混凝土攪拌站控制系統(tǒng)故障處理經驗
商品混凝土攪拌站最關鍵的電氣設備是微機控制系統(tǒng),它的狀態(tài)好壞關系到商品混凝土的產量和質量。目前國內的商品混凝土攪拌站基本上都采用了微機控制系統(tǒng),種類基本上有:
(1) 早期的稱重儀表+單板機系統(tǒng);
(2) 單板機(帶顯示儀表)+上位機系統(tǒng);
(3) 稱重儀表+PLC+上位機系統(tǒng);
(4) 工控機系統(tǒng);
(5) 小型工業(yè)總線型系統(tǒng);
(6) 帶稱重模塊(帶顯示儀表)的PLC+上位機系統(tǒng)。
由于微機控制系統(tǒng)的組成復雜,故障定位也相對困難,為最大限度地降低生產上的損失,必須實現(xiàn)混凝土微機控制系統(tǒng)故障的快速檢測定位??偟乃悸肥牵阂煜のC控制系統(tǒng)工作原理以及各種機械動作的電氣邏輯關系,按照正確的電氣故障檢測流程,運用有效的檢測手段進行檢測,并結合邏輯分析和判斷,不斷縮小故障范圍,最終找出故障點。
1 IP610工控機系統(tǒng)直流電源的故障處理
1.1 故障現(xiàn)象
某公司有一套韓國現(xiàn)代(HYUNDAI)生產的LE-2000混凝土攪拌站,由于使用時間太長,控制系統(tǒng)的故障率特別高,已不適應生產的需要,故此,由國內某專業(yè)公司改造成IP610工控機系統(tǒng),改造后試運行了幾天,突然在某一天半夜發(fā)生了系統(tǒng)全部輸出功能失靈故障,而工控機工作正常,只是驅動部分無輸出信號,懷疑是一種共性的控制電源故障。
1.2 故障分析及故障處理
分析該現(xiàn)象產生的原因,首先考慮共用的控制電源出問題的可能性較大,檢查AC220V控制電源正常,而檢查DC24V和DCl2V電源輸出時,發(fā)現(xiàn)分別只有13V和5V,經調整也達不到額定的輸出電壓。將負載拆下后,送電測量輸出電壓也無明顯好轉,故判斷該開關電源損壞,用萬用表分別測量開關電源驅動的2個負載線路電阻皆正常。
為解決這個問題,用兩組DCl2V的蓄電池經過簡單的連接后,采用共地的方法輸出DC24V和DCl2V電源給控制系統(tǒng),然而,當系統(tǒng)運行到1號砂秤排料時,相應的繼電器無輸出信號。經過仔細檢查發(fā)現(xiàn)該回路在控制臺上的DB-37針形接頭線腳之間有焊錫短路,因現(xiàn)在DC24V和DCl2V電源采用共地,所以每當1號砂秤排料繼電器輸出信號就產生了對地短路現(xiàn)象。換上獨立的DC24V開關電源和DCl2V開關電源后系統(tǒng)工作正常。2個開關電源到現(xiàn)在已經使用了3年,始終未再出現(xiàn)上述故障。
2 IP610工控機系統(tǒng)干擾故障的處理
2.1 故障現(xiàn)象
某混凝土攪拌站采用研華工控機IP610作主機,為了降低成本,除CPU卡以外全采用研祥的板卡,其中A/D卡采用研祥的PCL816H,是一16位高精度的模數(shù)轉換卡,該卡16路單端輸入和8路雙端差分輸入方式可選,在此選了16路單端輸入方式??紤]成本問題,選用了自制的信號放大器,在一塊電路板上安裝了10套放大電路,由于只有7臺秤,故使用了其中的7路放大電路。該系統(tǒng)偶爾出現(xiàn)2號骨料秤顯示的數(shù)據(jù)隨著減水劑秤變化而變化的干擾現(xiàn)象,其它6臺秤顯示的數(shù)據(jù)都正常。
2.2 故障分析及處理
從系統(tǒng)故障現(xiàn)象分析,可能產生干擾的原因有:(1)放大器本身各路之間產生干擾;(2)稱重傳感器及其線路有問題;(3)A/D卡有質量問題。首先排除了第二種干擾的可能性,再用一塊新的研祥PCL816HA/D卡換上后故障依舊存在,因此排除了第三種干擾的可能性。由于該放大器將10套集成放大電路安裝在一塊電路板上,未采取屏蔽隔離措施,只用未加屏蔽的導線連接放大器和A/D卡,難免產生相互之間的干擾。為解決放大信號相互干擾的問題,先更換了放大電路的集成塊,后將閑置的3路放大電路中的1路分別用到2號骨料秤和減水劑秤上,都無明顯效果,故懷疑干擾可能是由連接放大器與A/D卡之間的無屏蔽導線引起的。逐將原來的導線和放大器上的DB-25針形接頭、座拆除,直接用有屏蔽的雙芯導線,將各個放大回路輸出接到A/D卡的DB-37針形接頭上,7個回路都采用差分輸入方式接人A/D卡,把7個回路的屏蔽層短接后接地。使用后發(fā)現(xiàn)干擾信號已被徹底屏蔽。改造后的系統(tǒng)接線示意圖如圖1所示,經改造后該系統(tǒng)已使用了3年,再未發(fā)生過上述干擾故障。
