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山西背沟煤业有限公司 山西背沟煤业有限公司JTDK-PC电控系统故障判断与排除基本方法 主要介绍绞车电控的基本操作故障排除 编辑者：季郎雪 一、引言矿井提升机是矿井生产的重要环节，是矿井的咽喉，为保证矿井生产和人员的安全，提升系统必须安全可靠运行。目前，PLC控制技术在矿井提升机电控系统中得到了广泛的推广与应用，逐步取代了以往的TKD等老电控系统。可编程序控制器的采用，简化了系统的设计，但也相应的对维修人员提高了要求。本文以JTDK-PC电控系统的常见故障的分析方法进行探讨。二、JTDK-PC电控系统故障判断基本方法JTDK-PC电控系统运行中出现的故障一般是由于外部各传感器和控制开关引起的，PLC内部程序在调试正常后发生的故障概率很小。因此在查找故障时，首先观察PLC 各输入端是否正常，指示不正常就检查有关外部设备。如果各外部设备指示正常还有问题，再通过编程器调出相应程序块查找，根据梯形图分析再作处理。但是，电气故障发生原因是复杂多变的，尤其JTDK电控系统已模块化，集成电路较多，分析判断故障时不如TKD老电控系统直观，对一些初次接触维修人员感觉无从下手。JTDK-PC电控系统为方便维修人员快速判断排除故障，特在主控台上设计安装了触摸式彩色显示屏，静、动态的显示了多种提升参数，包括安全回路中各种保护动作状态、外部设备输入状态、主控PLC与监控PLC通讯状况等。因此提升机出现电器故障后，维修人员应首先检查主控台状况与参数，并详细询问绞车司机发生故障时的现象与状况，以便正确判断故障原因，缩小故障范围。以往一些有经验的维修人员，在提升机发生电器故障后，先不急于检查电控系统而是先向绞车司机询问故障发生时的状态，绞车运行什么状态，安全继电器AC动作与否等等，就是在判断故障寻找故障切入点，缩小故障范围。三、JTDK-PC电控系统电控常见故障的原因分析与判断方法1、运行中常见的施闸立即停车故障：高压电源故障：高压电源柜由于网络电压低，造成低压保护装置动作，高压柜跳闸。主控台PLC检测到无高压返回信号，动作安全继电器AC，使提升机安全制动。故障状态为：主控台前面板AC1、AC2、AC3三只安全状态指示灯全不指示，可由主控台上故障显示栏目中查出。深指失效故障：深指器传动轴损坏或传动装置失效；更换。装设于深指器传动器霍尔件元与磁钢距离太远，丢失深指同步信号，调整距离处理。等速过速故障：（1）提升机带重物全速下放，造成提升机过速。（2）装设于快速轴或深指器上轴编码器损坏，不能正常输出脉冲信号，PLC检测过速，此类故障发生时，往往伴随着主控PLC与监控PLC显示的提升行程值误差较大，而被PLC检测为滑绳故障。轴编码器发生故障时，较难判别。主控机PLC采集快速轴轴编码器数据，监控机采集深指器轴编码器数据，可用手持式编程器监视主控机PLC速度数据寄存器和监控机PLC速度数据寄存器等速运行的当前值，由数值异常的速度数据寄存器判别是主控机PLC的轴编码器损坏还是监控机PLC轴编码器损坏。可由主控台显示屏故障显示栏目中查出。减速段超速故障：（1）制动器闸瓦间隙大不均匀，制动力矩不够，造成减速段过速，调整闸间隙。（2）电制动装置有故障，动力制动或低频接触器不吸合，投不上制动电源，造成过速。此类故障可能过观察主控台上电制动电源来判断。（3）可调闸模块输出跟随性差。可调闸模快共输出两路电流，一路控制液压站电液调压装置，另一路控制动力制动柜或低频柜电源柜。