冶金起重機(jī)電氣裝備技術(shù)創(chuàng)新及常見(jiàn)故障控制

蔡龍生 張偉旗

（1.浙江江銅富冶和鼎銅業(yè)有限公司 杭州 311400）

（2.江西銅業(yè)集團(tuán)銅材有限公司 鷹潭 335424）

冶金工業(yè)是我國(guó)重要支柱產(chǎn)業(yè)和金屬行業(yè)的基礎(chǔ)，其發(fā)展涉及金屬企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。而冶金起重機(jī)在實(shí)現(xiàn)我國(guó)冶金工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)械化方面舉足輕重，因其吊運(yùn)物品的特殊性而從普通起重機(jī)械中分離出來(lái)，因而安全技術(shù)要求較高[1]。隨著我國(guó)冶金工業(yè)的科技進(jìn)步和迅猛發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸遞增，對(duì)大型和高速冶金起重機(jī)的需求量已呈井噴態(tài)勢(shì)，且吊裝量越來(lái)越大，運(yùn)行速度也越來(lái)越快，性能要求也更加苛刻，既要求操作平穩(wěn)舒適，又要求具有優(yōu)異的安全可靠性、耐久性、維修性、無(wú)故障性和使用經(jīng)濟(jì)性。

某大型銅業(yè)公司年產(chǎn)30萬(wàn)噸陰極銅熔煉系統(tǒng)金峰爐、轉(zhuǎn)爐、陽(yáng)極爐3大爐之間的銅水運(yùn)輸和爐體進(jìn)料等任務(wù)，均由3臺(tái)國(guó)產(chǎn)75t冶金起重機(jī)來(lái)完成，它是整個(gè)熔煉生產(chǎn)流程中的重要運(yùn)輸紐帶，也是生產(chǎn)工序中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。然而，由于其使用工況惡劣，且受設(shè)計(jì)工藝、裝備、質(zhì)量和成本等的限制，若操作管理不規(guī)范，導(dǎo)致設(shè)備故障率居高不下，安全隱患多，成本能耗大，嚴(yán)重制約著企業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行。針對(duì)上述情況，該廠加強(qiáng)了75t冶金起重機(jī)電氣裝備的技術(shù)創(chuàng)新及常見(jiàn)故障的控制，確保了長(zhǎng)期安全可靠的運(yùn)行，收到了事半功倍的功效。

1 冶金起重機(jī)設(shè)計(jì)原理及性能特點(diǎn)

1.1 主要設(shè)計(jì)原理

冶金起重機(jī)工作環(huán)境惡劣且工作級(jí)別較高[2]。它主要由大車行走機(jī)構(gòu)、小車行走機(jī)構(gòu)、主卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)、副卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)、電控系統(tǒng)及輔助設(shè)備等部分組成。其設(shè)計(jì)采用雙梁式結(jié)構(gòu)，操縱是在大梁下的司機(jī)室內(nèi)來(lái)完成的。其主要功用是吊運(yùn)裝有1200～1300℃熔融銅液的澆包，可進(jìn)行生產(chǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)、翻包和輔助生產(chǎn)。

主、副卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)皆采用定子調(diào)壓調(diào)速控制，主卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)由1套700A調(diào)壓調(diào)速裝置驅(qū)動(dòng)2臺(tái)110kW電動(dòng)機(jī)，副卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)由1套260A調(diào)壓調(diào)速裝置驅(qū)動(dòng)1臺(tái)75kW電動(dòng)機(jī)，由減速機(jī)帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)電阻器，由調(diào)壓裝置控制；卷筒軸上設(shè)有超速開關(guān)，可檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行速度并提供超速保護(hù)，主令控制器升、降各4檔，速度分別為額定速度的10%、20%、30%、100%。

