1 前言 PLC在輪胎業(yè)中已基本推廣應(yīng)用,但從應(yīng)用開(kāi)發(fā)的深度和廣度來(lái)看,一般還是取代繼電邏輯控制及開(kāi)關(guān)量問(wèn)題,對(duì)中等復(fù)雜系統(tǒng)以上的控制系統(tǒng),1臺(tái)PLC總還有20%～30%的富余軟件。為此,對(duì)可編程序控制器富余軟件的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,也是設(shè)計(jì)人員必須探討研究的,這對(duì)進(jìn)一步充分發(fā)揮PLC在輪胎生產(chǎn)自動(dòng)化中的作用,更具有一定的實(shí)用意義。 2 交流異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障分析 　在輪胎生產(chǎn)過(guò)程中,電機(jī)的損壞情況經(jīng)常發(fā)生,輪胎廠一年總有幾十只、多達(dá)上百只電機(jī)損壞,影響了輪胎的質(zhì)量和產(chǎn)量,給企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)幾年來(lái)的使用情況,分析其原因,多系保護(hù)措施不當(dāng)。主要有環(huán)境條件、線路故障、負(fù)載條件、電壓高低、操作使用、維修水平和電機(jī)自身質(zhì)量等原因造成的,現(xiàn)對(duì)上述原因作簡(jiǎn)要分析。 　?。?）環(huán)境條件 　　環(huán)境對(duì)電機(jī)的正常運(yùn)行起著十分重要的作用,電機(jī)在極限溫度下達(dá)不到熱平衡時(shí),會(huì)因嚴(yán)重發(fā)熱而燒毀。在輪胎廠的內(nèi)胎硫化車間和外胎硫化車間,常用蒸汽和過(guò)熱水,夏季溫度比較高。而電機(jī)又安裝在蒸汽、過(guò)熱水的管路之間,這些管路的溫度在100°C以上,不僅溫度高,而且這些管路接口的泄漏很容易噴射到電機(jī)上,若不及時(shí)處理,將會(huì)使電機(jī)的絕緣受到不同程度的損壞。我廠用于雙模硫化機(jī)的電機(jī),每年都有5臺(tái)左右的電機(jī)因絕緣降低而損壞。又如,在胎面擠出生產(chǎn)線上,由于機(jī)頭上的蒸汽截止閥泄漏,泄漏出的蒸汽被主電機(jī)上的散熱風(fēng)機(jī)吸入主電機(jī),使55kW直流電機(jī)的整流子（換向器）短路,所以輪胎廠應(yīng)及時(shí)解決各管路的泄漏問(wèn)題。 　?。?）電壓高低 　　在某種情況下,電網(wǎng)電壓會(huì)出現(xiàn)過(guò)高過(guò)低的情況,在短時(shí)間內(nèi),電壓偏高偏低不會(huì)影響電機(jī)。但是,若電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間在低電壓下工作,由于銅耗增加,力矩降低,則電機(jī)會(huì)由于過(guò)載而燒毀;電壓過(guò)高,定子磁回路飽和,使電流劇增,導(dǎo)致電機(jī)燒毀。 　?。?）線路故障 　　三相交流異步電動(dòng)機(jī)在缺二相或三相時(shí),定子繞組里沒(méi)有形成閉合回路,即沒(méi)有電流,這時(shí)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)。電機(jī)的損壞主要是缺一相引起的,故對(duì)電機(jī)主回路接觸器及線路節(jié)點(diǎn)的定期檢修是十分必要的。要特別注意起動(dòng)后運(yùn)行中的電機(jī)斷相,一旦遇到這種情況,應(yīng)立即切斷電源,以保護(hù)電機(jī)。 　　（4）負(fù)載條件 　　對(duì)于造成電機(jī)超負(fù)載的原因,是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題,有重載起動(dòng),機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)中齒輪或銅套失油使電機(jī)超負(fù)載;也有操作者沒(méi)有按工藝要求操作使電機(jī)超負(fù)載,最終使電機(jī)設(shè)備損壞。 　?。?）