摘要:
電氣自動控制系統由于設計時考慮不周所帶來的電氣隱患都可以稱之為隱性故障。由于此類故障的特點為非常見性，并且具有一定的潛伏性和隱蔽性，像是一顆隨時都會爆發的定時炸彈，應該引起工程技術人員的高度重視。因為這類隱性故障不發生則已，一旦發生，則危害較大，輕則使控制系統不能正常工作，重則導致重大設備安全事故，造成重大經濟損失。現介紹光大水泥有限公司水泥磨控制回路中存在的兩例隱性故障及消除故障的具體措施，供同行借鑒和參考。?
電器觸頭串接過多所導致的隱性故障
控制回路中的觸頭、接頭往往是控制回路的薄弱環節，也是容易發生故障的地方。觸頭、接頭接觸不良或氧化，就會增大接觸部分的電阻，因此在控制回路的設計中，應當盡可能減少回路的接頭或觸頭串接的數量，接頭或觸頭串接過多的回路不宜使用，確實無法避免時，應當進行合理的轉換。
光大水泥有限公司舊線水泥磨稀油站控制系統為常規的繼電器控制系統。1994年初，該公司舊線6號水泥磨投入生產，磨機控制系統運行多年以后，經常出現磨機不能正常啟動的故障。經現場檢查發現，提升機、慢轉電機與磨機合閘連鎖的交流接觸器的輔助觸點，磨機前后軸瓦油壓、主電機前后軸承油壓、主減速機油壓等與磨機合閘連鎖的中間繼電器觸點及主電機轉子串接的液體電阻，其啟動器中與磨機合閘起連鎖作用的中間繼電器觸點，都有不同程度的氧化現象。以上多個連鎖觸點都依次串接于直流48V的合閘連鎖控制回路之中，由于各觸點有不同程度的氧化現象，因而無形之中增大了合閘路中觸點的接觸電阻，從而使得直流48V控制電壓在通過各連鎖觸點之后，電壓逐步降低，合閘線圈最后的電壓遠低于其工作電壓48V（通過在配電實地測量，合閘線圈的最后實際電壓只有35V左右），因而合閘線圈不能充分動作而合閘。
臨時應急的處理辦法是將各觸點氧化部分刮干凈，以減少接觸電阻。最徹底的解決辦法是將連接于直流回路中的、與磨機合閘連鎖的車間控制柜中相關的交流接觸器或中間繼電器的一連串連鎖輔助觸點，將其A、B兩端從原控制回路中斷開，串接一個工作電壓為380V的工作電壓之中，再將交流繼電器KA的常開觸點接入A、B兩點之間。磨機主電機控制回路改進前后的對照示意圖如圖一所示。
注：①KM1、KM2分別為提升機、慢轉電機接觸器的輔助觸點。②KA1、KA2、KA3、KA4分別為磨機前后軸瓦油壓、主電機油壓、主減速機油壓連鎖繼電器觸點。③KA5為液體電阻啟動器連鎖繼電器觸點。④改進后KA0、KA1分別為失壓、過流繼電器的連鎖點。⑤KT為液體電阻啟動器延時保護繼電器的連鎖點。⑥Q為真空斷路器的輔助觸點。⑦SQ為合閘位置輔助行程開關。⑧SA1、SA2分別為車間控制室、配電控制柜的轉換開關。⑨SB1、SB2分別為配電合、分閘試驗按鈕。
當提升機、慢轉電機、磨機前后軸瓦油壓、主電機前后軸承油壓、主減速機油壓及液體電阻啟動器滿足條件時，串接的380V交流繼電器將會動作，其常開觸點閉合，接通磨機的合閘回路，從而使主電機正常合閘。此電路改進后具有兩個特點：一是通過交流繼電器進行轉換，將連接于直流回路中的一大串觸點轉換成一個觸點，解決了直流控制回路中因串接觸點過多、電阻過大而產生的直流電壓衰減的問題，保證了磨機的正常啟動；二是通過觀察指示燈HL或改裝后的交流繼電器KA的動作情況，可以快速判斷出導致磨機不能正常啟動的故障大致的位置，如果交流繼電器KA不動作或指示燈HL不亮，則證明車間控制柜內與磨機合閘相關的各連鎖點，可能存在問題；反之，則證明高壓配電室內的相關輔助觸點可能沒有到位。此外，還可以快速判斷出導致磨機分閘的原因是出在車間控制部分還是出在高壓配電控制部分，可以盡快找到故障點，及時排除故障，恢復正常生產。
設計考慮不周導致的隱性故障
各種設計本身就有一個從理論到實踐，再從實踐到理論多次反復驗證的過程。一個認為成熟的設計，難免會有漏洞和疏忽，對工程技術人員來說，關鍵是如何在實踐維護中做好查漏補缺這項工作，消除各式各樣由于設計時考慮不周所導致的隱性故障。
