文/天津大唐國際盤山發電有限責任公司  林智謀 

　　摘  要：本文通過對火電廠輸煤卸車系統B路重車調車機變頻運行時的故障現象及故障排查，就其故障原因進行了分析，并提出了相應的處理與改進措施。

　　關鍵詞： 重車調車機  變頻運行   故障分析

　　一、翻車機系統說明

　　翻車機系統是一種大型自動卸車系統，可翻卸鐵路敞車所裝載的散粒物料，廣泛應用于火力發電廠、港口、冶金、煤炭焦化等大型現代化企業。本翻車機卸車系統為單車“C”型折返式翻車卸車系統，該系統由“C”型翻車機、重車調車機(撥車機)、遷車臺、空車調車機 (推車機)、夾輪器等單機設備組成。

　　重車調車機是翻車機系統中的重要設備之一。它的作用是完成牽調整列重車，并牽調已經解列的一節重車于翻車機上以及推送已翻畢的一節空車至遷車臺上；周而復始，將整列重車進行依次解列，推入翻車機進行卸車操作的列車牽引設備。

　　二、重車調車機控制原理

　　天津大唐國際盤山發電有限責任公司重車調車機采用無速度傳感器矢量控制結構，一臺270kW變頻器同時拖動六臺45kW交流變頻調速電機。操作員通過中控PLC上位機操作發出指令，通過中間繼電器輸出啟、停、正/反轉等指令給變頻器，變頻根據輸入的指令輸出控制重車調車機的行進方向和速度。

　　下面以手動低速接車指令執行過程為例說明重車調車機系統正常運行過程：（參考圖一、圖二、圖三：重車調車機控制原理圖）

　　1） 操作員操作手動發出接車低速指令；

　　2） PLC接收接車低速指令，經過邏輯處理，輸出點O:1/184，O:1/185，O:1/193輸出；

　　3） PLC輸出點控制相應中間繼電器k13，k14，k22吸合；

　　4） 變頻器控制板上的X101端子4、5、6點接收指令。變頻器根據指令選擇相應速度，控制電機向接車方向低速運行。

　　中速接車、高速接車、低速牽車、中速牽車、高速牽車的指令執行過程與低速接車指令相似只是其相應的方向速度指令輸出不同，區別之處如下表一所示：

內容	牽車方向	接車方向	中速	高速
接車低速		K22/ O:1/193
接車中速		K22/ O:1/193	K18/ O:1/189
接車高速		K22/ O:1/193	K18/ O:1/189	K19/ O:1/190
牽車低速	K17/ O:1/188
牽車中速	K17/ O:1/188		K18/ O:1/189
牽車高速	K17/ O:1/198		K18/ O:1/189	K19/ O:1/190

表一：重車調車機方向速度控制輸出關系

　　 重車調車機程序組態輸出邏輯如圖四、圖五、圖六、圖七所示。

　　圖一：重車調車機控制原理圖1

圖二：重車調車機控制原理圖2

　　圖三：重車調車機控制原理圖3

　　圖四：重車調車機程序組態1

　　圖五：重車調車機程序組態2

　　圖六：重車調車機程序組態3

　　圖七：重車調車機程序組態4

　　三、現場故障現象

　　B路重車調車機變頻器在更換中間繼電器后正常運行一個月左右，出現卸煤推車過程故障。其故障現象：重車調車機走行至遷內定停位置繼續向遷車臺方向走行，直至走過極限。此時上位機操作發出手動接車低速指令讓其返回，但重車調車機仍向遷車臺方向運行。操作員手動操作接車，變頻器驅動無方向翻轉輸出，電機仍向牽車方向運行。此處分析PLC組態，在過遷內定或牽車極限的條件下PLC不可以發出牽車指令，組態如圖八、圖九所示：

　　圖八：重車調車機程序組態5

　　圖九：重車調車機程序組態6

　　此時重車調車機已接近止擋位置，為安全起見，通過更改電機相序使重車調車機走到原點。進行下一步試驗。重車調車機走回接車位原點后，發出牽低速、接低速、牽中速、接中速后重車調車機在軌道上不定時換向。此時在線觀察PLC組態沒有給出換向指令，繼電器動作沒有變化，但重車調車機出現：低速運行時，變頻顯示數值從10Hz到15Hz后電機反向，顯示仍為15Hz。在中速運行時變頻顯示數值從20Hz到15Hz后電機反向，顯示仍為15Hz。經觀察，重車調車機變頻輸出中間繼電器狀態正常，但走行異常。

　　四、故障處理判別方法

　　 通過對試驗現象分析，總結依下述步驟分別發出低速接車、中速接車、高速接車、低速牽車、中速牽車、高速牽車，觀察現象逐步進行篩選分析故障原因（括號中為發出接車低速指令時判斷方法）：

　　1）操作員操作發出指令（接車低速指令），檢查plc輸出點信號（輸出點O:1/184，O:1/185，O:1/193）是否正常，如果異常，檢查程序組態，如果繼電器動作正常則進行第二步檢查；

　　2）觀察LC輸出點控制相應中間繼電器是否吸合（k13，k14，k22），觀察中間繼電器動作是否正常。如果吸合異常，檢查中間繼電器到端子之間接線；如果正常進行第三步；

　　3）檢查變頻控制板上端子接收指令情況，觀察輸出頻率是否正常，是否與電機行走方向速度相吻合。觀察參數r014給定速率是否與實際相符，斷是否為變頻器內部故障 。

　　中速接車、高速接車、低速牽車、中速牽車、高速牽車的指令執行過程與低速接車指令相似只是其相應的方向速度指令輸出不同，區別之處如前面表一所示。

　　根據上面幾步可判斷故障原因，一是，變頻內部故障，可對變頻器參數設置進行檢查；二是外部指令問題，可對外部指令和中間繼電器動作回路進行檢查。

　　五、故障分析結論

　　從程序監控以及繼電器吸合情況和線路檢測，判斷PLC輸出至變頻器輸入端控制指令信號正常，變頻輸出異常。所以，判斷應該是變頻器內部運行故障或者參數錯誤。經檢查變頻主要控制參數發現異常，分析可能出現這種現象的原因如下：

　　（1）由于變頻器老化可能存在變頻器內部干擾。

　　（2）變頻器陳舊，有可能主控板出現老化，元器件動作不靈活。正常情況如果無外力干擾變頻器自動換向，系統會自動報故障，因此懷疑可能主控板故障。

　　（3）主控板可能接觸不良。 

　　六、改進措施：

　　鑒于該變頻器運行已十年有余，難免有個別元器件存在老化缺陷，結合分析結論為變頻器內部控制邏輯出現問題，建議對該變頻器進行檢測，或進行設備控制部件更換，優化控制邏輯，必要時整體更換，以確保卸煤系統的重車調車機可靠運行。

　　作者簡介：

　　林智謀：1964年7月出生，男，山西省朔州；工程師，從事火力發電廠設備技術管理工作。