可更换一块新可调闸模快进行判断。主控机PLC或监控机PLC输入端子无信号故障、此类故障发生时，PLC输入端子状态指示全不指示，PLC故障指示灯不断闪烁，主要由以下两种原因：（1）PLC输入端了外部引线接地。此类故障发生后，PLC进入自动保护，禁止输入信号，输出全部封锁，程序停止运行。可首先拆除全部PLC输入端子的外部引线，然后逐步压接输入端子外部引线，压接一根引线与公共端COM短接一次，观察相应输入端指示灯状况，亮说明该输入端子引线未接地，不亮说明该输入端子外部引线接地，查找接地原因或更换控制线路。（2）强电串入输入端子。由于PLC输入端信号为本身提供DC24V直流电源，强电串入会直接损坏PLC，因此，该电控在设计时，在主控机PLC和监控机的输入COM端子外部引线中分别串接了一个限流器，防止强电强电损坏PLC。所以强电串入后，首先烧坏限流器，使输入端子全部禁止。此类故障发生时，应首先检查输入端子外部引线，切不可盲目短接甩掉限流器而致使PLC损坏影响矿井正常提升。防范措施：（1）、定期检查PLC输入端子外部引线绝缘情况。（2）、对主控台内部卫生定期清扫，防止因灰尘而引起强电串入PLC。（3）、主控台接线端子排线号不明了不可盲目短接。通讯故障：JTDK-PC电控系统为简化主控台与外围设备之间的连接线路，在主控台、调速柜与换向柜之间采用RS485串行通讯进行数据传输。以主控台主控机PLC为主站，主控台监控机PLC、调速柜控制PLC与换向柜控制PLC为从站建立一个通讯网络。如果主控台显示屏显示通讯故障，可用编程器监测主控PLC内部特殊标志继电器M8183、M8184、M8185、M8186常开接点状态，常开接点闭合说明通讯故障。：M8183代表主控机PLC通讯故障， M8184代表监控机PLC通讯故障，M8185代表换向柜控制PLC通讯故障，M8186代表调速柜控制PLC通讯故障。常见通讯故障有以下原因：（1）485-BD通讯适配器损坏。更换处理。（2）485-BD通讯适配器接线端子松动或通讯芯线脱落。重新压接处理。（3）电源不稳定或调速柜与换向柜控制电源线路内保险松动。2、换向回路常见故障：首先要准确判断是换向器本身故障还是换向回路闭锁故障，直接用编程器监测主控机PLC内部辅助继电器M128是否吸合，M128是换向条件继电器，只有M128吸合才允许换向器吸合。如M128断开说明是外部输入闭锁信号引起；M128吸合说明是换向器本身故障引起。（1）、不具备换向条件的主要原因A、 信号继电器Y17不吸合，主要由于井口闭锁信号所致。B、 润滑油过欠压C、 安全继电器AC返回常开接点接触不良。（2）换向器本身故障A、 换向器线圈损坏。B、 换向器控制回路引线或整流器损坏。（3）、主令控制器轴编码器故障：此类故障不易发生，检查换向条件具备和换向器本身无故障后，用编程器监测监控机PLC高速计数器C253当前值，前推或后拉主令控制器如高速计数器C253无显示数值，说明轴编码器已损坏或主令控制器与轴编码器联轴节损坏。3、调速柜常见故障：（1）、故障原因及处理步骤：调速柜外围控制元件较少，故障率较低。JTDK-PC电控系统调速柜为晶闸管装置，一旦发生故障，大多是由于晶闸管短路或断路造成。由于8JC晶闸管导通时间最长，所以最容易损坏。8JC晶闸管短路时，与主电动机转子引线开路、加速电阻接地相似，电动机刚一送电，高压电源柜即过流跳闸，容易被误判断为电动机转子引线开路和加速电阻接地。