干熄焦提升机电气故障诊断

知识点：提升机电气传动系统

干熄焦提升机电气故障诊断

尹修元

【摘要】 阐述了干熄焦提升机的电气组成、传动及控制原理，并给出了提升机的常见故障和相应的处理对策。

【关键词】提升机  原理  故障  对策

提升机是干熄焦系统的关键工艺设备，是红焦输送渠道的咽喉部位，提升机的稳定运行是干熄焦系统能够产生品质稳定蒸汽的首要条件。准确诊断提升机的故障点并及时消除能够为干熄焦系统的稳定运行提供证。

1提升机功能及组成

1．1提升机功能

提升机运行于提升井架及干熄炉构架上，其主要功能是将装满红焦的焦罐向上提升并横移至干熄炉炉顶，与装入装置相配合，将红热焦炭装入干熄炉内，装完红焦后又将空焦罐放回到运载车上。

1．2提升机组成

提升机是一台二层框架结构的桥式吊车，主要由钢结构、提升装置、走行装置、提升吊具、焦罐盖、润滑装置、安全保护装置等组成。钢

结构主要包括提升机主框架、提升导轨、操作室、机械室及平台、走梯等。提升机走行轨道的两端设有过行程限位开关和防风锚链。电控系统安装在地面中控楼，通过电缆桥架以及设在提升机侧面的拖链系统将电能从地面送至提升机上。

2提升机电控系统

2．1电气传动

提升机的电气传动机构主要包括一套电源控制柜、两套整流回馈装置、两套提升逆变装置、两套走行逆变装置、两台提升电机、两台走行电机以及相应的辅助设备。由此构成了提升机两套相对独立的电气传动系统，当任意一套装置发生故障时，另一套装置可以额定速度的一半提升负载，提高了设备运行的稳定性和可靠性。提升电机和走行电机置于车上机械室内，其余电气传动设备均安装于地面控制室。提升机的电气传动见图1。

2．2电气控制

在提升机的提升井架和走行轨道旁共安装了18个槽型开关，用于检测提升机的位置信息并送入PLC。在提升机的运行过程中，PLC根据这些位置信息，再结合提升机的运行工艺来控制逆变装置在对应的运行区段内输出相应频率的交流电源到电机，使提升机按规定的速度曲线运行(提升机运行曲线见图2)。整个系统由两台互为冗余的PLC控制。PLC共有三个站，即冗余CPU站，地面I／0站机，使提升机按规定的速度曲线运行(提升机运行曲线见图2)。整个系统由两台互为冗余的PLC控制。PLC共有三个站，即冗余CPU站，地面I／0站，车上I／O站。同时，在司机室和控制室内均设有触摸屏，显示提升机的各个位置信息和其他辅助信息；在提升机故障时，维护人员也可以根据触摸屏上的信息迅速确定故障点。

3故障现象及诊断对策

根据提升机出现过的各种故障现象，可以划分为以下四种类型：一是通讯故障，二是外部检测元件故障，三是变频调速装置故障，四是干熄焦系统联锁

引起停车。下面就这几种类型的故障作详细描述。

3．1通讯故障

3．1．1提升机PLC地面CPU站与车上I／O站之间的通讯故障

这种故障主要由强电磁干扰引起，在提升机的调试运行初期出现比较频繁。首先是在提升机的变频调速系统中，采用了6套大容量的电力电子变流装置，装置运行时对周围空间产生较强的电磁干扰；其次，根据设计PLC的通讯线路是沿电缆桥架与动力线路一起敷设到提升机司机室内的I／O站的，当提升机启动和高速运行时，整个动力回路中的电流高达1000 A，使与其一起敷设的通讯线路受到较强的电磁干扰，通讯信号失真，提升机无法运行。为彻底消除电磁干扰引起的故障，可靠的办法是将通讯电缆穿管并架空敷设，不沿电缆桥架走线。

3．1．2提升机PLC与干熄焦本体PLC之间的点对点通讯故障

干熄焦提升机是一个与干熄焦系统密切相关的工艺设备，它与电机车APS、装入装置以及集尘电动阀共同完成向干熄炉内装入红焦的任务，同时也与干熄炉内的料位有联锁关系。因此提升机与干熄焦系统之间在运行时间、变速、安全联锁等方面有着很重要的联系，本体PLC和提升机PLC之间需要进行大量的通讯。在提升机PLC和干熄焦本体PLC之间采用点对点的方式进行通信，即一台PLC的输出点带中间继电器的线圈，继电器辅助点信号再进入另一台PLC的输入点。由于中间环节的继电器存在机械动作，长时间运行后容易出现线圈烧毁或辅助点粘住等故障，引起提升机PLC与干熄焦本体PLC之间的通讯故障。故障时，提升机在完成一个顺序动作后停止但中控室无报警信息，维修人员应首先查看触摸屏上的辅助信息菜单内容，判断干熄焦系统是否具备提升机进行下一步动作的条件，否则应根据信息提示查找故障点。