主、副卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)均由繞線式三相異步電機(jī)、調(diào)壓調(diào)速裝置、減速器、制動(dòng)器、安全制動(dòng)器、卷筒器、鋼絲繩等各單元組成。主卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的4套制動(dòng)器（副卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)2套）安裝于電機(jī)一端；卷筒兩端分別設(shè)有1套液壓安全制動(dòng)器。該機(jī)構(gòu)設(shè)有上下限位保護(hù)、上下預(yù)限位保護(hù)、超速保護(hù)、超載保護(hù)、零位保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器等多種保護(hù)功能。主卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)設(shè)有精度為3‰的電子稱，可稱重負(fù)載重量且?guī)в谐d保護(hù)，起吊重量具備顯示和打印功能。超載時(shí)機(jī)構(gòu)只允許下降而不能上升，同時(shí)司機(jī)室內(nèi)發(fā)出報(bào)警；可大屏幕顯示，設(shè)有信號(hào)無(wú)線傳輸、接收及鋼絲繩補(bǔ)償裝置。

大車行走機(jī)構(gòu)主要由車輪組、變頻電機(jī)、變頻器、減速器、制動(dòng)器等組成。其采用四角驅(qū)動(dòng)方式，由1套變頻調(diào)速裝置控制同一根主梁內(nèi)的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，共2套變頻器，4臺(tái)30kW交流變頻電機(jī)；4套制動(dòng)裝置設(shè)于電機(jī)一端。變頻器內(nèi)設(shè)制動(dòng)單元，需電氣制動(dòng)時(shí)，短時(shí)內(nèi)可將大車速度降至最低。正、反向各設(shè)4檔，各檔速度分別為額定速度的10%、25%、50%、100%。大車設(shè)有減速限位、終點(diǎn)限位開關(guān)。大車2號(hào)變頻器可兼作小車故障應(yīng)急變頻器，需通過(guò)切換相應(yīng)控制屏上的開關(guān)和司機(jī)室旋鈕實(shí)現(xiàn)切換，可臨時(shí)用此變頻器驅(qū)動(dòng)小車機(jī)構(gòu)運(yùn)行。

小車行走機(jī)構(gòu)主要由車輪組、變頻電機(jī)、變頻器、減速器、制動(dòng)器等部分組成。其采用兩角分別驅(qū)動(dòng)方式，該機(jī)構(gòu)由1臺(tái)變頻器控制兩臺(tái)11kW交流變頻電機(jī)，分別驅(qū)動(dòng)兩套行走機(jī)構(gòu)；2套制動(dòng)器設(shè)于電機(jī)的一端。變頻器內(nèi)設(shè)制動(dòng)單元，需電氣制動(dòng)時(shí)，在短時(shí)內(nèi)即可將小車速度降至最低。正、反向各設(shè)有4檔，各檔速度分別為額定速度的10%、25%、50%、100%。

調(diào)速系統(tǒng)：MH定子調(diào)壓調(diào)速裝置利用電機(jī)轉(zhuǎn)子頻率反饋實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，高可靠性和安全性能使其適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境；其安裝、調(diào)試、維護(hù)較簡(jiǎn)單。變頻調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速與頻率成正比，可通過(guò)改變供給電機(jī)頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度控制；行走機(jī)構(gòu)采用V/F控制，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與給定頻率成正比，均勻地改變定子給定頻率，能平滑地改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)速度控制。

電氣傳動(dòng)和電控系統(tǒng)：卷?yè)P(yáng)采用MH定子調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，行走機(jī)構(gòu)采用ACS880交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。電控系統(tǒng)采用ABB繼電器控制（接觸器）與西門子S7-300系列PLC控制相結(jié)合的方式，時(shí)序控制、邏輯控制由PLC內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，其硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制可靠、維護(hù)方便；PLC與調(diào)壓調(diào)速裝置之間數(shù)據(jù)交換采用端子I/O點(diǎn)，PLC與變頻裝置之間數(shù)據(jù)交換采用PROFIBUS-DP總線方式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻裝置的控制；車上配設(shè)ET200安全制動(dòng)器控制從站、司機(jī)室從站；而保護(hù)系統(tǒng)設(shè)有超速限位、慢速位置限位、極限位置限位、速度編碼器、稱重超載保護(hù)器等。

