引言
沧州炼油厂炼油三部沥青车间现有年产十万吨道路沥青装置一套,车间配套有装车用桥式起重机两台,该桥式起重机是张家口起重机厂1979年10月生产,我厂1980年4月投用,经过20多年的使用,该设备已经非常陈旧,且随着近几年产量的增加,起重机使用频率增加,天车故障频发,沥青桥式起重机(又称天车)的电气维护一直是我们日常维护的一项重要工作,往往投入了大量的人力物力,还不能保证天车的正常使用,每年都消耗大量的材料费用。为解决该问题,2004年4月份我们组织了技术人员进行了qc攻关,经过比较决定采用施耐德公司生产的modicontsxnezaplc,代替原电路中的jt3-11/1时间继电器,改造后,经过两年的使用,效果良好。
1、控制电路的分析与改造
在桥式起重机电路中,故障发生比较多的是抓斗提升、张合部分的控制电路,抓斗提升、张合主电路如下:
图中,km11、km33、km22、km44分别是控制抓斗提升、张合的主接触器,km1~km6是切除电阻的接触器,kt1~kt6是时间继电器,时间继电器的作用是分级延时接触启动电阻,由于动作频繁所以故障频发。我们通过分析可以看出:1)由于时间继电器的型号是jt3-11/1-110v,因此工作回路是一个半波整流降压回路,要使jt3-11/1正常工作,该回路中的二极管、降压电阻、接触器辅助接点均应可靠工作;2)jt3-11/1型号的时间继电器的辅助接点导致电气故障经常发生的一个主要点,如机构故障、接点接触不良故障,检修起来非常烦琐;3)jt3-11/1的线圈本身也经常出现短路和断路故障;另外,在这部分控制电路中,切除电阻的接触器和时间继电器辅助触点相互控制,互为因果,电路比较复杂。我们通过以上分析可以看出:无论哪一点出问题,都会导致抓斗电动机直接起动,使电机的起动转矩大大下降,如果发现不及时,极易烧坏电机。
施耐德公司生产的modicontsxnezaplc功能比较丰富,容易使用且工作可靠,cpu单元具有12点输入和8点输出的20点i/o的基本结构,可根据需要最多连接3个扩展模块扩展至80个i/o点。根据原电路要求,我们用两个modicontsxnezaplc更换了六个时间继电器,用plc的输出节点对km1~km6接触器进行控制。改造后的原理图如下:
图一modicontsxnezaplc的电源回路:
图二modicontsxnezaplc的输出回路:
由于modicontsxnezaplc一接通电源就运行其中的程序,因此通过抓斗主接触器来控制nezaplc是否运行。我们对nezaplc进行了编程,使其输出节点依据设定的延时时间依次导通,达到原电路的动作要求。考虑到nezaplc的安全运行,我们实测了接触器(cj12-100)线圈的实际工作电流是0.7a,为了防止线圈烧毁而损坏继电器的输出接点,该接点的额定电流是2a,在输出回路中串联了一个2a的保险管,保障该回路的接点不致被损坏。
2、抗干扰措施
由于plc的安装地点是在桥式起重机的电气控制箱上,处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高plc控制系统可靠性,一方面要求plc生产厂家提高设备的抗干扰能力;另一方面,要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能。
对此,我们采用了以下对策:
1、采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰
在plc控制系统中,电源占有极重要的地位。电网干扰窜入plc控制系统主要通过plc系统的供电电源(如cpu电源、i/o电源)等进入的。对于给plc系统供电的电源,我们采用隔离性能较好电源。
2、电缆选择的铺设
为了减少动力电缆辐射的电磁干扰,我们选用了屏蔽电缆。在工程中,采用铜带铠装屏蔽电力电缆,可以大大降低动力线产生的电磁干扰,使工程取得满意的效果。
不同类型的信号分别由不同电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层铺设,严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号;避免信号线与动力电缆靠近平行铺设,以减少电磁干扰。
3、结论与效果
我们改造后的电路简单,使用可靠,维护方便,从2004年6月份投用以来,两部桥式起重机的改造电路故障率为零,节省了大量人力物力,降低了劳动强度,并且每年可节约几万元的材料消耗,解决了多年沥青桥式起重机电气部分频繁故障的一个重大难题。