1 前言 PLC在輪胎業(yè)中已基本推廣應(yīng)用,但從應(yīng)用開發(fā)的深度和廣度來看,一般還是取代繼電邏輯控制及開關(guān)量問題,對中等復(fù)雜系統(tǒng)以上的控制系統(tǒng),1臺PLC總還有20%～30%的富余軟件。為此,對可編程序控制器富余軟件的開發(fā)應(yīng)用,也是設(shè)計人員必須探討研究的,這對進一步充分發(fā)揮PLC在輪胎生產(chǎn)自動化中的作用,更具有一定的實用意義。 2 交流異步電動機常見故障分析 　在輪胎生產(chǎn)過程中,電機的損壞情況經(jīng)常發(fā)生,輪胎廠一年總有幾十只、多達上百只電機損壞,影響了輪胎的質(zhì)量和產(chǎn)量,給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟損失。根據(jù)幾年來的使用情況,分析其原因,多系保護措施不當(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、維修水平和電機自身質(zhì)量等原因造成的,現(xiàn)對上述原因作簡要分析。 　?。?）環(huán)境條件 　　環(huán)境對電機的正常運行起著十分重要的作用,電機在極限溫度下達不到熱平衡時,會因嚴(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,常用蒸汽和過熱水,夏季溫度比較高。而電機又安裝在蒸汽、過熱水的管路之間,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上,若不及時處理,將會使電機的絕緣受到不同程度的損壞。我廠用于雙模硫化機的電機,每年都有5臺左右的電機因絕緣降低而損壞。又如,在胎面擠出生產(chǎn)線上,由于機頭上的蒸汽截止閥泄漏,泄漏出的蒸汽被主電機上的散熱風(fēng)機吸入主電機,使55kW直流電機的整流子（換向器）短路,所以輪胎廠應(yīng)及時解決各管路的泄漏問題。 　?。?）電壓高低 　　在某種情況下,電網(wǎng)電壓會出現(xiàn)過高過低的情況,在短時間內(nèi),電壓偏高偏低不會影響電機。但是,若電機長時間在低電壓下工作,由于銅耗增加,力矩降低,則電機會由于過載而燒毀;電壓過高,定子磁回路飽和,使電流劇增,導(dǎo)致電機燒毀。 　　（3）線路故障 　　三相交流異步電動機在缺二相或三相時,定子繞組里沒有形成閉合回路,即沒有電流,這時電機不旋轉(zhuǎn)。電機的損壞主要是缺一相引起的,故對電機主回路接觸器及線路節(jié)點的定期檢修是十分必要的。要特別注意起動后運行中的電機斷相,一旦遇到這種情況,應(yīng)立即切斷電源,以保護電機。 　?。?）負(fù)載條件 　　對于造成電機超負(fù)載的原因,是一個比較復(fù)雜的問題,有重載起動,機械轉(zhuǎn)動中齒輪或銅套失油使電機超負(fù)載;也有操作者沒有按工藝要求操作使電機超負(fù)載,最終使電機設(shè)備損壞。 　?。?）電機質(zhì)量 　　對于由電機自身質(zhì)量而產(chǎn)生的故障,這主要靠電機制造廠和電機修理部門,把好制造質(zhì)量和修理質(zhì)量,使電機各項性能達到技術(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)用最為廣泛的電機保護器,它是利用電流的熱效應(yīng)使雙金屬片受熱彎曲而推動節(jié)點,切斷控制電路,使電機停止運行。但是,有些裝用熱繼電器的電控箱電機還是會損壞,我認(rèn)為不能各種場合一律使用熱繼電器作為電機的保護器,電機的保護應(yīng)根據(jù)電機在不同的使用場合而選用不同的保護方法,只有這樣才能從根本上解決電機的保護。例如,在輪胎簾布裁斷機中的供布電機、胎面擠出線的胎面切斷電機等,都是頻繁起動制動的電機,在夏天比較容易發(fā)熱燒毀,對于這一類電機,宜選用熱敏電阻的溫升保護,其效果較為理想。若仍采用熱繼電器作保護,由于它的頻繁起動,較大的起動電流反復(fù)沖擊熱元件,使其性能變差,動作偏離整定值。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,鍋爐的引風(fēng)機電機,鋼絲擠出生產(chǎn)線中鋼絲牽引電機,都是一類長期運行的電機,由于加熱元件長期處于熱狀態(tài)下,同樣會使熱元件的性能發(fā)生變化,使動作值偏離整定值。