安全制動(dòng)器設(shè)于主卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)內(nèi)，2個(gè)卷筒上分別設(shè)有1個(gè)用于檢測(cè)卷筒狀態(tài)的編碼器，卷筒出現(xiàn)超速或不同步等故障時(shí)，安全制動(dòng)器按程序控制抱閘，可防止負(fù)載墜落。

輔助部分：控制電氣設(shè)備設(shè)在主梁電氣室內(nèi)，室內(nèi)裝設(shè)專用空調(diào)；主梁內(nèi)設(shè)照明燈；主梁內(nèi)、司機(jī)室內(nèi)分別設(shè)有220V、36V檢修插座；司機(jī)室聯(lián)動(dòng)臺(tái)設(shè)有緊急停車按鈕，以便故障時(shí)緊急停車；四個(gè)端梁門和下司機(jī)室門分別設(shè)有門開關(guān)，門開關(guān)打開時(shí)，大車被禁止運(yùn)行；該起重機(jī)設(shè)有警笛報(bào)警器。

1.2 主要技術(shù)性能特點(diǎn)

該型起重機(jī)主要技術(shù)性能為主鉤/副鉤額定起重量分別為75t/35t；主鉤/副鉤起升高度分別為20m/22m；大、小車運(yùn)行速度分別為9～90 m/min、4～40m/min；主鉤、副鉤運(yùn)行速度為1～10m/min；供電方式為三相四線制，電壓為AC380V、50Hz，工作電流為730A，最大電流為1130A；控制、照明回路電壓為AC220V，檢修回路電壓分別有AC220V、36V。AC220V、36V電源由起重機(jī)內(nèi)部變壓器提供；環(huán)境溫度為-15～60℃；工作級(jí)別為A7；24h連續(xù)作業(yè)，且無(wú)備用車。

大多數(shù)冶金起重機(jī)的主要特點(diǎn)是作業(yè)環(huán)境惡劣，熔煉煙氣大，操作環(huán)控溫度高，粉塵多，濕度大，黏結(jié)性大，腐蝕性強(qiáng)，嚴(yán)重影響起重機(jī)長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行；可連續(xù)生產(chǎn)，起制動(dòng)頻繁，利用等級(jí)＞A6級(jí)，滿載率和次數(shù)高，載荷狀態(tài)為Q3或Q4；負(fù)荷作業(yè)率高，零部件必須滿足耐熱、耐磨、抗蝕、防塵等要求[3]；高風(fēng)險(xiǎn)性，要求安全可靠性高。

2 冶金起重機(jī)電氣裝備技術(shù)創(chuàng)新

2.1 主、副卷手柄同步操縱功能創(chuàng)新

改進(jìn)前操作臺(tái)手柄功能圖，如圖1所示。投產(chǎn)前，3臺(tái)75t起重機(jī)主、副卷操縱是由同1個(gè)手柄往4個(gè)不同的方向動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)方向分15%、25%、50%、100%四個(gè)速度檔位，無(wú)法實(shí)現(xiàn)主副卷同步操縱功能，但工藝人員操作時(shí)，則常需頻繁使用該功能。

圖1 改進(jìn)前起重機(jī)操作臺(tái)手柄功能圖

為實(shí)現(xiàn)主、副卷手柄同步操縱功能，可設(shè)計(jì)將主副卷原1個(gè)4向型的操縱手柄改進(jìn)為2個(gè)含同步桿的雙向型操縱手柄。改進(jìn)后，主、副卷手柄同步操縱簡(jiǎn)單實(shí)用、快捷便利。改進(jìn)后起重機(jī)操作臺(tái)手柄功能圖，如圖2所示。

圖2 改進(jìn)后起重機(jī)操作臺(tái)手柄功能圖

2.2 小車行走冗余功能改進(jìn)

