(jī)停止運(yùn)行。但是,有些裝用熱繼電器的電控箱電機(jī)還是會(huì)損壞,我認(rèn)為不能各種場合一律使用熱繼電器作為電機(jī)的保護(hù)器,電機(jī)的保護(hù)應(yīng)根據(jù)電機(jī)在不同的使用場合而選用不同的保護(hù)方法,只有這樣才能從根本上解決電機(jī)的保護(hù)。例如,在輪胎簾布裁斷機(jī)中的供布電機(jī)、胎面擠出線的胎面切斷電機(jī)等,都是頻繁起動(dòng)制動(dòng)的電機(jī),在夏天比較容易發(fā)熱燒毀,對于這一類電機(jī),宜選用熱敏電阻的溫升保護(hù),其效果較為理想。若仍采用熱繼電器作保護(hù),由于它的頻繁起動(dòng),較大的起動(dòng)電流反復(fù)沖擊熱元件,使其性能變差,動(dòng)作偏離整定值。又如,胎面硫化中所用的熱水循環(huán)泵、冷卻水泵所用的電機(jī),鍋爐的引風(fēng)機(jī)電機(jī),鋼絲擠出生產(chǎn)線中鋼絲牽引電機(jī),都是一類長期運(yùn)行的電機(jī),由于加熱元件長期處于熱狀態(tài)下,同樣會(huì)使熱元件的性能發(fā)生變化,使動(dòng)作值偏離整定值。熱繼電器要及時(shí)準(zhǔn)確地動(dòng)作,就需要定期整定,這對輪胎廠來說也是一件較繁瑣的事。所以對長期工作的電機(jī)采用電子保護(hù)器較為理想。從我廠的電機(jī)損壞情況來看,有80%以上都是由于熱繼電器沒動(dòng)作造成。根據(jù)對上述情況的分析,熱繼電器已不是理想的電機(jī)保護(hù)器。
4.1 富余軟件的電機(jī)保護(hù)器 4.1 電機(jī)保護(hù)器采集工作原理 信號取于電機(jī)互感器的二次回路,經(jīng)橋式整流及電容濾波后,在R2上取得電壓,晶體管T1的基極和發(fā)射極加以正向電壓,當(dāng)電機(jī)正常工作或1.1倍額定電流時(shí),調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)電阻,使晶體三極管Ib、Ube、Ic均很小,晶體三極管截止,R4上的電很低,可控硅截止,R7上的輸出電壓大約為零。在電機(jī)過流或短路時(shí),使晶體管導(dǎo)通,觸發(fā)可控硅導(dǎo)通,在R7上輸出-個(gè)高電平去PLC輸入點(diǎn),以控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。圖1為電機(jī)保護(hù)器信號采集原理圖。
4.2 電機(jī)保護(hù)器應(yīng)用梯形圖 電機(jī)保護(hù)器程序梯形圖如圖2所示。圖2中采用了日本0MRON的C200H可編程控器地址分配號,按起動(dòng)按鈕00300,經(jīng)過常閉節(jié)點(diǎn)TIM509、00301,使1000 ON自保,電機(jī)起動(dòng),同時(shí)3205內(nèi)部繼電器和定時(shí)器TIM509 0N自保。當(dāng)定時(shí)器TIM509常閉延時(shí)節(jié)點(diǎn)OFF時(shí),電機(jī)起動(dòng)時(shí)間完成,電機(jī)進(jìn)入自動(dòng)保護(hù)工作狀態(tài),當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)過流或短路時(shí),輸入點(diǎn)X00400 0N→3206 0N,1000回路中的3206常閉節(jié)點(diǎn)OFF→1000輸出繼電器OFF,電機(jī)停止工作。如果在起動(dòng)時(shí)就有短路故障,電流大于電機(jī)起動(dòng)電流,此時(shí)00401 0N→3207 0N→1000輸出繼電器0FF,電機(jī)即停止工作。采用PLC對電機(jī)進(jìn)行缺相、過流、短路保護(hù),取消了電流繼電器,簡化了電動(dòng)機(jī)主回路,提高了電機(jī)保護(hù)的可靠性。
5 直流電機(jī)的主要故障和故障原因及解決方法
(1)直流電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng) 表1直流電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)的原因及解決方法原因解決方法 原 因 解 決 方 法 線路中斷 檢查線路是否完好，起動(dòng)器接線是否正確，保險(xiǎn)絲是否熔斷，勵(lì)磁欠壓繼電器是否動(dòng)作。 起動(dòng)時(shí)負(fù)載過重 減去部份負(fù)載 電刷接觸不良 檢查刷握彈簧是否松弛 串激繞組接反 按正確接線圖接線 線路電壓太低 用萬用表測電壓，提高電壓后在起動(dòng) 軸承損壞或有雜物卡死 停車后，調(diào)換軸承，排除雜物
(2)電刷火花過大 表2電刷火花過大的原因及解決方法原因解決方法 原 因 解 決 方 法 電刷與換向器接觸不良或電刷磨損過短 研磨電刷接觸面,更換新電刷 電刷上彈簧壓力不均勻 適當(dāng)調(diào)整彈簧壓力,使每個(gè)電刷壓力保持在1.47×104～2.45×104Pa,也可憑手上的感覺 刷握松動(dòng) 將刷握螺栓固緊,使刷握和換向器表面平行 刷握離換向器表面距離過大 調(diào)整刷握至換向器距離,一般為2～3mm 電刷牌號不符合要求 更換原來牌號 電刷與刷握配合不當(dāng) 不能過緊或過松,保證在熱態(tài)時(shí),電刷在刷握中能自由滑動(dòng),過緊可用砂紙將電刷適當(dāng)砂去一些,過松的要調(diào)換新電刷 換向器片間云母未拉凈 用手拉刀刻去剩余云母 換向器片間云母突出 精車換向器 刷架中心位置不對 移動(dòng)刷架座,選擇火花好位置 電機(jī)長期超負(fù)載 調(diào)整負(fù)載,在額定負(fù)載內(nèi) 換向極線圈短路 重新繞制線圈 電樞繞組斷路 拆開電機(jī),檢查電樞繞組,用毫伏表找出斷路處,若不能焊接將重繞 電樞繞組短路或換向器斷路 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),換向器刷握下冒火,電樞發(fā)熱,應(yīng)檢查云母槽中有無銅屑,或用毫伏表測換向片間電壓降,檢查出繞組短路處 電壓過高 調(diào)整外加電壓到額定值 換向極引出線接反 簾動(dòng)機(jī)在負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速稍慢并出火,應(yīng)調(diào)換和刷桿相聯(lián)接的兩線頭 。
(3)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不正常 原 因 解 決 方 法 勵(lì)磁繞組回路開路，勵(lì)磁電壓過低 檢查磁場線圈聯(lián)接是否良好，接錯(cuò)磁場線圈或調(diào)速器內(nèi)部是否斷路，勵(lì)磁欠壓繼電器是否動(dòng)作，勵(lì)磁電壓是否正常 電刷不在正常位置 按所刻記號調(diào)整刷桿座位置 電樞及磁場線圈短路 檢查換向器表面及接頭片是否有短路，測量磁場線圈每極直流電阻是否一樣 外加電壓過高或過低 用萬用表測量，將電壓調(diào)整到允許范圍內(nèi)