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圖1 改造后的系統(tǒng)接線示意圖
3 機械原因引起系統(tǒng)稱量不準的故障處理
3.1 故障現(xiàn)象
某公司有一套日本產日工牌老攪拌樓,產量為60m3/h。該攪拌樓是中鐵公司在80年代中期進口的,已經換過兩次控制系統(tǒng),現(xiàn)無法自動工作,只能由操作人員看顯示器上的各秤數(shù)據(jù)手動操作,誤差很大。管理人員反映該系統(tǒng)總是丟失水泥,上年度生產了4萬多m3混凝土,虧了近1500t水泥,損失40多萬元。技術人員檢查該站的電氣系統(tǒng)無明顯問題,多次用砝碼校水泥秤還非常準確,甚至還將該秤的上下軟連接拆下后校驗,也未發(fā)現(xiàn)問題,故障始終未得到及時處理。
3.2 故障分析及檢查處理
試驗中發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)在稱量過程中,若先稱量水泥,再對骨料、砂和水進行稱量,稱量后水泥秤出現(xiàn)少80-100kg的偏差值;若先稱量骨料、砂和水,后稱量水泥,則水泥秤增加了80~100kg偏差值。將水泥秤上口的軟連接放松些,試驗偏差值有所減少,但裝了幾車混凝土后偏差值又回到80kg左右。該攪拌樓的部分結構示意圖如圖2所示。
圖2 攪拌樓的部分結構示意圖
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檢查系統(tǒng)及傳感器皆正常,從以上各種現(xiàn)象上來分析,水泥秤的偏差值與其它各秤加載的質量有關,而且非常有規(guī)律,只有機械故障才能出現(xiàn)這種現(xiàn)象。懷疑2層橫梁在加載時有下沉現(xiàn)象,為此用卷尺測量在其它3臺秤分別空載和重載時3層橫梁與2層橫梁之間的距離,發(fā)現(xiàn)兩種情況下的距離差達到10mm以上。這是系統(tǒng)出現(xiàn)上述故障的真正原因,當2層橫梁帶著水泥秤下沉10mm時,超過了軟連接的彈性極限,產生軟連接向上拉水泥秤的力,下沉的距離越大產生的拉力越大。后用4根小角鋼將2層橫梁與3層橫梁在水泥秤兩側連接,上述故障就再也未出現(xiàn)。
4 稱重儀表參數(shù)設定錯誤的處理
4.1 故障現(xiàn)象
幾年前,某公司有一套韓國現(xiàn)代公司產LE-2000混凝土攪拌站,產量為120m3/h,采用韓國產的CI-1010稱重儀表,該機控制系統(tǒng)原理框圖如圖3所示。自1996年安裝調試后投產以來,未重新調整過該儀表的參數(shù),水泥秤始終存在丟料現(xiàn)象。該攪拌站水泥上料部分采用了斗式提升機上料到上位料倉儲存,再用蝶形閥門加料到秤斗中稱量的辦法。有時蝶形閥門打開后出現(xiàn)阻料現(xiàn)象,若開始加料緩慢,待水泥秤稱量后排完料出現(xiàn)-80~-100kg的空秤值;若開始下料比較順暢,水泥秤排完料后空秤值就接近零值。該公司一年使用3萬t水泥,年底發(fā)現(xiàn)丟失了200~300t水泥,損失幾萬元。
圖3 LE-2000攪拌站控制系統(tǒng)原理框圖
4.2 故障分析及檢查處理
該公司的管理人員以前曾做過試驗,方法是用數(shù)塊2.5kg的紅磚反復加載稱量試驗。第一種方法:每過1s加載1-2塊紅磚,一直加到40塊磚即100kg左右仍顯示為零。第二種方法:先同時加4塊紅磚,顯示為10kg,再一塊塊加紅磚,這時每加一塊紅磚顯示值增加2.5kg。筆者分析了上述情況后,經過仔細研究儀表資料,試驗調整后發(fā)現(xiàn),廠方調試人員為了方便,將5臺秤的空秤最小值全部設定為10kg,只有減水劑秤的空秤最小值設定為0.5kg。設定為10kg的最小值對骨料秤來說很正常,對用斗式提升機上料的水泥秤就有影響了,當啟動稱量時,水泥上料倉在料少于10kg的情況下,短時間內加入到秤里的料量達不到10kg都被算成皮重,因此被算成皮重的水泥就丟失了。后將水泥秤的空秤最小值設定為lkg,該水泥秤的稱重儀表沒再出現(xiàn)過丟料現(xiàn)象。
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