发生此类故障时，在排除电动机和加速电阻无故障后，可把58JC引线拆除固定好，进行电动机试送电，如高压电源柜不跳闸，说明14JC晶闸管无问题，可先把5JC引线压接上，再进行电动机试送电，高压电源柜不跳闸，说明5JC晶闸管无问题。按这个步骤逐步试验68JC，对查出坏晶闸管进行更换。（2）、防范措施：A、 加强通风散热，晶闸管损坏大多由于过热引起，而JTDK-PC电控系统调速柜散热风机是由加装在晶闸管散热片上的温控元件控制，在使用中发现效果不甚理想，可改接成长期运转。B、 购买晶闸管配件试时，一定选择优质产品。提升任务较繁重的矿井，建议23年更换一次8JC晶闸管一：开车准备 系统送电：先低压电源，后高压电源 1.合+L柜进线开关 2.合+L柜“操作电源”、“液压站电源”、“润滑站电源”，合动力制动柜电源空气开关。 3.旋转操作台“操作电源”钥匙，各仪表指示灯有显示。 4.开上位监控（不是必须的）。 5.+K柜内电源，看电源指示是否正常。 二：开车条件 1.“软件安全回路”灯应亮，不亮时可按“故障清除”按钮，若没有故障，“软件安全回路”灯和“硬件安全回路”灯应被点亮；若“软件安全回路”灯亮而“硬件安全回路”灯不亮。应检查+K柜的断路器是否吸合，动力制动柜（+D）是否启动，“手把零位”灯是否亮。 2.启动液压泵和润滑泵：按“液压站启动”按钮和“润滑站启动”按钮，相应指示灯应被点亮，可听到泵运转的声音。 3.检查转换开关：“正常/调绳”一定要指向左位1号位；“正/负力”一般指左位1号位，及选择正力；“正常/验绳” 在启动变井深之前要指向左位1号位，启动变井深之后应该指向右位2号位；“过卷复位”开关一般指向正中位；“水平选择”开关，应该指向7号位。 4.检查指示灯：开车前“硬件安全回路”、“软件安全回路”、“手把零位”、“液压站工作”、“润滑站工作”灯必须被点亮。 5.选开车方向：根据需要按“选择正向”或“选择反向”按钮，相应“正向提升”或“反向提升”灯被点亮。 6.打开车信号：以上条件均满足时，可等待开车信号，当开车信号打来时，一般“开车信号”灯被点亮，可全速开车；当“进入减速”灯或“轻故障”灯亮时，可打上“二次信号”，信号打不上无法开闸，更无法开车。 三：开车方式 1、“正力/负力”开关打在左位，即选择正力，这时不管正反向都按正力开车，“正力/负力”开关打在中间位,开反向时，动力制动将不能自动投入，要用闸减速；“正力/负力”开关打在右位时，即选择负力，这时不管正反向都按负力开车，如果上提负载较重，可能造成减速过快甚至松绳，因此除非是空车一般不用这种方式。如果手动选择了负力，本次车开完后一定要将“正力/负力”开关放回左位。 2、减速段提升：若车未开到停车位停车，在开车前由于“进入减速”灯亮，故只能打上“二次信号”，此时司机应注意提升速度不能过高（这时电阻只能切一级），以闸配合主令，提升机以低速向选定方向继续提升至目标水平位置。 3、在高压运行中，无论正负力司机可脚踏（左脚）自整角机进行制动，脚踏时不要频繁“松/踏”，脚踏投入后，靠脚踏的轻重来调节速度。停车时要先拉回闸把再松脚。 4、下放重物时，可先选择反向，用脚踏自整角机，闸把离开零位，看“制动电流”达到电机额定电流时，推开闸把至全开闸，慢慢松脚制动电流减小，车慢慢启动，用脚控制速度进行下放。停车时要先拉回闸把再松脚。 四、操作台送停电顺序 当控制室内各电源合闸后，在操作台上先开钥匙开关，最后启动监控机电源。 需要停电时，先停止液压站、润滑站和动力制动，踩掉+K柜电源，再关监控程序，再关监控机电源，最后关钥匙开关。