淺析JKD-NT 型礦井提升機(jī)電控故障處理

方 華，黃傳武

（1.江西煤礦搶險(xiǎn)排水站，江西 南昌 330096；2.萍礦集團(tuán)公司 楊橋煤礦，江西分管 336614）

JKD-NT 型交流提升機(jī)網(wǎng)絡(luò)化集散控制系統(tǒng)，是由洛陽源創(chuàng)電氣有限公司生產(chǎn)的，針對繞線式異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，采用轉(zhuǎn)子回路切電阻調(diào)速方式的一種新型提升機(jī)電控系統(tǒng)，用以代替老式TKD電控系統(tǒng)。它相對于TKD 電控系統(tǒng)，主要有以下幾個(gè)方面的變化：（1）控制系統(tǒng)由繼電器控制改為PLC控制，可調(diào)閘部分采用集成電子模塊代替原系統(tǒng)中的磁放大器；（2）高壓換向接觸器真空化。為防止高壓真空接觸器由于漏氣等原因產(chǎn)生觸頭粘連，導(dǎo)致?lián)Q向時(shí)高壓短路，正、反向換向回路均采用2只高壓真空接觸器串連使用；（3）轉(zhuǎn)子回路無觸點(diǎn)化，加速接觸器采用可控硅元件代替交流接觸器；（4）采用光電編碼器對提升機(jī)運(yùn)行速度及位置進(jìn)行數(shù)字化測量和控制；（5）增加上位機(jī)監(jiān)控功能，通過工控機(jī)與PLC之間的通訊，實(shí)時(shí)監(jiān)控提升機(jī)運(yùn)行過程中的行程、速度、電流等參數(shù)，并能對各類故障進(jìn)行顯示、記錄和存儲(chǔ)?？呻S時(shí)調(diào)出PLC 梯形圖，監(jiān)控各邏輯回路的動(dòng)作情況，極大地方便了故障的查找。JDK-NT型提升機(jī)電控系統(tǒng)主要組成部分見圖1。

圖1 NT 型提升機(jī)電控系統(tǒng)

在該系統(tǒng)中一般在安全回路、換向回路和調(diào)速回路（即轉(zhuǎn)子切電阻回路）方面易出現(xiàn)故障。

1 安全回路故障

JKD-NT 提升機(jī)電控安全回路，由軟件安全回路和外部硬件安全回路組成，在提升機(jī)操作臺(tái)上有2只安全狀態(tài)指示燈，分別顯示軟件安全和綜合安全通斷狀態(tài)，軟件安全指PLC程序中的安全邏輯回路，由Y004輸出驅(qū)動(dòng)外部KA12.3繼電器。綜合安全包括軟、硬件安全回路。當(dāng)軟件安全回路出故障時(shí)，2只安全狀態(tài)指示燈全滅，這時(shí)可調(diào)出PLC程序，監(jiān)控安全回路中各軟元件的通斷狀態(tài)，然后根據(jù)程序中斷開的軟元件分析其控制邏輯，查找對應(yīng)的PLC外部輸入，即可查找出故障點(diǎn)。

當(dāng)軟件安全指示燈亮，而綜合安全指示燈不亮?xí)r，可以判斷為外部硬件安全回路故障，JKD-NT 型電控系統(tǒng)，在外部安全回路上設(shè)計(jì)了安全回路故障指示模塊AP12.10和AP12.11，通過模塊中的指示燈亮滅情況，即可判斷外部安全回路故障的位置（見圖2）。

圖2 外部安全回路

例如：當(dāng)調(diào)繩回路與操作臺(tái)安全監(jiān)視斷開時(shí)，AP12.10和AP12.11中的所有指示燈全滅。當(dāng)上過卷及切上過卷回路同時(shí)斷開時(shí)，除AP12.11中的QB2亮外，其余全滅。

2 換向回路故障

圖3是JKD-NT 提升機(jī)電控的換向回路原理圖。

圖3 換向安全回路原理

從圖中可以看出換向回路主要由KA12.1、KA2.1和KA2.2、KA2.3控制。KA2.2正轉(zhuǎn)控制繼電器由主PLC的Y005驅(qū)動(dòng)，KA2.3反轉(zhuǎn)控制繼電器由Y006驅(qū)動(dòng)，當(dāng)換向接觸器不吸合時(shí)，首先查看主PLC 輸出Y005或Y006的狀態(tài)，當(dāng)Y005、Y006 不通時(shí)，即可調(diào)出PLC 程序中Y005、Y006邏輯回路查看程序中軟元件狀態(tài)，根據(jù)軟元狀態(tài)分析程序，查找PLC外部對應(yīng)輸入，如果Y005、Y006正常，則根據(jù)外部線路查找相應(yīng)觸點(diǎn)。除此之外換向真空接觸本身也可能存在問題，圖4是正向真空接觸器電氣原理圖（反向及線路接觸器原理相同）。

