李亚 王昊
北京起重运输机械设计研究院 北京东城 100007
摘要：在当前的情况下，生活垃圾在我们国家的垃圾总量当中占据了越来越高的比重，而生活垃圾的多样性也直接影响了对垃圾的批量处理方式。和工业废水废气不同，生活垃圾来源广泛，种类繁多，因此特定的处理方式对其效果并不好，所以一般来说我们采用的是批量整体处理。本文概述了垃圾抓斗起重机称量系统的故障，分析步骤，解决方法。
关键词： 垃圾抓斗起重机：称量系统： 传感器：编码器
前言
中国改革开放的20多年来，随着经济的高速发展和人民生活水平的迅速提高，城市生活垃圾产生量急剧增加。当前我国城市生活垃圾年产量已达到1.8亿吨以上，城市居民人均垃圾年产量为500kg左右，而且仍在以每年10%的速度增长。我们所采用的一般就是批量焚烧等方式。面对着如此大量的生活垃圾，目前全国主要采用生活垃圾焚烧发电的方式进行处理。利用生活垃圾焚烧发电，变废为宝，保护环境造福人类。垃圾抓斗起重机是垃圾焚烧电厂重要辅助设备，它的作用是对垃圾贮坑内的生活垃圾进行抓取、搅拌、分区堆酵，并将垃圾投入垃圾焚烧锅炉进行焚烧。垃圾抓斗起重机称量系统主要负责记录垃圾抓斗起重机的投料量，并对投料量进行数据管理。
1垃圾抓斗起重机称量系统的原理
垃圾抓斗起重机通过安装在起升卷筒端部的轴承座式传感器，把重量信号通过接线盒连接到信号变送器。信号通过信号变送器采用无线形式传输给称重显示仪表。称重显示仪表安装在起重机控制室内，每台吊车配置一台称重显示仪表，仪表接收到变送器传输的重量信号后，即时在仪表上显示出来，并提供去皮、标称等称重操作。
称量系统采集称量仪表的重量信号和PLC发送来的料口信号共同作用，记录下每次抓斗的投料量。
2垃圾抓斗起重机称量系统的故障的分析与解决方法
垃圾抓斗起重机称量系统的故障主要分为两部分：1称量仪表的重量信号系统的故障，2料口信号系统的故障。
2．1称量仪表的重量信号系统的故障及解决办法
2．1．1本系统是由垃圾抓斗起重机上的轴承座式传感器，信号变送发送器部分和控制室内的接收仪表三部分组成。
1轴承座式传感器 主要的作用是时刻采集抓斗的重量。
2行车上的信号变送发送器负责信号的采集、放大、处理和发送；
3控制仪表主要是对接收到的信号进行功能上的处理。
2．1．2通常仪表发生故障首先要看接收仪表所接受到信号变送发送器送过来的信号是否正常，具体观察方法为：
1在正常状态下按三次位移键然后按一次设定键后进来A6-4这个菜单（重量信号采样值）观察其数值的大小和变化情况。此数值是闪动的说明无线通信是好的，此数值在抓斗落地和抬起后有明显的变化且当抓斗抬起稳定后此数值也是稳定的说明系统正常，那只有对系统的零点和满值点分别在AA61和AA62里重新标定。
2如果在A6-4菜单中观察的重量信号采样值是0且不闪动说明信号变送发送器和仪表之间的通信出现故障；如果重量采样值是闪动的但数值为0.000或者是5.000说明信号变送发送器和仪表之间的通信是正常的，只是信号变送发送器里对重量传感器采集信号有故障或者传感器本身出现故障，此时要对信号变送发送器和传感器进行检查。具体操作如下
1、用万用表检查接线盒里传感器的供电电压V+和V-间的电压是否为10V。
2、传感器的供电电压正常后测量传感器的输出IN+和IN-空载时应该在几毫伏左右，如果很大说明传感器故障
3、传感器的供电电压和信号输出都正常后应该检查放大后的电压（脱掉信号变送发送器VA线和遥控器插头，测量VA端子对⊥）应该是2V以内。
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4 图-1为信号变送发送器的接线盒，负载对传感器标准化供电和对传感器的输出信号进行100倍放大，左右四个接线端子是连接传感器用的，该接线端子的V+～V-是给传感器供电电源，应该是稳定的DC10V。
5 IN+～IN-是传感器的输出信号，为毫伏级大小随传感器的负载而变化，空载时应该在2mv左右，重载时应该在10mv左右。中下端的这个5芯端子是用于连接信号发射器的，该端子的V+和V-对⊥应分别为+12V和-12V，所以端子的SC为接地线（屏蔽层）。
6（图-2）主要是负责对传感器放大的信号进行二次放大滤波和A/D转换，然后经CPU采集、处理，最终通过无线发射装置将数字信号发射给控制仪表。该图上的5芯端子应该和接线盒的5芯端子对应连接（两端子的GND和⊥是对应的）
