空调机组除尘过滤器运动小车不逐隔停车故障分析处理

杨扬  汪华聪 魏天华

红塔烟草（集团）有限责任公司昭通卷烟厂  云南省昭通市昭阳区  657000

摘要：动力车间使用太和空调机组由新风、回风、混风、过滤、加热、加湿等区段组成，过滤段由过滤器和几个过滤单元组成，通过过滤器上运动小车与机械手共同配合能够清除各风段的灰尘。现出现一个故障现象是移动小车不能按程序逐隔过滤单元停车，PLC控制器报故障停止，因该故障是偶然出现，本文从分析控制原理入手，逐一排除故障原因，最终成功排除故障。

关键词：除尘过滤器 机械手 运动小车S7-200 接触器

引言

太和空调机组由新风、回风、混风、过滤、加热、加湿等区段组成，其中的过滤段位于混风段前端，负责处理新风、回风中的烟尘和灰尘。过滤段上包含了数个过滤单元，通过除尘器上的运动小车与机械手共同配合完成除尘工作。

正常工作过程可以描述为：

1.运动小车从停止点出发向右移动，移动到第一个过滤单元停下，机械手从运动小车进入过滤单元进行清洗工作，待机械手清洗完该过滤单元的滤料后退回到运动小车。

2.运动小车移动到下一个过滤单元，机械手继续清洗，直到每个过滤单元都清洗完成。

3.清洗完成后小车回到起点待命，等到下一周期清洗工作开始时，继续执行上述清洗工作。

目前出现的故障现象是运动小车偶尔会发生经过数个过滤单元才会停下的状况，导致PLC控制器报故障停机，修理人员对PLC控制器复位后该系统恢复正常工作，但运行一段时间又出现这种故障，该“小车不逐格停车”的故障出现频率和周期毫无规律，可能数天出现一次，可能一天出现数次。重新上载程序后故障依然出现，该问题属于最让修理人员头疼的电气软故障，小组成员充分分析了系统电控原理，逐一排查故障原因，最终找到问题所在。

1 除尘过滤结构原理

HXBC400B板式空调过滤器主要由板式滤尘过滤单元，机械手，运动小车，旋风除尘器，回转阀，粉尘压实器、集尘风机，电控箱等组成。

工作原理：

HXBC400板式空调过滤器内有互相垂直排列的过滤板（框），在垂直的过滤板（框）上，覆以长毛绒滤料，每一个板（框）构成一个过滤单元，多个过滤单元平行连接，构成过滤单元组，进入的含尘空气通过长毛绒滤料，细小的粉尘被阻留在滤料的表面，阻留在滤料上的粉尘由机械手自动清除。

机械手由安装在其底部的减速机电机驱动，通过平皮带传送至上部的涡轮蜗杆减速机后，由圆皮带轮转换成机械手的前进或后退运动。机械手进入过滤单元，吸走滤料表面上的粉尘和地面上的粉尘。由集尘风机通过吸管将机械手吸嘴处吸入的粉尘吸入旋风除尘器。

当某一过滤单元吸尘工作完成后，机械手退出并进入运动小车，由小车电机驱动移至下一个过滤单元，并对下一个单元进行清吸，循环往复，直到将所有过滤单元清吸一遍，然后再重复下一个周期。

