（华能洛阳热电有限责任公司 河南省洛阳市 471000）
摘要：铁路翻车机在火力发电、冶金、煤矿等大型工矿企业具有重要的作用。它主要由重调机、翻车机主体、空调机、牵车台等几个部分组成。翻车机在我厂使用过程中电控系统容易受到信号干扰，而且接卸火车煤过程中经常出现信号干扰、信号反馈故障等现象。本文针对现场翻车机存在的上述问题对翻车机系统控制电缆屏蔽进行逐项完善、位置开关合理选型、防雨措施完善、逻辑优化等手段进行了相关完善工作。经优化后的翻车机控制系统运行稳定，操作安全、可靠，保证设备安全可靠的同时，提高了火车煤接卸效率、保证了现场设备安全稳定运行。
关键字：翻车机；PLC；可靠性
一、课题的背景和意义
翻车机系统由翻车机及重调机、空调机、迁车台等设备组成，是一种接卸效率较高的铁路运煤翻卸系统。通过PLC控制系统，翻车机可实现全自动流程运行。铁路运煤车将重车推至重车调车机作业范围，单节重车到位后，翻车机系统即可开始自动运行。翻车机系统及其配套设备都具备变频调速功能，可根据各厂实际情况进行逻辑调整，火车煤接卸灵活性强。翻车机的主要特点是：
1. 火车煤接卸过程自动化控制程度高，工业流程衔接紧密，可实现全自动运行及全自动计量。
2. 翻车机系统属于移动电力设备，根据程序设计要求，所有设备都属于移动工作状态。
3. 翻车机运行控制系统采用稳定性较高的西门子PLC控制系统，连锁保护程序完善，系统运行安全可靠。
但是在现场使用中，翻车机在运行时会由于各种原因导致系统运行不正常工作，影响翻车机的工作效率。翻车机系统在使用过程中容易出现信号干扰、信号误报、雨季时系统运行不稳定现象。通过现场实际检修及程序优化，不断寻找解决翻车机系统运行可靠性的方法。
二、翻车机系统可靠性分析
在本系统中，各种大功率电机、变频器以及粉尘、设备露天布置等都对控制系统的信号传输产生干扰，影响系统的正常运行。因此，必须针对所采用的电气设备的特点对可能影响控制系统工作的干扰源进行认真分析，在设计和安装调试过程中采用相应的抗干扰措施，以确保整个翻车机系统运行的稳定性和可靠性。
1、PLC 可靠性降低的主要原因
虽然工控机和 PLC 本身都具有很高的可靠性，但如果输入给 PLC 的开关量信号出现错误，模拟量信号出现较大偏差，PLC 输出口控制的执行机构没有按要求动作，这些都可能使控制过程出错，造成设备不能正常工作，不能按照预先设置的程序运行。
PLC 控制系统故障的主要原因有：
（1）现场位置开关现场信号线短路或断路，当传输信号线出现故障时，现场信号无法传送给 PLC，造成PLC程序无法正常执行工作程序。
（2）机械触点抖动，现场触点虽然只闭合一次，PLC 却认为闭合了多次，虽然硬件带有滤波电路，软件增加微分指令，但由于PLC 扫描周期太短，仍可能在计数、延时等指令中出错。
（3）翻车机基础不平、轨道不平导致的翻车机系统震动，设备震动过大导致信号不能保持或误感应信号导致系统故障。
（4）翻车机机械行程限位故障，因翻车机系统基本上露天作业，行程限位触点易锈蚀，当限位触点接触不良时会导致系统停止运行。
2、执行机构故障的主要原因有：
（1）系统负载的输出不能可靠动作，虽然 PLC系统按逻辑控制发出了动作指令，但继电器故障或输出线路故障都会导致执行机构不能正确执行动作。
（2）控制变频器输出故障，由于PLC控制系统传输错误，导致变轻器启停回路不能正常工作，导致变频器无输出或误输出。
（3）翻车机电控系统接线断线及松动，当PLC输出指令后，控制信号到达执行机构时，设备不能正确动作，直接影响执行机构的输出。当执行机构不能正确动作时，系统根据逻辑判断会直接影响到PLC控制系统的反馈输入信号。直接导致整个系统运行停止。
