200吨污泥储存液压系统电气故障检修的总体分析--中国期刊网

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200吨污泥储存液压系统电气故障检修的总体分析

发表时间：2020/11/30 来源：《基层建设》2020年第22期作者：曾志泉

[导读] 摘要：200吨脱水污泥输送与储存系统因液压部分故障而不能使用，根据液压部分出现故障判断可能出现的部位和部件，然后进行检查，结果查出SHW滑架输送控制回路固态继电器开路损坏，因固态继电器无电源输出而引起电磁阀不动作，油路液压油无法进入液压缸，油压过低而报警，导致系统全部停止运行，影响污水厂的正常生产。

        广州科学城水务投资集团有限公司
        摘要：200吨脱水污泥输送与储存系统因液压部分故障而不能使用，根据液压部分出现故障判断可能出现的部位和部件，然后进行检查，结果查出SHW滑架输送控制回路固态继电器开路损坏，因固态继电器无电源输出而引起电磁阀不动作，油路液压油无法进入液压缸，油压过低而报警，导致系统全部停止运行，影响污水厂的正常生产。通过更换该固态继电器使电气部分故障消除，从而使液压油路恢复正常，污泥输又能正常运转。
        关键词：传感器；固态继电器；液压缸；油路；电磁阀
        200吨脱水污泥输送系统是由德国ABLE公司生产，全套系统PLC自动控制，由香港ATAL工程有限公司安装。由于各种原因，有较多的资料都不齐全，只有在安装时取得英语标注电气控制图1份，液压控制原理图1份，其中电气PLC控制I／O及梯形图都不齐全，尝试用计算机接入查看，但设置密码与计算机型号根本无法获取更多的资料，给维修人员带来一定的困难，由于控制电器原理图分页较多，现在只提供故障部分的电器控制原理图及电柜连接图片。（图片1为此系统机械与电气元件组成、后面是机械液压原理图与电气元件控制连接线路）。
        1.故障现象：电源启动后，CPU检测装置显示正常，主液压泵启动正常，20秒后报警，显示屏显示GENERAL EROOR（LOW OIL PLESSURE FOR PUNP SCREW FEEDER AND SLIDMG FRAME BG BNKEN PIPE OR HOSE P－001、P－002）通过翻译出为油路破裂，压力降低，致使输送污泥系统不能正常使用，污泥不能外运，需检修。
        2.故障分析：此系统由200KW电动机带动两台高压油泵（采用软启动）和55KW电动机带动三台高压油泵（采用软启动），11KW电机经减速箱带动卸料螺旋（采用变频启动）。系统可手动/自动控制，手动则不采用（因为使用太多电磁阀换向频繁），自动控制由PLC控制，下面是此系统的控制系统图：

下表是这套系统的结构、性能及参数：

自动控制流程如下；当AUTO START自动启动活塞泵后：

        1）、液压动力包先启动，
        2）、三秒后长距离污泥活塞式输送泵启动（吸泥），
        3）、三秒后污泥活塞式双轴螺旋喂料器启动（送泥），
        4）、料仓泄泥闸板阀打开，
        5）、污泥储料仓滑动架启动（来回时间约70秒送泥），
        6）、污泥储料仓卸料螺旋启动，（喂料）
        7）、污泥管道注膜泵1-1，1-2，1-3，因过压启动，
        8）、当污泥储料仓泥位回落到泥位3%系统自动停止。
        以上各部分程序内电器互相连锁，无论是手动/自动控制只要某一步骤出现故障（包括管道泄漏及电器控制原件损坏），液压动力包都停止工作，保护电动机。根据出现显示信息故障分析第一：内部故障（程序出错），由于动力包电机、卸料螺旋电机都可以启动，程序应该没问题。第二：外部故障（电器原件损坏，管道破裂，机械故障），由于故障与压力有关，着重检查与压力有关的管道、阀门和电气控制回路上的电气控制元件。

3.检查过程和维修过程：首先检查各管道及管道连接弯头连接处是否泄漏液压油（曾经有接头处泄漏液压油和导致系统停机），通过检查管道是正常的，故障点可能是机械部分的油泵或电路PLC输入输出点、电磁阀、线路连接或者某一电器原件损坏导致管路油压达不到额定压力而使某不部分不动作，而故障报警。所以，检查液压泵以及与液压运行有关的油路控制原件及二次线路，将控制面板调至手动状态，由于动力液压包可以启动，说明200KW（其主要控制长距离污泥活塞式输送泵，电动机采用软启动）和55KW（其主要控制活塞式双轴螺旋喂料器、料仓泄泥闸板阀、储料仓滑动架，电动机同样采用软启动）液压油泵是正常（装有指针压力表和压力传感器），管道的压力也正常，而11 KW卸料螺旋则由变频启动（采用链传动），检查电压，启动电流，指示灯正常。再由启动步骤检查与液压传动有关的回路（2、3、4、5）上的各个环节，按钮启动长距离污泥活塞泵（液压驱动）通过各个电磁阀通断控制，油路压力正常，电路正常、指示灯亮，液压杆可以来回动作，液压缸吸泥、出泥说明步骤2从内部程序到外部的机械及电气元件都是正常工作。按钮启动活塞式双轴螺旋喂料器（由液压马达驱动）通过各个电磁阀通断控制，油路压力正常，电路正常、指示灯亮，螺旋正反向工作，喂料，说明步骤3从内部程序到外部的机械及电气元件都是正常，步骤3也是正常工作。又按钮启动料仓泄泥闸板阀液压驱动，位移传感器（也称接近开关）有输入输出信号，电磁阀动作，油路压力正常电路也正常，指示灯亮，闸板阀门可以打开，步骤4也正常工作。与液压驱动的有关部分只剩步骤5污泥储料仓滑动架，而控制面板上没有手动按钮及指示灯控制滑动架。通过查看图纸电路走向控制原件及有关资料才找到手动控制原来在显示屏菜单里控制，（显示屏如右图）按显示屏菜单F2，输入密码0000←，进入下一级菜单F2（ON），F3（OFF），按下启动F2（ON）液压缸不动作，5秒后报警，初步断定故障部分应该出在滑动架油路管道上的电路控制原件上，因为此单元由液压传动通过以下元件组成（液压杆、液压缸、传感器、PLC输入输出点、电磁阀、电器元件、控制线连接）。