进入旋风除尘器的含尘空气经过旋风除尘器处理后，分离后的空气返回至板式滤尘器，旋风除尘器中收集的粉尘由回转阀进入粉尘压实器，经过粉尘压实器压实并排放。

整个动作由传感器元件提供终端位置信号，由程序控制器实行全部过程自动控制。

2故障原因分析

小组成员思考了以下几个问题，进行了依次排查和验证，最终找到了导致除尘器故障的原因：

（1）PLC控制程序逻辑出现问题或控制点位异常动作

除尘过滤器运动小车向右逐格（即每个过滤单元）停车执行除尘的控制原理：

除尘控制系统由西门子S7-200组成，输出端子Q0.3控制向右行接触器2KM2，除尘过滤机械手在运动小车里时，外限位开关I0.0动作，延时2000ms后跳转执行向右控制程序S1.2,小车右行Q0.3动作，右行接触器2KM2吸合运动小车右行开始，小车右行时停止由T42、I0.4、M25.0、Q0.7几个指令实现，T42指令的控制逻辑是假如小车过每个过滤单元不停车且当小车右行超过20000ms后小车就会被强行报故障停车，I0.4是小车右行限位停车指令，Q0.7是故障停车指令，M25.0是小车过每个过滤单元停车指令，其控制逻辑是M25.0由M25.1控制，M25.1置位由T32与T50控制，T50由S1.2控制，T32由过滤单元定位开关I0.2控制，小车右行的同时T50延时开始，延时时间3000ms，也就是当小车右行3000 ms后且经过过滤单元，过滤单元定位开关I0.2动作致使T32延时开始，T32延时90ms后与T50共同作用致使M25.1置位，M25.1置位致使M25.0动作，M25.0常闭触点断开运动小车停止运行。运动小车右行停止后延时2000ms，跳转执行控制程序S1.0，也就是机械手向里行控制程序。

分析除尘过滤器运动小车向右行过每个过滤单元停止的控制程序，运动小车右行逐个过滤单元停止的关键电气元件是过滤单元定位开关I0.2，其控制状态是当运动小车与过滤单元对正时PLC输入指示0.2不亮，所以重点检查过滤单元定位开关I0.2是否损坏，通过观察输入指示0.2变化来判断过滤单元定位开关I0.2工作状态，观察判断的结果是运动小车不管是在自动状态还是在手动状态指示0.2都会变化，说明过滤单元定位开关I0.2工作是正常的。

（2）交流接触器故障不动作或不释放

交流接触器常见故障有不动作或动作不可靠、线圈过热、电磁铁噪声大、不释放或释放缓慢、触头熔焊粘连，前3种故障不可能造成“小车不逐格停车”的故障，而后两种故障有可能造成，于是对其进行验证，

打开控制电柜用万用表检查右行接触器2KM2,其主触点接触良好，手动控制点动右行，右行接触器通断正常，可排除接触器触头熔焊粘连以及不释放。

（3）交流接触器释放缓慢

设想2KM1和2KM2两个接触器释放时间不同，经多次对比后发现断电后2KM2要比2KM1慢2秒释放，也就找到了“小车不逐格停车”的原因，导致该故障的原因就是右行接触器缓慢释放。

为证实判断是否正确，将接触器2KM1和2KM2进行了对换。除尘过滤器运行几个周期无故障，“小车不逐格停车”的故障已被解决。

3处理措施

接触器缓释放的原因分析：交流接触器的动作来源于交流电磁铁，电磁铁由两个“E”字形的硅钢片叠成，其中一个固定在接触器上，在上面套上线圈，交流接触器在失电后，依靠弹簧力复位，另一半是活动铁芯，构造和固定铁芯一样，用来带动主触点和辅助触点的开断。接触器释放缓慢有两种可能，一种是反作用压力弹簧弹力变小，那么在断电的瞬间，由于剩磁的吸力大于反作用力弹簧的弹力导致衔铁无法释放或释放缓慢；另一种可能是交流接触器长期使用会使“E”铁芯中剩磁增加，干扰触头释放的速度，当剩磁积累到一定程度，就会使触头不释放或缓慢释放，导致“小车不逐格停车”这类型故障发生。

解决办法：及时更换不符合要求的接触器反力弹簧，使得反力弹簧保持足够的反力；如果E型铁被磁化或者剩磁太多，用消磁装置进行消磁，达到使用年限及时报废处理。

4结束语

工业企业中，接触器是常用的电气控制元件，接触器剩磁现象是因为接触器的断电后，剩磁使衔铁存在较大的吸力，弹簧力不能使衔铁分开，主触头回路不能断开。剩磁现象与衔铁使用的硅钢片的材质、气隙磁阻、制造工艺等因素有关。当接触器线圈断电后电磁铁不能正常释放的现象，会使系统失控、烧毁电机及损坏负载机械设备，甚至人身安全。所以在一些启动频繁的电气控制中要留意接触器的剩磁现象，防范措施有接触器线圈并联消磁电容，调整接触器压力弹簧的弹力、改变气隙磁阻。另外值得注意的一点是接触器、中间继电器的定期点检必不可少，做实这项工作可减少一些不必要的维修。

参考文献

[1]刘利.S7-200PLC控制系统设计与应用实例.北京：中国电力出版社，2014.01.01

[2]肖明耀.西门子S7-200系列PLC应用技能实训.北京：中国电力出版社，2010.07.01