原設(shè)計(jì)小車行走由1臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)2臺(tái)電機(jī)工作。變頻器故障時(shí)，小車無(wú)法移動(dòng)，此時(shí)若所吊物品在倒銅區(qū)，則會(huì)妨礙起重機(jī)移動(dòng)至檢修位置，影響另外2臺(tái)起重機(jī)的協(xié)同作業(yè)。通過(guò)改進(jìn)電氣回路設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)其中1臺(tái)大車變頻器可按要求驅(qū)動(dòng)小車電機(jī)的功能，改進(jìn)電氣回路中QF1、QF2、KM1為新增電氣元件。小車變頻器故障時(shí)，可將QF1分閘，QF2合閘，KM1分閘，此時(shí)大車變頻器驅(qū)動(dòng)的是小車行走電機(jī)。小車行走冗余功能改進(jìn)圖，如圖3所示。

圖3 小車行走冗余功能改進(jìn)圖

2.3 新增吊物防晃功能

原設(shè)計(jì)起重機(jī)無(wú)防吊物晃動(dòng)功能，起重機(jī)作業(yè)過(guò)程中，鋼絲繩、吊具、包子等會(huì)不斷地產(chǎn)生較大的擺動(dòng)，因而起重機(jī)往往不得不降速運(yùn)行，或等待擺動(dòng)衰減后，方能繼續(xù)作業(yè)。該法是以降低工作效率為代價(jià)的，若吊運(yùn)的銅水或重物較多，大幅擺動(dòng)易使銅水或物料外溢，安全事故隱患較大。

圖4 防晃功能加減速時(shí)間曲線圖

起重機(jī)防晃功能加減速時(shí)間曲線如圖4所示。新增的防晃功能，可由程序設(shè)計(jì)自動(dòng)控制，勿需人工操作或干預(yù)，能消除約95%的搖擺。其防搖擺功能是基于ABB變頻器ACS880自帶防搖擺功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，僅需根據(jù)總擺臂長(zhǎng)度控制加速度大小，即可實(shí)現(xiàn)防搖擺，因此在主卷?yè)P(yáng)大軸上安裝一個(gè)編碼器，并將該信號(hào)輸入PLC，通過(guò)PLC將信號(hào)輸入變頻器。變頻器啟動(dòng)防搖功能后，可根據(jù)計(jì)算總擺臂長(zhǎng)度自動(dòng)控制大小車加減速時(shí)間。見(jiàn)圖4。

2.4 安全監(jiān)控管理系統(tǒng)創(chuàng)新

該廠與國(guó)內(nèi)某起重機(jī)廠合作研發(fā)出起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)ECMS V4.0，它整體可分為實(shí)時(shí)運(yùn)行、查詢、系統(tǒng)狀態(tài)三部分。CMS系統(tǒng)，實(shí)時(shí)運(yùn)行、實(shí)時(shí)報(bào)警均可實(shí)時(shí)反饋冶金起重機(jī)的控制狀態(tài)。系統(tǒng)使用同步刷新控制，用戶操作時(shí)若非提示等待情況均可連續(xù)操作，無(wú)任何卡機(jī)、無(wú)響應(yīng)、自動(dòng)退出等問(wèn)題。

●2.4.1 新增軟硬件設(shè)施

硬件方面，需增加4套高清攝像機(jī)及附件、1套工控機(jī)及顯示器、1套交互機(jī)及數(shù)據(jù)線、軸編碼器、電流互感器、信號(hào)變送器、中間繼電器等電氣配套元件。

軟件方面，起重機(jī)本體狀態(tài)各信息源來(lái)自其自帶西門子PLC博圖軟件系統(tǒng)，無(wú)須變更；新增1套ECMS V4.0起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件，所有信息通過(guò)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入ECMS V4.0系統(tǒng)，完成安全監(jiān)控管理系統(tǒng)各種功能界面，系統(tǒng)界面中刷新頻率為1s；新增1套海康威視IVMS-4200 V1.03軟件，處理來(lái)自高清攝像機(jī)圖像信息。其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，見(jiàn)圖5。

