滄州煉油廠煉油三部瀝青車間現(xiàn)有年產(chǎn)十萬噸道路瀝青裝置一套,車間配套有裝車用橋式起重機兩臺,該橋式起重機是張家口起重機廠1979年10月生產(chǎn),我廠1980年4月投用,經(jīng)過20多年的使用,該設備已經(jīng)非常陳舊,且隨著近幾年產(chǎn)量的增加,起重機使用頻率增加,天車故障頻發(fā),瀝青橋式起重機(又稱天車)的電氣維護一直是我們?nèi)粘>S護的一項重要工作,往往投入了大量的人力物力,還不能保證天車的正常使用,每年都消耗大量的材料費用。為解決該問題,2004年4月份我們組織了技術人員進行了QC攻關,經(jīng)過比較決定采用施耐德公司生產(chǎn)的Modicon TSX Neza PLC,代替原電路中的JT3-11/1時間繼電器,改造后,經(jīng)過兩年的使用,效果良好。
2 控制電路的分析與改造
在橋式起重機電路中,故障發(fā)生比較多的是抓斗提升、張合部分的控制電路。抓斗提升、張合主電路如圖1所示??刂齐娐啡鐖D2所示。
圖1 原主電路
圖2 原控制電路
圖2中,KM11、KM33、KM22、KM44分別是控制抓斗提升、張合的主接觸器,KM1~KM6是切除電阻的接觸器,KT1~KT6是時間繼電器,時間繼電器的作用是分級延時接觸啟動電阻,由于動作頻繁所以故障頻發(fā)。我們通過分析可以看出:
?。?) 由于時間繼電器的型號是JT3-11/1-110V,因此工作回路是一個半波整流降壓回路,要使JT3-11/1正常工作,該回路中的二極管、降壓電阻、接觸器輔助接點均應可靠工作;
?。?) JT3-11/1型號的時間繼電器的輔助接點導致電氣故障經(jīng)常發(fā)生的一個主要點,如機構故障、接點接觸不良故障,檢修起來非常煩瑣;
?。?) JT3-11/1的線圈本身也經(jīng)常出現(xiàn)短路和斷路故障;另外,在這部分控制電路中,切除電阻的接觸器和時間繼電器輔助觸點相互控制,互為因果,電路比較復雜。我們通過以上分析可以看出:無論哪一點出問題,都會導致抓斗電動機直接起動,使電機的起動轉矩大大下降,如果發(fā)現(xiàn)不及時,極易燒壞電機。
施耐德公司生產(chǎn)的Modicon TSX Neza PLC功能比較豐富,容易使用且工作可靠,CPU單元具有12點輸入和8點輸出的20點I/O的基本結構,可根據(jù)需要最多連接3個擴展模塊擴展至80個I/O點。根據(jù)原電路要求,筆者用兩個Modicon TSX Neza PLC更換了6個時間繼電器,用PLC的輸出節(jié)點對KM1~KM6接觸器進行控制。改造后的原理圖如圖3圖、4所示。
圖3 Modicon TSX Neza PLC的電源回路
圖4 Modicon TSX Neza PLC的輸出回路
由于Modicon TSX Neza PLC一接通電源就運行其中的程序,因此通過抓斗主接觸器來控制Neza PLC是否運行。我們對Neza PLC進行了編程,使其輸出節(jié)點依據(jù)設定的延時時間依次導通,達到原電路的動作要求??紤]到Neza PLC的安全運行,實測了接觸器(CJ12-100)線圈的實際工作電流是0.7A,為了防止線圈燒毀而損壞繼電器的輸出接點,該接點的額定電流是2A,在輸出回路中串聯(lián)了一個2A的保險管,保障該回路的接點不致被損壞。
3 抗干擾措施
由于PLC的安裝地點是在橋式起重機的電氣控制箱上,處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性,一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高設備的抗干擾能力;另一方面,要求工程設計、安裝施工和使用維護中引起高度重視,多方配合才能完善解決問題,有效地增強系統(tǒng)的抗干擾性能。
3.1 采用性能優(yōu)良的電源,抑制電網(wǎng)引入的干擾
在PLC控制系統(tǒng)中,電源占有極重要的地位。電網(wǎng)干擾竄入PLC控制系統(tǒng)主要通過PLC系統(tǒng)的供電電源(如CPU 電源、I/O電源)等進入的。對于給PLC系統(tǒng)供電的電源,必須采用隔離性能較好電源。
3.2 電纜選擇的鋪設
為了減少動力電纜輻射的電磁干擾,我們選用了屏蔽電纜。在工程中,采用銅帶鎧裝屏蔽電力電纜,可以大大降低動力線產(chǎn)生的電磁干擾,使工程取得滿意的效果。
不同類型的信號分別由不同電纜傳輸,信號電纜應按傳輸信號種類分層鋪設,嚴禁用同一電纜的不同導線同時傳送動力電源和信號;避免信號線與動力電纜靠近平行鋪設,以減少電磁干擾。
4 結束語
我們改造后的電路簡單,使用可靠,維護方便,從2004年6月份投用以來,兩部橋式起重機的改造電路故障率為零,節(jié)省了大量人力物力,降低了勞動強度,并且每年可節(jié)約幾萬元的材料消耗,解決了多年瀝青橋式起重機電氣部分頻繁故障的一個重大難題。