光大水泥有限公司新線水泥稀油站（磨機前后軸瓦、主電機前后軸承）采用omronC200HPLC進行控制，采用常規的繼電器控制系統。PLC控制的稀油站與磨機連鎖保護的工作原理是:當稀油站(磨機前后軸瓦、主電機前后軸承)油壓、油流量滿足條件時，PLC輸出一個220V交流信號驅動中間繼電器KA1動作，KA1常開點閉合，去磨機的合閘連鎖控制回路；當稀油站的油壓、油流量，磨機前后軸瓦、主電機前后軸承溫度不滿足條件時，PLC輸出另一個220V交流信號驅動中間繼電器KA2動作，KA2常開點閉合，去磨機的分閘連鎖控制回路。
工程設計單位考慮到了油壓、油流量、溫度等檢測信號不滿足條件時，磨機分閘連鎖控制回路必須要動作，卻忽視了磨機正常運轉之后，如果PLC突然掉電或失壓磨機到底有沒有必要及時進行分閘？由于疏忽了這一關鍵性的節環，因而無形之中埋下設備事故隱患。
光大水泥有限公司新線水泥磨自1997年投產，運行多年以來，還沒有出現過在運行過程中PLC突然掉電或失壓的現象，因而設計上存在的缺陷一直沒有暴露出來，直到2002年5月，正在運行中的8號水泥磨稀油站PLC突然掉電，該磨稀油站的油泵電機也因此斷電停止工作，而磨機照常運轉，不能及時自動分閘，由于崗位操作人員發現及時，緊急手動分閘，才避免一次重大的設備安全事故發生。事后對設備安全事故原因進行分析，發現此次PLC掉電是因PLC的啟動和停止用的停止按鈕接觸不良所致（其他因素也會導致，如PLC工作電源掉電或失壓）。常規的設計思路是利用繼電器失壓后，其常閉點復位去實現分閘連鎖保護。而此設計為PLC輸出使繼電器得電，其常開點閉合去實現分閘連鎖保護，所以當PLC掉電或失壓時，PLC就有可能再有222V電壓輸出，對應的分閘連鎖保護繼電器KA2根本就不可能動作而使磨機分閘。此次事故之后，工程人員對新線水泥連鎖保護控制系統也進行了檢查，發現磨機主減速機稀油站與磨機的分閘連鎖保護也存在類似的隱性故障。雖然主減速機稀油站采用常規的繼電器控制系統，但其與磨機連鎖分閘保護控制的設計思路同PLC控制的稀油站分閘連鎖控制的設計思路一模一樣，即當主減速機稀油站滿足條件時，中間繼電器KA3得電動作，其常開點閉合，去磨機的合閘連鎖控制回路；當主減速機稀油站不滿足條件時，中間繼電器KA4得電動作，去磨機的分閘連鎖控制回路。顯而易見，當磨機正常運轉之后，如果主減速機稀油站控制回路突然掉電或失壓，KA4將因失電而不能動作吸合，磨機就不能及時分閘，如果崗位操作人員不能及時發現進行停機操作，主減速機就會因缺油而損毀。
值得慶幸的是，與主電機轉子串聯的液體電阻，其啟動器雖然也是PLC控制，但此設備生產廠家在設計時就充分考慮了失壓連鎖保護這一關鍵點，其合閘、分閘連鎖共用同一個繼電器，即當液體電阻啟動器滿足條件時，PLC輸出一個220V交流電壓，驅動繼電器KA動作，其常開點閉合去合閘連鎖控制回路，而其常閉點則斷開，去分閘連鎖保護控制回路。一旦PLC掉電或失壓，繼電器KA的常閉點立即復位去磨機分閘連鎖保護控制回路，使磨機及時分閘，從而對主電機起到了及時的保護作用。
可以采取以下解決辦法：對新線系統的所有水泥磨，其PLC控制的稀油站及主減速機常規繼電器控制的稀油站，各自去磨機合閘連鎖控制回路的KA1、KA3繼電器，將其常閉觸點分別與繼電器KA2、KA4的常開觸點并聯后，一齊接入磨機的分閘連鎖保護控制回路之中，即可消除由于設計考慮不周所帶來的安全隱患。為了避免觸點串接過多所導致的直流壓降現象，在此次改進時，同樣對合閘連鎖控制回路進行了轉換，用380V繼電器KA的常開觸點去合閘連鎖控制回路的A、B兩點。合閘、分閘連鎖保護控制改造前后的接線示意對照圖，如圖二所示。
更改后，通過試驗，發現稀油站掉電或失壓后，分閘連鎖保護控制回路動作準確及時，保證了水泥磨控制系統的科學性、安全性和可靠性。
【作者：唐全勝】
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