圖5 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

●2.4.2 改進(jìn)后系統(tǒng)主要功用

改進(jìn)后，安全監(jiān)控管理系統(tǒng)具有起重機(jī)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測(cè)、顯示功能。監(jiān)控參數(shù)包括重量、起升高度、行程等；監(jiān)控狀態(tài)包括連鎖保護(hù)狀態(tài)；能記錄超載信息、作業(yè)循環(huán)、作業(yè)時(shí)間等相關(guān)信息，并可隨時(shí)查閱任意時(shí)間段信息；視屏系統(tǒng)通過(guò)攝像頭及高分辨率監(jiān)視器，可拓寬操作人員視野，全程實(shí)時(shí)監(jiān)控冶金起重機(jī)作業(yè)過(guò)程，并能實(shí)時(shí)存儲(chǔ)一定容量視屏信息，能隨時(shí)調(diào)閱相關(guān)視屏信息。改進(jìn)后，該系統(tǒng)具備四大功能：

1）實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)顯示功能畫面。

實(shí)時(shí)概覽界面。主要用于觀察各機(jī)構(gòu)當(dāng)前是否工作，包括啟動(dòng)狀態(tài)和轉(zhuǎn)速。既可看到各警示標(biāo)志狀態(tài)，又可看到信號(hào)、觸碰警示及起升高度、重量、行程等參數(shù)信息，綠色表示正常，灰色則表示非工作狀態(tài)。如總接觸器指示燈為綠色則表示當(dāng)前接觸器工作，而灰色則表示接觸器非工作狀態(tài)。

實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控界面?？筛鶕?jù)機(jī)構(gòu)分類后展示狀態(tài)點(diǎn)及機(jī)構(gòu)下的電機(jī)運(yùn)行信息，包含主卷?yè)P(yáng)、副卷?yè)P(yáng)、大小車限位、接觸器、驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行狀態(tài)等。

機(jī)構(gòu)電源監(jiān)控界面?？捎糜诒O(jiān)控各機(jī)構(gòu)主回路及控制回路電源狀態(tài)及參數(shù)信息。

控制流程監(jiān)控界面?？捎糜诒O(jiān)控各機(jī)構(gòu)動(dòng)作狀態(tài)及參數(shù)信息。機(jī)構(gòu)畫面使用機(jī)構(gòu)控制順序做流程顯示，便于對(duì)冶金起重機(jī)控制原理做直觀理解，如主卷?yè)P(yáng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)控制流程為司機(jī)室給定檔位→機(jī)構(gòu)給定轉(zhuǎn)速→限位檢查→電機(jī)工作；包含的機(jī)構(gòu)內(nèi)容有機(jī)構(gòu)動(dòng)作方向、檔位、速度給定、速度反饋(實(shí)際電流)、限位開關(guān)狀態(tài)、變頻器狀態(tài)等。

I/O信息監(jiān)控界面。包含起重機(jī)PLC主要輸入輸出信息，故電氣人員檢查或處理故障時(shí)，無(wú)須通過(guò)編程軟件進(jìn)入PLC，僅通過(guò)該畫面即可知道I/O信息狀態(tài)。

2）報(bào)警及查詢功能主要界面。

實(shí)時(shí)報(bào)警界面。可用于查看當(dāng)前冶金起重機(jī)存在的報(bào)警數(shù)據(jù)，報(bào)警解除后可在報(bào)警查詢功能中通過(guò)修改查詢時(shí)間、調(diào)出。ECMS頂部也設(shè)有實(shí)時(shí)報(bào)警功能展示區(qū)域，僅用于提示當(dāng)前是否有報(bào)警需要注意，若需查看全部報(bào)警數(shù)據(jù)需使用實(shí)時(shí)報(bào)警功能。報(bào)警故障幫助，提供常見(jiàn)問(wèn)題故障幫助word文件，主要將限位保護(hù)和電機(jī)保護(hù)配置為報(bào)警數(shù)據(jù)，可根據(jù)實(shí)際故障經(jīng)驗(yàn)自行完善。