熱繼電器要及時準(zhǔn)確地動作,就需要定期整定,這對輪胎廠來說也是一件較繁瑣的事。所以對長期工作的電機采用電子保護器較為理想。從我廠的電機損壞情況來看,有80%以上都是由于熱繼電器沒動作造成。根據(jù)對上述情況的分析,熱繼電器已不是理想的電機保護器。 　　4 富余軟件的電機保護器 　　4.1 電機保護器采集工作原理 　　信號取于電機互感器的二次回路,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)電機正常工作或1.1倍額定電流時,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。在電機過流或短路時,使晶體管導(dǎo)通,觸發(fā)可控硅導(dǎo)通,在R7上輸出-個高電平去PLC輸入點,以控制電機的運行狀態(tài)。圖1為電機保護器信號采集原理圖。 　　4.2 電機保護器應(yīng)用梯形圖 　　電機保護器程序梯形圖如圖2所示。圖2中采用了日本0MRON的C200H可編程控器地址分配號,按起動按鈕00300,經(jīng)過常閉節(jié)點TIM509、00301,使1000 ON自保,電機起動,同時3205內(nèi)部繼電器和定時器TIM509 0N自保。當(dāng)定時器TIM509常閉延時節(jié)點OFF時,電機起動時間完成,電機進入自動保護工作狀態(tài),當(dāng)電機出現(xiàn)過流或短路時,輸入點X00400 0N→3206 0N,1000回路中的3206常閉節(jié)點OFF→1000輸出繼電器OFF,電機停止工作。如果在起動時就有短路故障,電流大于電機起動電流,此時00401 0N→3207 0N→1000輸出繼電器0FF,電機即停止工作。采用PLC對電機進行缺相、過流、短路保護,取消了電流繼電器,簡化了電動機主回路,提高了電機保護的可靠性。 　　5 直流電機的主要故障和故障原因及解決方法 　?。?）直流電動機不能啟動 　　直流電動機不能啟動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，起動器接線是否正確，保險絲是否熔斷，勵磁欠壓繼電器是否動作。 起動時負(fù)載過重 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 用萬用表測電壓，提高電壓后在起動 軸承損壞或有雜物卡死 停車后，調(diào)換軸承，排除雜物 （2）電刷火花過大 電刷火花過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,使每個電刷壓力 保持在1.47×104～2.45×104Pa, 也可憑手上的感覺 刷握松動 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大 調(diào)整刷握至換向器距離, 一般為2～3mm 電刷牌號不符合要求 更換原來牌號 電刷與刷握配合不當(dāng) 不能過緊或過松,保證在熱態(tài)時, 電刷在刷握中能自由滑動, 過緊可用砂紙將電刷適當(dāng)砂 去一些,過松的要調(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 移動刷架座,選擇火花最好位置 電機長期超負(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 拆開電機,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 電機運轉(zhuǎn)時,換向器刷握下火, 電樞發(fā)熱,應(yīng)檢查云母槽中有無銅屑, 或用毫伏表測換向片間電壓降, 檢查出繞組短路處 電壓過高 調(diào)整外加電壓到額定值 換向極引出線接反 簾動機在負(fù)載時轉(zhuǎn)速稍慢并出火, 應(yīng)調(diào)換和刷桿相聯(lián)接的兩線頭 （3）電動機轉(zhuǎn)速不正常 原 因 解 決 方 法 勵磁繞組回路開路， 檢查磁場線圈聯(lián)接是否良好， 勵磁電壓過低 接錯磁場線圈或調(diào)速器內(nèi)部是否斷路， 勵磁欠壓繼電器是否動作， 勵磁電壓是否正常 電刷不在正常位置 按所刻記號調(diào)整刷桿座位置 電樞及磁場線圈短路 檢查換向器表面及接頭片是否有短 路，測量磁場線圈每極直流電阻是否一樣 外加電壓過高或過低 用萬用表測量， 將電壓調(diào)整到允許范圍內(nèi)