全面停电时，还要把+L柜、动力制动柜内所有空气开关停掉。送电原则是：从上一级开始，一级一级向下送；停电原则：从最下一级开始，一级一级向上停电。同时建议现场工控机电源最好系统控制电源分开，与照明电源可以共线。 二，常见故障的分析 1、现象：“软件安全回路”灯亮，“硬件安全回路”不亮，手柄在零位。 原因: 1、制动装置未启动；2、主回路断路器未合；3、井筒上或牌坊上的过卷开关动作；4手柄没在零位。5、“工作/调绳”开关是否在正常位，即左45度。若“软件安全回路”灯，“硬件安全回路”都不亮，先按一下操作台上的“故障解除”按钮，若还不行，应打开程序进入程序监视，找到安全回路继电器，看是哪个回路不通。在根据提示进行故障排除。 2、现象：开车条件具备，按方向推拉主令，送不上主回路，即电机带不上电。原因：首先看主令柜的主令正（反）向和正（反）转控制继电器是否都相应吸合，1）、若都吸合，a)、先测量这几个继电器的辅助触点的过线通断是否正常，如果没有问题，再对照原理图查柜间连接电缆。b)、若是+H柜内部的原因，首先要看各个接触器的整流桥是否是好的，如果整流桥是好的，看整流桥有没有220VAC输入，以及真空接触器的线圈是否烧毁。判断线圈的好坏主要是测量线圈的阻值是否正常。若线圈阻值正常，看一下接近开关是否损坏。正常情况下，接近开关的指示灯是在接触器动作时才亮，如果出现提前亮或接触器动作后还不亮那就是接近开关坏了或者位置装的不合适。以上测试可以将高压和动力制动都停掉，按换向柜的实验按钮进行测量。2）、若主令正（反）向不吸，可能是主令机构的转换开关损坏或者动作触点接触不好使，也有可能是操作台去主令柜的外部硬接线出线松动情况，这需要对照原理图去一步一步测3）、若主令正（反）向吸，正（反）转控制继电器不吸，可能是（1）、工作闸继电器未吸（吸合条件是安全回路通、有信号和方向、闸手柄离开零位、液压站启动、润滑站启动）；（2）、是否有信号和方向。(3)、看主令正（反）向进PLC的指灯（X043，X044）亮了没有。以上可以在程序里监视Y005正转控制与Y006反转控制继电器在挂正向或反向时是否对应接通。若能对应接通，那肯定是去继电器线圈的线有问题。如果从程序里监视到在挂换向时Y005或Y006不能带电，那就在程序里查找为什么不能带电。 3、现象:开车条件具备，按方向推拉主令，能送上主回路电源，但送上后2秒安全回路断了。原因:这是软件的高压未吸故障，主要是正（反）向接触器的辅助常开点没闭合好或反馈触点去主令柜的外部连接线没有接好。检查+K柜的主接触器的辅助常开触点是否吸合，以及处点是否闭合的好。 4、现象:在投动力制动时，投电制动灯未亮，安全回路断了。原因: 主要是+H柜里动力制动接触器没有吸合，或动力制动的接触器的辅助常开点没闭合好。若接触器未吸，检查主令柜的KA2.4制动控制是否吸合，只要脚踏已离开零位KA2.4就应该吸，再量+H柜内制动接触器线圈有没有电压，以区分是+H柜的内部或是外部的原因。再按图查线路。 5、现象：能开车，当刚一开，车有速度以后，安全回路断。监控上报测速断线。原因：观察一下深度指示器的值和测速电压有没有变化，深度值没变化，是编码器有故障，看看是不是联轴节断了还是编码器的连接线有问题。没有测速电压是测速机有问题。看看励磁电流是不是有。有就不是励磁的原因，是测速机自身的原因. 6、电阻不能切除 （1）在程序里监视切电阻回路，哪一级切不掉，就看哪一级回路。