報(bào)警查詢界面?？捎糜诓樵儦v史報(bào)警記錄，限制存儲(chǔ)30天。能根據(jù)時(shí)間信息機(jī)構(gòu)分類、數(shù)據(jù)分類、報(bào)警級(jí)別查找報(bào)警。報(bào)警數(shù)據(jù)可使用“事件追蹤功能”詳細(xì)診斷報(bào)警觸發(fā)時(shí)冶金起重機(jī)的工作狀態(tài)。報(bào)警數(shù)據(jù)可用圖像方式存儲(chǔ)或以excel文件存儲(chǔ)。

歷史追溯界面。該功能可顯示或?qū)С鲂璺治龅淖兞壳€，進(jìn)而作直觀分析。其中，來(lái)自高清攝像頭的記錄信息由IVMS-4200（V1.03）軟件界面完成。

3）數(shù)據(jù)維護(hù)功能主要界面。

報(bào)告查詢界面。有預(yù)限報(bào)告、重置報(bào)告、工作循環(huán)、累計(jì)工作循環(huán)等機(jī)構(gòu)報(bào)表情況。

統(tǒng)計(jì)查詢界面?？煞譃槿战y(tǒng)計(jì)、月統(tǒng)計(jì)、年統(tǒng)計(jì)方式，能統(tǒng)計(jì)限位裝置等元器件使用次數(shù)、預(yù)限次數(shù)、總計(jì)時(shí)、預(yù)限計(jì)時(shí)情況。

4）系統(tǒng)管理功能主要界面。

系統(tǒng)管理功能主要包含報(bào)警、維護(hù)、分類、監(jiān)控管理及基本信息更改、用戶維護(hù)等界面，可完成相關(guān)系統(tǒng)管理配置。

安全監(jiān)控管理系統(tǒng)ECMS V4.0功能強(qiáng)大、圖像清晰、界面友好、操作簡(jiǎn)易、簡(jiǎn)單實(shí)用，可實(shí)時(shí)解決各種現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，實(shí)施對(duì)起重機(jī)各種安全要素的管理，如準(zhǔn)確監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)，提前預(yù)判故障、準(zhǔn)確顯示故障點(diǎn)、快速指導(dǎo)故障處理，降低起重機(jī)故障排查發(fā)現(xiàn)難度和故障處理時(shí)間等。

3 冶金起重機(jī)電氣裝備常見(jiàn)故障的控制

3.1 起重機(jī)運(yùn)行過(guò)程中驟停

該故障現(xiàn)象類似按了緊急停止。主要表現(xiàn)為起重機(jī)運(yùn)行過(guò)程中主接觸器突然分?jǐn)?，所有機(jī)構(gòu)驟停。其故障主因一般是：主接觸器控制回路線路松動(dòng)或斷線，造成主接觸器線圈斷電；主卷?yè)P(yáng)或副卷?yè)P(yáng)重錘限位動(dòng)作，常發(fā)生在倒冰銅包殼或倒銅時(shí)，因鋼絲繩晃動(dòng)厲害，導(dǎo)致重錘限位誤動(dòng)作；主接觸線圈燒毀或控制板故障，導(dǎo)致主接觸器無(wú)法繼續(xù)合閘；主卷?yè)P(yáng)超速開關(guān)或速度檢查編碼器動(dòng)作，檢查元件故障或連接軸變形等均易導(dǎo)致速度檢查失真，造成誤動(dòng)作；主卷?yè)P(yáng)安全制動(dòng)器系統(tǒng)故障時(shí)，若安全制動(dòng)器未打開，應(yīng)檢查打開到位信號(hào)的接近開關(guān)是否松動(dòng)或故障，但用于檢查安全制動(dòng)器打開到位的接近開關(guān)共8個(gè)，任意一個(gè)失效均會(huì)導(dǎo)致起重機(jī)驟停。

出現(xiàn)起重機(jī)驟停現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)排查故障原因，在未查明原因之前，嚴(yán)禁盲目再次合閘主接觸器。