通过查看液压管道原理图及电器控制原理图，绘出以下简化的液压管道及电器控制图的原件组成（附图3）。从绘出的简化图可以看出按下显示屏启动按钮F2（ON）滑动架动作，当液压缸向左移动缸体碰到位移传感器ES1后，信号输入给PLC再由PLC输出信号给固态继电器1导通，来控制三位四通电磁阀，Y7得电，（液压动力包提供动力）液压油进入缸体左腔滑动架向右移动，缸体右腔液压油失去压力通过三位四通电磁阀回到油缸。当向右移动的缸体碰到位移传感器ES2后，固态继电器2导通，Y8得，滑动架又向右移动，循环往复工作。所以先断开电源开关检查三位四通电磁换向阀，手动用螺丝刀按下阀芯Y7、Y8阀芯可以复位证明阀体内部复位弹簧正常，进油及出油口正常，阀芯没被卡住，电磁阀芯应正常工作，再检查电池铁的线圈，用万能表电阻1×1K档量程，量出电阻值为0.6K，Y7、Y8的阻值相等。查看图纸断开控制回路端子X7：3和X7：4（Y7）。断开端子X7：5和X7：6（Y8）连接线分别接入外加直流电压24V，电磁阀Y7，Y8都可工作，换向平稳，故三位四通电磁换向阀是正常状态。通过万用表查电磁阀导线连接端子X7输出线路导通，故线路连接正常。其次检查位移传感器（也称接近开关）。它是一种属于金属感应的线性器件，根据原理接通电源后，在开关的感应面将产生一个交变磁场，当金属物体接近此感应面时，金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量，使振荡器输出幅度线性衰减，根据衰减量的变化来完成无接触检查物体的目的。目前我厂使用的传感器感应距离＜8mm，通DC24V电源，用金属片少于距离8mm接近传感器ES1表面，指示灯亮，同时通过输入信号线输入PLC模块4槽14灯亮，从而说明传感器ES1正常工作，用同样方法检查传感器ES2，输入PLC模块4槽15灯也亮，排除故障点在传感器处。再检查固态继电器，固态继电器英文名称为solicl，pelay简称SSR，属于一种开关性优良的新型无触点电子开关器件，其工作原理，输入端要求很少的控制电流，输出回路则利用可控硅或大功率品体管接通和断开负截电流。输入与输出之间采用电耦合，通断没有可动接触部件。广泛应用于工业自动装置，本系统使用德国生产的SSR，主要数据如下表：

        从附图3可知固态继电器输出入端电压是由PLC输出模块6槽9灯要亮即为输出，通电调手动起动液压泵控制，进入触摸屏菜单栏控制，单独运行储料仓滑架，按起动，由于故障前传感器ES1激压杆金属接触面已在4-5mm位置，少于8mm范围，信号已输入PLC控制模块4槽14灯亮3秒后输出点模块6槽9灯亮，同时用万用表直流50V档进行测量输入端电压固态继电器①表笔+接3+点表笔-接4点，则电压为DC24V，证明有输入电压。再测量输出端电压表笔+接固1+点，表笔一按端子X7：4点，此时发再无电压，系统报警。为了确定故障是出在固态继电器①上，断电后，拆下固态继电①，进行静态测量，用万用表档检查固态继电器①输入端的3+、4点，正向电阻值为8k，反向电阻值为无穷大，而输出端1+，2点正反向电阻值均为无穷大，则说明设固态继电器输出端已开路损坏。更换该固态继电器后，再进行手动试机运行，系统正常，再调至自动运行，系统正常，故障消除，结论固态继电器损坏而导致系统报警。
        4.总结经验：此系统从机械结构、电气元件和图纸看来是比较复杂，但是我们只要了解其原理和各部份功能，在维修过程中会事半功倍。像这种故障出现得是压力不够，我们就会去查机械部份，而不是先联想到是电气元件损坏导致系统不工作，当然现在是解决了故障，花得时间却太多了，所以在今后得工作中要学会更加细心去分析问题，这样会大大提高自己得技术水平。
        5.结束语：通过这次独立检修液压系统电气故障后，体会到自改革开放以来，科技术发展很快，从国外引进许多新技术、新设备，这套系统采用了机电结合知识，都是比较新型的技术，机械传动部分采用了液压、链、齿轮等传动，而电气方面侧用了软启，变频起动，自动控制则采用了PLC。而在图纸标示则全部使用专业英语单词表示对我们维修人员有一定的困难。所以作为一名新时期从事电气工作的技术人员，应当胜任新技术、新设备的工作，在学好本专业的基础理论前提下，还需要努力学习其它领域的科学技术知识，使自己知面更加广阔，这样才能适应新时期的要求，更好发挥本专业的作用。
        参考文献：
        [1]、秦曾大主编《电子技术》下册。
        [2]、黄坚主编《自动控制原理及其应用》。
        [3]、张万忠主编《可编程控制器应用技术》。
        [4]、邓星钟主编《机电传动控制》。
        [5]、俞启荣主编《液压传动》