切一级至切第八级的PLC输出口依次是：Y10、Y11，Y12，Y13，Y14，Y15，Y16，Y17。找到哪个输出口的线圈，就可以监视哪一级切电阻回路。（2）还有一种情况就是看切电阻时电机电流是否太大，可以在程序里监视D2的值是否超过设定的吸合直。（3）另一种现象是操作台的切除电阻灯亮，而实际加速器没有动作，导致绞车速度开不起来（当然工作闸已全部敞开），检查转子柜的外部连接线，可控硅脉冲触发板电源指示是否正常以及有无1.5伏左右的触发电压。（4）如果刚开车时就不能切除八级电阻，那可能是减速开关坏了，可以先甩开坏的开关去主令柜的线，（当然程序里还有软减速开关）等换上好的开关后再接上线。如果刚开几米安全回路就跳了，报过速故障，那就是定点开关坏了，采取同样的处理方法。（5）操作台轻故障灯亮，司机可先不要按故障解除按钮，可以在程序里监视一下看是哪个地方报故障，主要有：油温高，润滑压力高，编码器超差，转子柜故障，弹簧疲劳等故障。可以一个一个故障查。 7，A，闸电流上不上：首先看操作是否正确，信号，方向，液压站，润滑站启动。其次在程序里监视D0（闸电流输入）的值是否跟随闸把变化，若无变化，且始终为0，则就检查角机输入输出到PLC模拟量口这段，（按图纸分段测量） 如有，再观察D4（闸电流输出）的值是否跟随闸把变化，如有，则就去主令柜检查SCJK-1模块的输出为多少（正常全敞闸为17.56左右）如无则为模块有问题，如输出电压正常，则就查找主令柜去液压站的外部硬接线。 B，如果制动手柄推到底，闸电流偏大，与正常使用值大很多，那首先将手柄推到最大位置，在SRJK-1模块上测VI21与VI22之间的电压是否在正常的40（交流）伏左右，如正常，在从程序里监视D4的输出数字是否在1600左右。如果正常，在测2DA模块的输出AO+，AO-之间的电压是否在8伏左右，如正常，再测SCJK-1的VO与GND之间的电压是否在17.55伏左右。如此电压正常可以调整“1#闸控”调整电阻或“2#闸控”调整电阻把毫安电流调到正常使用值即可。如果VO与GND之间的电压高出17.55伏甚至20多伏，可以调整RT2电阻，将电压调至正常值。 C一推制动手柄，闸电流就达到最大甚至超过正常直很多，可以先将手柄离开零位即可，在程序里监视D0与D4的数值是否只有几个或几十个，如是这个数值，说明进PLC的模拟量都没问题，在测2DA模块的输出AO+，AO-之间的电压是否也很小，如只有1伏左右，甚至更小，那此模块也没有问题，那肯定是SCJK-1接口板中的三极管坏了，须更换三极管或换整个模块。 8 主令柜内有两个安全回路监视接口板，此板将硬件安全回路分成八段，有八个指示灯进行监视。出现安全回路不通的故障时检查这两块接口板，哪个灯不亮从哪开始向下查，当然要参照原理图。 9 对高压开关柜的维护需详细说明，望培训人员认真作好笔记。 三：对电控系统的维护说明 1+K柜的维护，要定期打开检查，最好一周能检查两次，主要检查真空接触器的三个真空管的开距。主要是真空管下端的螺丝有无松动情况，以免造成挂换向时两相短路，烧毁真空管。还有辅助触点能否正常动作。再有一点就是正常开车时维护人员要经常去电控室走走看看，看有无异常情况。若打火，接触器动作声音异常，应立即通知司机停车，进行检查。 2、对主令柜和操作台主要是不要让灰尘太多，多时要吹一下。另外， 柜内有几个负荷大继电器，如主令正（反）向继电器，正（反）转控制继电器，要定期检查触点的情况。 3、要多注意电阻室电阻的温度，以及有无电阻片烧红的情况，如果温度过高，应用风扇进行降温。 