3.2 主、副卷?yè)P(yáng)調(diào)壓調(diào)速裝置故障

主、副卷電機(jī)均由調(diào)壓調(diào)速裝置驅(qū)動(dòng)并控制，調(diào)壓調(diào)速裝置是整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵。該裝置發(fā)生故障時(shí)，極可能發(fā)生主、副卷不工作或工作異常等現(xiàn)象，如抱閘制動(dòng)器打開故障、電機(jī)電壓或電流故障、速度檔位切換不正常等；此時(shí)，顯示面板上會(huì)故障報(bào)警，根據(jù)裝置用戶手冊(cè)中說(shuō)明即可查找到故障原因，以控制盒內(nèi)的主控板、相位觸發(fā)板、繼電邏輯板、阻容吸收板故障居多，僅需更換相關(guān)模塊就可消除故障。由于調(diào)壓調(diào)速裝置內(nèi)各模塊均為電子電路板，受溫度、濕度、電干擾、粉塵等外部環(huán)境影響較大，因而應(yīng)加強(qiáng)定期維護(hù)和保養(yǎng)。

3.3 主、副卷?yè)P(yáng)速度不同步

該故障較難處理，其故障影響因素多且復(fù)雜。應(yīng)檢查操縱手柄檔位觸點(diǎn)是否同步輸出，2臺(tái)調(diào)壓調(diào)速裝置是否故障，電阻切換設(shè)備及回路是否正常，相關(guān)繼電器及接觸器是否正常動(dòng)作等；除了解和掌握冶金起重機(jī)設(shè)計(jì)原理及性能特點(diǎn)外，平時(shí)需加強(qiáng)點(diǎn)檢、維護(hù)及保養(yǎng)，尤其是定期緊固接線端子。

3.4 大、小車變頻器故障

變頻器是整個(gè)行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵，大、小車行走電機(jī)均由變頻器驅(qū)動(dòng)并控制。變頻器故障時(shí)，大、小車極可能不工作，此時(shí)操作臺(tái)變頻器故障指示燈亮，可在安全監(jiān)控系統(tǒng)畫面上查找出故障變頻器，故障變頻器自帶顯示面板上有故障報(bào)警記錄，根據(jù)裝置用戶手冊(cè)中說(shuō)明即可查找出變頻器內(nèi)的整流模塊、逆變模塊或主控板、功率板損壞等故障原因，更換相關(guān)模塊就可消除故障；如果空氣開關(guān)也跳閘，通常是整流模塊或逆變模塊燒毀了，應(yīng)嚴(yán)禁立刻送電或運(yùn)行變頻器，否則極可能因設(shè)備短路而致使故障進(jìn)一步擴(kuò)大化。

3.5 小車低速時(shí)行走困難或無(wú)法行走

小車低速時(shí)，在某段行程內(nèi)發(fā)生行走困難或無(wú)法行走故障，吊重物時(shí)尤其明顯，此時(shí)應(yīng)先排查變頻器是否故障或參數(shù)是否變更；小車行走軌道變形，會(huì)造成軌道阻力增大或小車受力不均，而小車低速行走時(shí)，變頻器輸出力矩較小，致使小車行走困難。

3.6 中間繼電器觸點(diǎn)燒損

中間繼電器觸點(diǎn)故障現(xiàn)象具有間歇性特點(diǎn)，即偶爾發(fā)生或時(shí)有發(fā)生。其故障主因是起重機(jī)作業(yè)特點(diǎn)和性質(zhì)使繼電器觸點(diǎn)頻繁連續(xù)動(dòng)作；大功率交流接觸器線圈剩余電壓較高，導(dǎo)致串聯(lián)其中的繼電器觸點(diǎn)尖峰電流太大等；故障次因是作業(yè)環(huán)境腐蝕性煙氣強(qiáng)、粉塵大。該故障原因較難查找，光中間繼電器每臺(tái)就有40余個(gè)；不同的繼電器觸點(diǎn)故障，導(dǎo)致的異常現(xiàn)象也不一樣。

