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混凝土搅拌站控制系统故障处理经验

日期:2019-11-20 13:22
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摘要:
康为水泥阀
商品混凝土搅拌站*关键的电气设备是微机控制系统,它的状态好坏关系到商品混凝土的产量和质量。目前国内的商品混凝土搅拌站基本上都采用了微机控制系统,种类基本上有:
    (1) 
早期的称重仪表+单板机系统;
    (2) 
单板机(带显示仪表)+上位机系统;
    (3) 
称重仪表+PLC+上位机系统;
    (4) 
工控机系统;
    (5) 
小型工业总线型系统;
    (6) 
带称重模块(带显示仪表)PLC+上位机系统。
    
由于微机控制系统的组成复杂,故障定位也相对困难,为*大限度地降低生产上的损失,必须实现混凝土微机控制系统故障的快速检测定位。总的思路是:要熟悉微机控制系统工作原理以及各种机械动作的电气逻辑关系,按照正确的电气故障检测流程,运用有效的检测手段进行检测,并结合逻辑分析和判断,不断缩小故障范围,*终找出故障点。
   1  IP610
工控机系统直流电源的故障处理
    1.1  
故障现象
    
某公司有一套韩国现代(HYUNDAI)生产的LE-2000混凝土搅拌站,由于使用时间太长,控制系统的故障率特别高,已不适应生产的需要,故此,由国内某专业公司改造成IP610工控机系统,改造后试运行了几天,突然在某一天半夜发生了系统全部输出功能失灵故障,而工控机工作正常,只是驱动部分无输出信号,怀疑是一种共性的控制电源故障。
    1.2  
故障分析及故障处理
    
分析该现象产生的原因,首先考虑共用的控制电源出问题的可能性较大,检查AC220V控制电源正常,而检查DC24VDCl2V电源输出时,发现分别只有13V5V,经调整也达不到额定的输出电压。将负载拆下后,送电测量输出电压也无明显好转,故判断该开关电源损坏,用万用表分别测量开关电源驱动的2个负载线路电阻皆正常。
    
为解决这个问题,用两组DCl2V的蓄电池经过简单的连接后,采用共地的方法输出DC24VDCl2V电源给控制系统,然而,当系统运行到1号砂秤排料时,相应的继电器无输出信号。经过仔细检查发现该回路在控制台上的DB-37针形接头线脚之间有焊锡短路,因现在DC24VDCl2V电源采用共地,所以每当1号砂秤排料继电器输出信号就产生了对地短路现象。换上独立的DC24V开关电源和DCl2V开关电源后系统工作正常。2个开关电源到现在已经使用了3年,始终未再出现上述故障。
    2  IP610
工控机系统干扰故障的处理
    2.1  
故障现象
    
某混凝土搅拌站采用研华工控机IP610作主机,为了降低成本,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位高精度的模数转换卡,该卡16路单端输入和8路双端差分输入方式可选,在此选了16路单端输入方式。考虑成本问题,选用了自制的信号放大器,在一块电路板上安装了10套放大电路,由于只有7台秤,故使用了其中的7路放大电路。该系统偶尔出现2号骨料秤显示的数据随着减水剂秤变化而变化的干扰现象,其它6台秤显示的数据都正常。
    2.2  
故障分析及处理
    
从系统故障现象分析,可能产生干扰的原因有:(1)放大器本身各路之间产生干扰;(2)称重传感器及其线路有问题;(3)A/D卡有质量问题。首先排除了第二种干扰的可能性,再用一块新的研祥PCL816HA/D卡换上后故障依旧存在,因此排除了第三种干扰的可能性。由于该放大器将10套集成放大电路安装在一块电路板上,未采取屏蔽隔离措施,只用未加屏蔽的导线连接放大器和A/D卡,难免产生相互之间的干扰。为解决放大信号相互干扰的问题,先更换了放大电路的集成块,后将闲置的3路放大电路中的1路分别用到2号骨料秤和减水剂秤上,都无明显效果,故怀疑干扰可能是由连接放大器与A/D卡之间的无屏蔽导线引起的。逐将原来的导线和放大器上的DB-25针形接头、座拆除,直接用有屏蔽的双芯导线,将各个放大回路输出接到A/D卡的DB-37针形接头上,7个回路都采用差分输入方式接人A/D卡,把7个回路的屏蔽层短接后接地。使用后发现干扰信号已被彻底屏蔽。改造后的系统接线示意图如图1所示,经改造后该系统已使用了3年,再未发生过上述干扰故障。