4、若出现电网电压太高或太低，不要开车，要及时关掉电源以免损坏设备。 四特别注意事项 1关掉电源之前首先正常关闭上位监控系统； 2故障开车时某些保护功能不全，请谨慎使用； 3脚踏下放重物时应注意闸的配合；脚不要频繁的启停脚 踏。 4经常检查震动大的柜内端子及螺母是否松动； 5电控柜应按时清除灰尘。 五：交流控制PLC软件的简单使用与维护说明 1.首如何打开PLC编程软件并把程序进入与主PLC通讯状态： 先正常打开电脑，进入正常界面，鼠标左件双击“GX Developer” 三菱编程驱动软件，进入“MELSOFT系列GX Developer”界面，点击（以下“点击”都是指鼠标左件单击，“双击”指鼠标左件双击）工程菜单，在出现的下拉子菜单中点击“打开工程”菜单，在出现的“打开工程”对话框里双击“主PLC”即进入程序界面，此时打开的程序还没有与主PLC通讯上，在程序界面里上方两排工具栏里找到“监视（写入模式）”点击一下，在出现的“监视（写入模式）”对话框里，A：如果直接点击“确定”按扭，那么PLC会自动把你打开的程序与PLC内部的程序进行校验，看两个程序是否一样，如不一样，可能有人动过程序，则可以把原先备份的程序再重新写入主PLC。B：如果点击一下“对照PLC和GX Developer的编辑工程”然后再单击“确定”按扭，则PLC不进行校验，直接进入“监视（写入模式）”状态。此时打开的程序已经与主PLC处于通讯状态。可以监视整个安全回路。 2.如何把程序写入主PLC： 有时突然断电时两个PLC仍然处于运行状态，这样有可能造成PLC程序的丢失，或现场干扰太大，打开程序总是与主PLC通讯不上，或者以后PLC的存储卡的坏了，拔下存储卡，都需要把程序重新写入PLC。写入过程： A：首先把两个PLC都打到STOP状态，关掉“提 升监控”画面，进入程序界面， B：点击“在线”主菜单，在出现的下拉子菜单中，点击“PLC写入”菜单，在出现的“PLC写入”对话框中，单击“程序+参数”按扭，然后点击傍边的“执行”按扭，在出现的提示框里，点击“是”按扭。此时程序开始写入PLC。 C：待程序写完以后，把两个PLC都打到RUN状态，看两个PLC的运行灯闪跳后，说明两个PLC以处于通讯状态。到操作台上按一故障解除按扭，即可通安全回路。 3.如何打开和退出“提升监控”界面： A：首先进入桌面，双击“快捷方式提升监控V211b”图标即可马上进入“提升监控V211b”画面。 B：画面里的“系统状态”栏里共有十二个状态显示按扭，出现故障时显红色，正常工作是显绿色。不工作时处于自然状态。下面是各种曲线图，棕色为实际开车速度图，绿色为限速包络线，紫红色为定子电流，水红色为闸电压输出，蓝色为闸把给定。在“PLC故障一览表”共十四项保护，鼠标点击任何一个故障时，会自动弹出对这故障的解释。当PLC安全回路出现故障时，“PLC故障一览表”会自动弹出，并对所出现的故障显红色。此时就需要退出此界面，进入程序监视画面。 C：退出提升监控画面时，不可直接点击窗口右上角的“关闭”按扭，否则会直接关机。要退出，可以点击窗口上方“程序浏览”工具条，在出现的“输入口令”对话框里输入密码：MEDOC ，然后点击进入桌面按扭，即可退出此画面。 4.当绞车出现故障时： A：如果软件安全回路灯仍然亮，而硬件安全回路灯不亮，则说明软件没有问题而是硬件安全回路的问题，则需维护人员按照原理图的硬件安全回路线路图去参照主令柜的八个安全回路监视灯查找故障。 B：如果软