電機(jī)質(zhì)量 　　對(duì)于由電機(jī)自身質(zhì)量而產(chǎn)生的故障,這主要靠電機(jī)制造廠和電機(jī)修理部門(mén),把好制造質(zhì)量和修理質(zhì)量,使電機(jī)各項(xiàng)性能達(dá)到技術(shù)要求,從而減少因此產(chǎn)生的故障。 　　3 熱繼電器保護(hù)性能的分析 　　熱繼電器是一種傳統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛的電機(jī)保護(hù)器,它是利用電流的熱效應(yīng)使雙金屬片受熱彎曲而推動(dòng)節(jié)點(diǎn),切斷控制電路,使電機(jī)停止運(yùn)行。但是,有些裝用熱繼電器的電控箱電機(jī)還是會(huì)損壞,我認(rèn)為不能各種場(chǎng)合一律使用熱繼電器作為電機(jī)的保護(hù)器,電機(jī)的保護(hù)應(yīng)根據(jù)電機(jī)在不同的使用場(chǎng)合而選用不同的保護(hù)方法,只有這樣才能從根本上解決電機(jī)的保護(hù)。例如,在輪胎簾布裁斷機(jī)中的供布電機(jī)、胎面擠出線的胎面切斷電機(jī)等,都是頻繁起動(dòng)制動(dòng)的電機(jī),在夏天比較容易發(fā)熱燒毀,對(duì)于這一類電機(jī),宜選用熱敏電阻的溫升保護(hù),其效果較為理想。若仍采用熱繼電器作保護(hù),由于它的頻繁起動(dòng),較大的起動(dòng)電流反復(fù)沖擊熱元件,使其性能變差,動(dòng)作偏離整定值。又如,胎面硫化中所用的熱水循環(huán)泵、冷卻水泵所用的電機(jī),鍋爐的引風(fēng)機(jī)電機(jī),鋼絲擠出生產(chǎn)線中鋼絲牽引電機(jī),都是一類長(zhǎng)期運(yùn)行的電機(jī),由于加熱元件長(zhǎng)期處于熱狀態(tài)下,同樣會(huì)使熱元件的性能發(fā)生變化,使動(dòng)作值偏離整定值。熱繼電器要及時(shí)準(zhǔn)確地動(dòng)作,就需要定期整定,這對(duì)輪胎廠來(lái)說(shuō)也是一件較繁瑣的事。所以對(duì)長(zhǎng)期工作的電機(jī)采用電子保護(hù)器較為理想。從我廠的電機(jī)損壞情況來(lái)看,有80%以上都是由于熱繼電器沒(méi)動(dòng)作造成。根據(jù)對(duì)上述情況的分析,熱繼電器已不是理想的電機(jī)保護(hù)器。 　　4 富余軟件的電機(jī)保護(hù)器 　　4.1 電機(jī)保護(hù)器采集工作原理 　　信號(hào)取于電機(jī)互感器的二次回路,經(jīng)橋式整流及電容濾波后,在R2上取得電壓,晶體管T1的基極和發(fā)射極加以正向電壓,當(dāng)電機(jī)正常工作或1.1倍額定電流時(shí),調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)電阻,使晶體三極管Ib、Ube、Ic均很小,晶體三極管截止,R4上的電很低,可控硅截止,R7上的輸出電壓大約為零。在電機(jī)過(guò)流或短路時(shí),使晶體管導(dǎo)通,觸發(fā)可控硅導(dǎo)通,在R7上輸出-個(gè)高電平去PLC輸入點(diǎn),以控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。圖1為電機(jī)保護(hù)器信號(hào)采集原理圖。 　　4.2 電機(jī)保護(hù)器應(yīng)用梯形圖 　　電機(jī)保護(hù)器程序梯形圖如圖2所示。圖2中采用了日本0MRON的C200H可編程控器地址分配號(hào),按起動(dòng)按鈕00300,經(jīng)過(guò)常閉節(jié)點(diǎn)TIM509、00301,使1000 ON自保,電機(jī)起動(dòng),同時(shí)3205內(nèi)部繼電器和定時(shí)器TIM509 0N自保。當(dāng)定時(shí)器TIM509常閉延時(shí)節(jié)點(diǎn)OFF時(shí),電機(jī)起動(dòng)時(shí)間完成,電機(jī)進(jìn)入自動(dòng)保護(hù)工作狀態(tài),當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)過(guò)流或短路時(shí),輸入點(diǎn)X00400 0N→3206 0N,1000回路中的3206常閉節(jié)點(diǎn)OFF→1000輸出繼電器OFF,電機(jī)停止工作。