為有效解決中間繼電器觸點(diǎn)故障問(wèn)題，需消除繼電器觸點(diǎn)回路交流接觸器線圈較高的剩余電壓，可在交流接觸器線圈并聯(lián)阻容吸收器，以消耗剩余電壓。增加阻容吸收器后，中間繼電器觸點(diǎn)燒毀故障率低，壽命延長(zhǎng)至一年以上；而國(guó)內(nèi)電氣設(shè)備設(shè)計(jì)制造時(shí)，極易忽視接觸器線圈剩余電壓對(duì)中間繼電器觸點(diǎn)壽命的影響，設(shè)計(jì)時(shí)往往忽視在接觸器線圈并聯(lián)阻容吸收器的重要性，導(dǎo)致中間繼電器觸頭壽命大為降低。

3.7 電氣元件松動(dòng)、燒損、損壞

冶金起重機(jī)動(dòng)作頻繁且振動(dòng)較大，易使電氣元器件尤其限位、電纜接線端子等松動(dòng)，輕則使起重機(jī)工作異常，重則導(dǎo)致設(shè)備燒損或毀壞，甚至釀成人身設(shè)備重大安全事故。故安裝時(shí)，必須嚴(yán)格按照施工規(guī)范敷設(shè)、固定、接線，可大幅減少電纜頭接線端子的松動(dòng)，而定期排查、緊固也極為重要，尤其要重視下端接線的部位和電阻箱接線端子，電阻箱電纜接頭松動(dòng)時(shí)，因大電流的發(fā)熱效應(yīng)，易燒斷接頭且不易發(fā)現(xiàn)，可將所有的單孔銅鼻子全部改為雙孔銅鼻子接線。

3.8 主卷電機(jī)聯(lián)軸節(jié)異音

先初步檢查連接軸是否有變形、磨損等現(xiàn)象，再查找電氣原因。主卷?yè)P(yáng)由2臺(tái)繞線式三相異步電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)，且2臺(tái)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中轉(zhuǎn)子均要同步串、切電阻，當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻回路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，會(huì)使2臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速不一樣，導(dǎo)致聯(lián)軸節(jié)發(fā)出異音。應(yīng)排查的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)有2套轉(zhuǎn)子的電阻箱內(nèi)電阻及接線電纜或端子是否燒毀或燒斷；相關(guān)控制繼電器及接觸器是否正常；2臺(tái)電機(jī)的電流、電壓是否正常且保持相同。

4 結(jié)束語(yǔ)

生產(chǎn)實(shí)踐表明，該廠針對(duì)75t冶金起重機(jī)電氣裝備進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新及常見(jiàn)故障的控制是成功的，其經(jīng)驗(yàn)可為冶金起重機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、改造、維修和使用單位提供借鑒。

冶金起重機(jī)作業(yè)環(huán)境惡劣、任務(wù)繁重，設(shè)備故障不可避免，且故障多發(fā)點(diǎn)在于其中的控制電路[4]，分析和檢修時(shí)應(yīng)遵循“先外后內(nèi)，先一般后特殊”原則，以便快速高效地找出故障并加以排除，而針對(duì)其持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)，加強(qiáng)日常點(diǎn)檢維護(hù)及保養(yǎng)，仍是今后工作中的重中之重。

參考文獻(xiàn)

[1]仇佳捷，柯韜，虞偉杰，等．新標(biāo)準(zhǔn)下冶金起重機(jī)制動(dòng)器控制回路檢驗(yàn)[J]．起重運(yùn)輸機(jī)械，2017（04）：89-92．

[2]曾慶貴．冶金起重機(jī)使用現(xiàn)狀和檢驗(yàn)應(yīng)重視的若干問(wèn)題 [J]．中國(guó)設(shè)備工程，2016（07）：45-46．

[3]張偉旗．進(jìn)口冶金專用行車技術(shù)裝備設(shè)計(jì)創(chuàng)新及運(yùn)行優(yōu)化 [J]．世界有色金屬，2015（03）：35-39．

[4]高挺峰，沈杰，尤戈．關(guān)于冶金起重機(jī)控制電路分析 [J]．化工管理，2016(01)：179．