3．2外部检测元件故障

这种故障同样也由两方面的原因引起，一种是位于提升井架和走行轨道上的位置检测开关失效引起，另一种是各种保护开关动作引起的保护停车。

3．2．1位置检测开关失效

在提升井架上从下到上依次安装有吊钩打开、焦罐离／着床、上升加速／下降减速、待机位1、待机位2、冷却塔下限、上升减速、提升上限等8个检测提升运行的位置检测开关，而在提升机的走行轨道旁也有走行右定位1、走行右定位2、左行减速、走行左定位l、走行左定位2、右行减速等6个检测走行运行的位置检测开关以及走行左极限、走行右极限、锚定开关1、锚定开关2等四个走行保护开关，所有开关均使用常闭点以防止误信号引起故障。当某个开关失效后，在提升机的运行过程中就不会有相应的功能。此时维修人员应根据提升机运行曲线的异常变化点来确定故障点。

3．2．2保护开关动作

除了正常的运行控制开关外，提升机还设置了各种保护动作开关。分别有超载、偏载、松绳、平衡臂检测、电机超速报警、旋转上下极限等开关，一旦提升机停止运行，应首先查看控制室或司机室内的触摸屏故障提示，根据报警信息采取相应的措施。

3．3变频调速装置及相关设备故障

提升机的变频调速装置主要包括2台整流回馈装置，2台提升逆变器，2台走行逆变器。为了保证提升机的可靠运行，这些装置均采用西门子生产的全数字式矢量控制变频传动系统，它所拥有的高精度速度反馈和全数字速度给定使得系统具有非常高的控制精度和动态响应。同时，这些装置也具有极强的故障自诊断功能，能够识别故障源并给出相应的故故障代码显示在控制面板上，维护人员根据故障代码的提示即可消除故障。常见故障代码见表1和表2。

3．4干熄焦系统联锁引起的停车

整个干熄焦系统的自动化程度较高，为保证安全生产，系统设置了较多的联锁条件，一旦某个联锁条件满足，相关的设备就停止运行，直到解除联锁或联锁条件被破坏。提升机与电机车、APS、装入装置以及集尘电动阀共同完成向干熄炉内的装焦任务，几者之间必然存在较多的联锁关系，如果某个联锁条件满足，会出现以下两种故障现象。

3．4．1提升机不能选择中央自动运行模式

由于提升机是与APS、装入装置以及集尘电动阀共同完成向干熄炉内装入红焦任务的，因此APS、装入装置以及集尘电动阀三者也必须同时处于中央自动运行状态下提升机才能选择中央自动运行模式。只要四台设备任何一台不在中央PLC的控制之下，即无法安全地完成装焦任务，因此，APS、装入装置和集尘电动阀同时处于中央自动运行是提升机选择中央自动运行模式的前提条件。

3．4．2提升机不提满罐

首先，提升机自动状态下能够正常卷下空焦罐到台车上，但在电机车重新对位并发出”送满罐”指令后，提升机不执行“提满罐”指令，中控室也无任何关于提升机的报警信息。此时应注意观察干熄炉内的料位情况，是否干熄炉内的电容式料位计被触发引起联锁停车。根据设计，当电容式料位计被触发后，如果再继续装焦，红焦就可能溢出干熄炉从而烧毁装入设备，引起巨大的经济损失。因此，当电容式料位计被触发后，干熄焦本体PLC将封锁提升机的自动运行信号，直到料位下降，电容式料位计不被触发，提升机才能恢复中央自动运行。

对以上情况，电气维护人员只需在中控室确认各台设备的运行状态以及干熄炉的料位情况即可找到故障点并指导操作人员进行相应的操作。

4结论

干熄焦提升机作为一台大型专用设备，有一套复杂的电控系统，其故障千变万化，本文仅是对提升机的日常维护作一个总结，并给出相应的故障解决措施，起抛砖引玉之作用。要保证提升机的长期稳定运行，还需深入理解其设计理念和掌握设备性能，进一步降低故障率，保证干熄焦系统的稳定运行。

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