如果在起動(dòng)時(shí)就有短路故障,電流大于電機(jī)起動(dòng)電流,此時(shí)00401 0N→3207 0N→1000輸出繼電器0FF,電機(jī)即停止工作。采用PLC對(duì)電機(jī)進(jìn)行缺相、過(guò)流、短路保護(hù),取消了電流繼電器,簡(jiǎn)化了電動(dòng)機(jī)主回路,提高了電機(jī)保護(hù)的可靠性。 　　5 直流電機(jī)的主要故障和故障原因及解決方法 　?。?）直流電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng) 　　直流電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)的原因及解決方法原因解決方法 　　原 因 解 決 方 法 　　線路中斷 檢查線路是否完好，起動(dòng)器接線是否正確，保險(xiǎn)絲是否熔斷，勵(lì)磁欠壓繼電器是否動(dòng)作。 起動(dòng)時(shí)負(fù)載過(guò)重 減去部份負(fù)載 電刷接觸不良 檢查刷握彈簧是否松弛 串激繞組接反 按正確接線圖接線 線路電壓太低 用萬(wàn)用表測(cè)電壓，提高電壓后在起動(dòng) 軸承損壞或有雜物卡死 停車后，調(diào)換軸承，排除雜物 （2）電刷火花過(guò)大 電刷火花過(guò)大的原因及解決方法原因解決方法 原 因 解 決 方 法 電刷與換向器接觸不良 或電刷磨損過(guò)短 研磨電刷接觸面,更換新電刷 電刷上彈簧壓力不均勻 適當(dāng)調(diào)整彈簧壓力,使每個(gè)電刷壓力 保持在1.47×104～2.45×104Pa, 也可憑手上的感覺(jué) 刷握松動(dòng) 將刷握螺栓固緊,使刷 握和換向器表面平行 刷握離換向器表面距離過(guò)大 調(diào)整刷握至換向器距離, 一般為2～3mm 電刷牌號(hào)不符合要求 更換原來(lái)牌號(hào) 電刷與刷握配合不當(dāng) 不能過(guò)緊或過(guò)松,保證在熱態(tài)時(shí), 電刷在刷握中能自由滑動(dòng), 過(guò)緊可用砂紙將電刷適當(dāng)砂 去一些,過(guò)松的要調(diào)換新電刷 換向器片間云母未拉凈 用手拉刀刻去剩余云母 換向器片間云母突出 精車換向器 刷架中心位置不對(duì) 移動(dòng)刷架座,選擇火花最好位置 電機(jī)長(zhǎng)期超負(fù)載 調(diào)整負(fù)載,在額定負(fù)載內(nèi) 換向極線圈短路 重新繞制線圈 電樞繞組斷路 拆開(kāi)電機(jī),檢查電樞繞組,用毫伏表找出 斷路處,若不能焊接將重繞 電樞繞組短路或換向器斷路 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),換向器刷握下火, 電樞發(fā)熱,應(yīng)檢查云母槽中有無(wú)銅屑, 或用毫伏表測(cè)換向片間電壓降, 檢查出繞組短路處 電壓過(guò)高 調(diào)整外加電壓到額定值 換向極引出線接反 簾動(dòng)機(jī)在負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速稍慢并出火, 應(yīng)調(diào)換和刷桿相聯(lián)接的兩線頭 （3）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不正常 原 因 解 決 方 法 勵(lì)磁繞組回路開(kāi)路， 檢查磁場(chǎng)線圈聯(lián)接是否良好， 勵(lì)磁電壓過(guò)低 接錯(cuò)磁場(chǎng)線圈或調(diào)速器內(nèi)部是否斷路， 勵(lì)磁欠壓繼電器是否動(dòng)作， 勵(lì)磁電壓是否正常 電刷不在正常位置 按所刻記號(hào)調(diào)整刷桿座位置 電樞及磁場(chǎng)線圈短路 檢查換向器表面及接頭片是否有短 路，測(cè)量磁場(chǎng)線圈每極直流電阻是否一樣 外加電壓過(guò)高或過(guò)低 用萬(wàn)用表測(cè)量， 將電壓調(diào)整到允許范圍內(nèi)