1  改造后的系统接线示意图

    3  
机械原因引起系统称量不准的故障处理
    3.1  
故障现象
    
某公司有一套日本产日工牌老搅拌楼,产量为60m3/h。该搅拌楼是中铁公司在80年代中期进口的,已经换过两次控制系统,现无法自动工作,只能由操作人员看显示器上的各秤数据手动操作,误差很大。管理人员反映该系统总是丢失水泥,上年度生产了4万多m3混凝土,亏了近1500t水泥,损失40多万元。技术人员检查该站的电气系统无明显问题,多次用砝码校水泥秤还非常准确,甚至还将该秤的上下软连接拆下后校验,也未发现问题,故障始终未得到及时处理。
    3.2  
故障分析及检查处理
    
试验中发现该系统在称量过程中,若先称量水泥,再对骨料、砂和水进行称量,称量后水泥秤出现少80-100kg的偏差值;若先称量骨料、砂和水,后称量水泥,则水泥秤增加了80100kg偏差值。将水泥秤上口的软连接放松些,试验偏差值有所减少,但装了几车混凝土后偏差值又回到80kg左右。该搅拌楼的部分结构示意图如图2所示。


2  搅拌楼的部分结构示意图

    
检查系统及传感器皆正常,从以上各种现象上来分析,水泥秤的偏差值与其它各秤加载的质量有关,而且非常有规律,只有机械故障才能出现这种现象。怀疑2层横梁在加载时有下沉现象,为此用卷尺测量在其它3台秤分别空载和重载时3层横梁与2层横梁之间的距离,发现两种情况下的距离差达到10mm以上。这是系统出现上述故障的真正原因,当2层横梁带着水泥秤下沉10mm时,超过了软连接的弹性极限,产生软连接向上拉水泥秤的力,下沉的距离越大产生的拉力越大。后用4根小角钢将2层横梁与3层横梁在水泥秤两侧连接,上述故障就再也未出现。康为水泥阀

    4  
称重仪表参数设定错误的处理
    4.1  
故障现象
    
几年前,某公司有一套韩国现代公司产LE-2000混凝土搅拌站,产量为120m3/h,采用韩国产的CI-1010称重仪表,该机控制系统原理框图如图3所示。自1996年安装调试后投产以来,未重新调整过该仪表的参数,水泥秤始终存在丢料现象。该搅拌站水泥上料部分采用了斗式提升机上料到上位料仓储存,再用蝶形阀门加料到秤斗中称量的办法。有时蝶形阀门打开后出现阻料现象,若开始加料缓慢,待水泥秤称量后排完料出现-80-100kg的空秤值;若开始下料比较顺畅,水泥秤排完料后空秤值就接近零值。该公司一年使用3t水泥,年底发现丢失了200300t水泥,损失几万元。


3  LE-2000搅拌站控制系统原理框图康为水泥阀


    4.2  
故障分析及检查处理
    
该公司的管理人员以前曾做过试验,方法是用数块2.5kg的红砖反复加载称量试验。**种方法:每过1s加载1-2块红砖,一直加到40块砖即100kg左右仍显示为零。第二种方法:先同时加4块红砖,显示为10kg,再一块块加红砖,这时每加一块红砖显示值增加2.5kg。笔者分析了上述情况后,经过仔细研究仪表资料,试验调整后发现,厂方调试人员为了方便,将5台秤的空秤*小值全部设定为10kg,只有减水剂秤的空秤*小值设定为0.5kg。设定为10kg的*小值对骨料秤来说很正常,对用斗式提升机上料的水泥秤就有影响了,当启动称量时,水泥上料仓在料少于10kg的情况下,短时间内加入到秤里的料量达不到10kg都被算成皮重,因此被算成皮重的水泥就丢失了。后将水泥秤的空秤*小值设定为lkg,该水泥秤的称重仪表没再出现过丢料现象。康为水泥阀