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需要注意的是，编码器本体引出的屏蔽线必须与外接电缆的屏蔽层完好连接，并将屏蔽层与西门子PLC电源模块提供24V直流电的M端进行连接，以减少外部干扰带来的污染。编码器本体上的引线需要与铺设的多芯电缆连接后，再接到高速计数器模块上对应的端子，拆除前必须记录好接线的对应颜色和接线端子。从原理图中找到“编码器”与“高速计数器模块”图纸，在PLC处找到对应的高速计数器模块
2，观察计数器模块状态
需要判断编码器是否异常时，首先观察对应的高速计数器模块上CR与DIR这两个绿色指示灯。在编码器发生旋转时，会交替发出±24V的电平，这两个指示灯也会随之交替出现明灭。如果编码器旋转时，指示灯不发生变化，请转至第3步。
3，排除计数器模块问题
通常起重机上装有三个编码器，一般情况很少会发生全部失效的状况。因此在怀疑某个编码器异常时，不妨将异常与正常编码器的高速计数器模块上的接线端子进行互换（支持热插拔），然后再运行对应机构，看不同的编码器连接到同一个高速计数器上时运行是否正常。需要注意，测试的时候不要让起重机停在清零的位置上，通过触摸屏可以观察清零限位是否被压迫到。清零限位：起升——上限位，小车——后极限，大车——极限。通过这一步可以判断问题是否出在高速计数器模块上，如果高速计数器没问题，那么就需要从安装在现场的编码器本体和连接电缆上找问题。
4，获得正常的编码器变化情况
如果有备用的编码器本体，还可以先暂时拆下高速计数器上的编码器信号电缆线，将全新的计数器引线接到高速计数器模块上，手动旋转进行测试。将全新的编码器本体与引线接到高速计数器模块上进行测试，手动旋转一圈或两圈。查看触摸屏上的位置变化范围，并进行记录。需要注意，测试的时候不要让起重机停在清零的位置上，通过触摸屏可以观察清零限位是否被压迫到。清零限位：起升——上限位，小车——后极限，大车——极限。通过这一步可以判断问题是否出在高速计数器模块上，如果高速计数器没问题，那么就需要从安装在现场的编码器本体和连接电缆上找问题。
5，进入现场进行观察、测试
保留好使用全新编码器测试时的记录，以便用于对比已安装在起重机上的编码器旋转同样圈数时的变化数值。进入现场，检查编码器的安装情况。查看编码器是否在安装轴上松动、脱离，编码器与电缆的接线是否完好。如果从观察上感觉安装接线没有问题，请操作员配合操作使用不同的速度运行对应机构，维保人员应密切观察编码器是否打滑，停转等。在仍然不确定编码器正常的情况下，维保人员应将编码器从轴上拆卸（但不要拆除接线！），手动旋转一圈或两圈，同时询问操作员触摸屏上的位置变化范围，并进行记录对比。如果与先前新编码器实验得出的数值差异太大，维保人员应将整只编码器及引线拆下，带回到PLC前连接高速计数器模块进行测试。注意：连接电缆的24V和M这两根线的线头务必要做好相互绝缘处理，防止短路发生！其他线头应一一用胶布包好，相互间做好绝缘，并防止腐蚀，为排除线路问题做准备。
6，确定编码器本体是否有效
断开PLC电源，将编码器与高速计数器之间的连接电缆从计数器端子上拆除。将拆卸下的编码器本体与引线接到高速计数器模块后，上电进行测试。手动旋转一圈或两圈，查看触摸屏上的位置变化范围，并进行记录对比。通过这一步，可以判断是编码器本体有问题还是接的线路有问题。编码器有问题的话，就做好准备更换新编码器，但安装前仍需根据第七步的要求检查线路。
7，排除线路问题
断开PLC电源，将编码器与高速计数器之间的连接电缆从计数器端子上拆除。使用万用表测试各个导线之间，各导线与屏蔽层之间是否有短路情况，以防发生因为线路原因致使编码器损坏的情况！
8，安装新编码器
根据第1步中记录的接线颜色与对应端子将线路恢复，并将正常的编码器安装到起重机上。
结束语
以上为垃圾抓斗起重机称量系统的分析思路与排除步骤。当然有的时候排除故障并不是一帆风顺的，总会遇见一些特殊的情况，只要我们的思路是正确的，根据上面的步骤就一定能够解决故障。
参看文献
1 GB/T3811-2008 起重机设计规范
2裘为章 实用起重机电气技术手册 机械工业出版社