要提高整个监控系统的可靠性，必须提高输入信号的可靠性和执行机构动作的准确性，只有PLC的输入信号与输出都正确的情况下才能满足系统的正常运行，如果信号一旦出现故障，发出故障报警信号能够第一时间反馈到上位机，操作人员能够根据上位机提示判断出故障的具体位置。检修人员第一时间判断出故障原因，才能让系统安全、可靠、正确地工作。
三、提高翻车机系统可靠性措施
为了使 PLC有效的工作。在安装 PLC 及现场施工布线时，应该注意控制电缆屏蔽层应单端有效接地。翻车机系统选用滑缆软线，其屏蔽层必须在接线箱内部有效可靠接地。在具体使用翻车机系统时可采取措施如下：
1.PLC控制系统应远离强干扰源。动力电源柜与PLC控制柜应分开布置，不能与高压电器安装在同一开关柜内，在柜内 PLC应远离动力线，柜内动力电缆应与控制电缆分开布置接线。
2.信号线与功率线分开走线，控制电缆线与动力电缆线应分开走线，并保持一定距离，不同类型的线分别装入不同
的电缆槽中，并使其有尽可能大的空间距离。
3.使用变频器控制DP电缆时，应注意控制电缆屏蔽层接地情况，为了泄放高频干扰，接地端子应可靠、紧固。
4.因翻车机系统为行走设备，电磁耦合容易对开关量及模拟量信号产生干扰，硬件选型过程中，易选用抗干扰性能较好的倍加福、施耐德位置开关。在翻车机控制系统现场，大功率电机、变频器启动频繁，这些电动机的启动会在其周围产生很大的交变磁场。启停设备瞬间产生的交变磁场就可以通过在信号线上的耦合产生干扰信号，通过合理的设备选型及控制电缆有效接地可以有效的消除干扰信号。这些干扰如果超过容许范围，也会影响PLC系统的运行，导致系统信号误动作。
5.翻车机重调机系统在整个控制系统中最为重要，重调机大臂位置开关距离及信号挡铁面积需有效调整。当大臂抬落臂信号不稳定时将影响整个翻车机系统运行。
我厂翻车机在使用中首先对翻车机系统行走轨道进行水平校准调整、减速机齿轮间隙调整后，消除机械原因导致电机及变频器报警的基础上，翻车机系统重调机及空调机车体行走接线箱箱体内接地线已可靠接地，同时将车体上各位置开关采用有屏蔽层的电缆有效接地。在翻车机系统行走机构采取消除干扰影响措施后有切断干扰途径、提供电子设备的抗干扰能力。同时对位置开关感应面积及距离进行合理调整，增加感应开关防雨防潮设置保证现场位置开关本身能够正确动作。
同时对于PLC系统对行走机构信号采用滤波程序优化，能够有效的对原有固化程序进行优化，对现场由于硬件原因导致输送给PLC系统的干扰信号也能够正确执行动作。
对翻车机系统现场实际进行验证检查，在PLC系统中增加系统响应时间，能够有限的解决系统干扰信号误动作问题，当现场设备信号都正常时才能执行下一接卸流程。同时对现场夹轨器等对时间要求较高的设备进行响应时间调整，在连锁流程中对设计到的重调机相关程序进行逐项梳理，保证接卸流程通畅。
四、 总结
本文从翻车机系统运行中遇到的实际问题出发，分析了生产现场设备故障时提出的解决方法，针对现场实际故障情况提出了有针对性的解决措施。经过对翻车机电控系统的硬件及程序研究分析，使得翻车机系统运行稳定性有了很大的提高。尤其是在外部环境复杂的情况下，对硬件及软件进行同步优化。经过优化后的电控系统对抗干扰能力有了很大提高，翻车机系统连续运行的能力也得到了明显提升。
参考文献
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[2] 刘锴.深入浅出 S7-300PLC.北京：北京航空航天大学出版社，2004
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[4 ]郑晟.现代可编程控制器原理与应用.北京:科学出版社,2000
[5]西门子(中国)有限公司. SIMATIC S7-300 可编程控制器硬件和安装手册.2002.
作者简介
王国平（1985-），男，黑龙江人。华能洛阳热电有限责任公司 燃料检修班，从事输煤系统电气控制系统方面的工作。联系电话15603795972。