圖4 正向真空接觸器電氣原理

圖中K1為電感式接近開關(guān)，當(dāng)真空斷路器吸合到位后K1的蘭、棕線導(dǎo)通，接通J2.1線圈回路。J2.1繼電器常閉接點(diǎn)斷開，將KM2.1的1＃、2＃線圈由并聯(lián)變成串聯(lián)，增加線圈阻抗，小電流維持線圈吸合，如果K1 損壞常閉合，則KM2.1剛吸合時(shí)，線圈由于電流較小將無法吸合，當(dāng)K1常斷開則KM2.1線圈吸合后由于長時(shí)承受大電流而發(fā)熱燒壞。

3 調(diào)速回路（轉(zhuǎn)子切電阻回路）故障

JKD-NT 提升機(jī)電控調(diào)速，是依靠操作臺(tái)主令手柄給出控制信號，觸發(fā)轉(zhuǎn)子回路可控硅導(dǎo)通，由可控硅逐級短接串接在轉(zhuǎn)子回路的8級電阻，實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速。轉(zhuǎn)子回路切電阻的原則是以電流為主，時(shí)間為輔相結(jié)合。這樣提升機(jī)輕載時(shí)不會(huì)加速太快，重載時(shí)限制了加速度，減少了對提升機(jī)的機(jī)械沖擊。當(dāng)提升機(jī)在加速過程中電流超過加速電流繼電器的整定吸合值時(shí)，就無法再加速。直至電機(jī)電流下降到加速電流繼電器的釋放值，才能重新加速。在JKD-NT 電控系統(tǒng)中加速電流繼電器只是程序中的一個(gè)軟元件。電機(jī)電流信號是通過50／5A 的電流互感器采樣后再經(jīng)5／0.5A 的電流互感器信號變換后，加至電流信號接口板DLJK-1處理后，通過FX-4AD 模塊轉(zhuǎn)變成數(shù)字量寫入D2寄存器。

筆者在實(shí)際中曾遇到過提升機(jī)在負(fù)載較輕，信號回路正常，無輕故障的情況下，在切除第二級電阻后就無法再往上加速，調(diào)出程序后發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)電機(jī)電流的D2寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)超過680，使加速電流繼電器M107置位。當(dāng)時(shí)懷疑電機(jī)電流取樣信號受到干擾，經(jīng)檢查電流互感器、FX-4AD模塊及接地，都未發(fā)現(xiàn)問題，最后懷疑DLJK-1電流接口板輸出電壓可能偏大。于是在電機(jī)堵轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子串全部電阻起動(dòng)的的情況下，觀察高壓開關(guān)柜電流表為12A，測量DLJK-1輸出電壓1.4V，與初次安裝調(diào)試時(shí)數(shù)據(jù)相比較，發(fā)現(xiàn)高壓開關(guān)柜電流同為12A。但電流接口板的輸出電壓足比初安裝時(shí)的0.8V 多了0.6V，經(jīng)查發(fā)現(xiàn)電流接口板DLJK-1內(nèi)一只電阻由于器件老化，阻值變化較多，重新調(diào)整可調(diào)電阻，使輸出恢復(fù)至0.8V后，提升機(jī)加速正常。

調(diào)速回路故障點(diǎn)主要在可控硅及觸發(fā)控制回路和轉(zhuǎn)子電阻部分。一般短接第8級電阻的可控硅由于承受大電流時(shí)間最長，最易損壞，當(dāng)出現(xiàn)電機(jī)啟動(dòng)即跳高壓柜的情況，在排除電機(jī)、電源及轉(zhuǎn)子電阻等問題后應(yīng)考慮檢查切8級電阻的可控硅是否損壞直接導(dǎo)通。

〔1〕JKD-NT 系列提升機(jī)交流電控使用說明書.洛陽源創(chuàng)電氣有限公司