摘? 要：行程開關(guān)故障一般分為兩種：（1）操作頭已經(jīng)被碰撞，而觸點(diǎn)系統(tǒng)卻不發(fā)生動作。（2）操作頭未被碰撞，而觸點(diǎn)系統(tǒng)自行發(fā)生動作。本文針對兩種故障類型分別給予分析和解決辦法。

關(guān)鍵詞：行程開關(guān);故障;解決對策

中圖分類號：U64? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? 文章編號：1671-2064（2019）24-0000-00

1行程開關(guān)在船閘電氣控制過程中的作用

行程開關(guān)，又稱限位開關(guān)，是一種小電流主令電器。由操作頭、觸點(diǎn)系統(tǒng)和外殼。組成其原理是利用機(jī)械運(yùn)動部件的碰撞使其觸頭動作來實現(xiàn)接通或分?jǐn)嗫刂齐娐罚_(dá)到一定的控制目的。通常，這類開關(guān)被用來控制機(jī)械運(yùn)動的位置或行程，使控制對象按設(shè)定的位置或行程進(jìn)行停止、反向運(yùn)動、變速運(yùn)動或自動往返運(yùn)動等。

在船閘運(yùn)行過程中，行程開關(guān)一般用于閘門、閥門的停止和變速。例如：當(dāng)閘門開啟或關(guān)閉到行程開關(guān)的位置時，會觸碰到行程開關(guān)的操作頭，行程開關(guān)的觸點(diǎn)系統(tǒng)就會動作，同時發(fā)出信號至船閘的控制系統(tǒng)，閘門的運(yùn)行動作就會被停止，該行程開關(guān)會被命名為開終、關(guān)終限位。而變速限位則是將行程開關(guān)安裝在閘、閥門需要變速的地方。行程開關(guān)雖然體積小，但是在船閘控制系統(tǒng)中卻發(fā)揮著重要的作用。

2故障現(xiàn)象及危害

行程開關(guān)作為一個普通的電氣元件，在長時間的使用中，必然伴隨著損耗甚至故障。經(jīng)過長期總結(jié)，發(fā)現(xiàn)故障一般分為兩種：

第一種：操作頭已經(jīng)被碰撞，而觸點(diǎn)系統(tǒng)卻不發(fā)生動作。

例如閘門在開啟到開終位置時，行程開關(guān)未動作，閘門就會繼續(xù)開啟，而事實上閘門已經(jīng)撞擊到門庫，此時的閘門電機(jī)已經(jīng)超負(fù)荷運(yùn)行，在這種情況下極容易將閘門電機(jī)燒毀，造成事故的發(fā)生，同時閘門對門庫墻的持續(xù)頂撞也對門庫墻形成一定程度破壞。

第二種：操作頭未被碰撞，而觸點(diǎn)系統(tǒng)自行發(fā)生動作。

例如上游閥門的關(guān)終限位并未處于關(guān)終狀態(tài)，而關(guān)終限位發(fā)生故障，觸點(diǎn)系統(tǒng)自行發(fā)生動作，發(fā)出上游閥門關(guān)終信號。與此同時閘門處于關(guān)終狀態(tài)，控制系統(tǒng)無法區(qū)分真實情況，認(rèn)為上游處于閘門、閥門全部處于關(guān)終狀態(tài)，會發(fā)出閉鎖信號，下游就會開啟閥門，于是上下游出現(xiàn)了貫通的情況，如果故障發(fā)生在夜晚，該故障更不易被發(fā)現(xiàn)。在上下游水流增大到一定程度時，閘閥門將無法正常關(guān)閉。此種故障為通閘，在不允許通閘的船閘極易造成嚴(yán)重后果。

3故障解決對策

針對故障發(fā)生的原因，第一種故障的解決思路是從電機(jī)電流的角度出發(fā)，，即通過電機(jī)電流互感器讀取閘門電機(jī)的電流來檢測閘、閥門的運(yùn)行情況。如果閘、閥門發(fā)生卡阻或者已經(jīng)撞擊到門庫墻，電機(jī)的電流會大幅度增大。一旦檢測到電流值超過電機(jī)的額定電流，控制系統(tǒng)則發(fā)出指令，立即停止電機(jī)的運(yùn)行，從而保證船閘運(yùn)行現(xiàn)場的安全。另一種解決方法是從開度儀考慮，讀取閘、閥門的開度，其開度值如果超出設(shè)定的范圍，則控制系統(tǒng)發(fā)出指令，停止電機(jī)運(yùn)行。將兩種方法相結(jié)合，能更好的解決問題，保障安全。

第二種故障則不容易被發(fā)現(xiàn)，一般情況下控制系統(tǒng)也很難辨別，因此本文針對第二種故障現(xiàn)象提出解決辦法。

此前在第二種故障描述中提到的閥門并非真正處于關(guān)終狀態(tài)現(xiàn)象，暫稱為假關(guān)終。該現(xiàn)象是由于行程開關(guān)的操作頭未被碰撞，而觸點(diǎn)系統(tǒng)自行發(fā)生動作。其原因有：1、機(jī)械式操作頭有卡阻，無法恢復(fù)至中間位置。2、機(jī)械式觸點(diǎn)系統(tǒng)發(fā)生短接（例如進(jìn)水）3、光電式操作頭有異物阻擋了光線的連通。以上無論是哪種，都影響了行程開關(guān)的狀態(tài)。

如果用開度儀的值來判斷開、關(guān)終狀態(tài)，本是可行方法，但目前有很多控制系統(tǒng)在程序中寫了如下的程序：若閥門發(fā)出開終信號，則將閥門開度值強(qiáng)制設(shè)為100%，如果閥門發(fā)出關(guān)終信號，則將閥門開度值強(qiáng)制設(shè)為0%。該強(qiáng)制行為是為了將組態(tài)軟件的顯示效果更為逼真。因此，我們無法從開度值上來根本解決假關(guān)終的問題。

而將閥門關(guān)終信號由關(guān)終狀態(tài)變?yōu)榉顷P(guān)終狀態(tài)的，必定是開閥動作，因此只需要讀取閥門的開閥動作后延時數(shù)秒，然后讀取關(guān)終信號，如果關(guān)終信號仍然為關(guān)終，則可判定關(guān)終信號已經(jīng)失靈，發(fā)出了“假關(guān)終”的信號，控制系統(tǒng)可給予相關(guān)提示或者停止電機(jī)運(yùn)行。若閥門的關(guān)終信號和開終信號同時發(fā)出，則必然有一個行程開關(guān)失靈。

由于閥門的啟閉機(jī)可能是液壓式，則電機(jī)啟動至開閥動作有一定時間的延時，因此檢測行程開關(guān)的延時時間需要適當(dāng)加長

目前有的船閘控制系統(tǒng)采用雙限位的方法，雙限位組合增加了故障發(fā)生率，有的組合沒有提高可靠性反而降低安全性能，如關(guān)限位并聯(lián)。有的組合是以增加故障率來提高安全可靠性，雙限位沒有從根本上解決問題。通過以上對行程開關(guān)故障的對策分析可以看出，在不增加成本的情況下采用軟件故障診斷辦法就可以實現(xiàn)船閘控制系統(tǒng)更可靠、安全的運(yùn)行。

該程序已經(jīng)應(yīng)用于邵伯三線船閘控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)將“行程開關(guān)故障”歸類于“故障處理”模塊中，進(jìn)行停機(jī)處理，同時系統(tǒng)給予提示。由于邵伯一、二線船閘也出現(xiàn)過“假關(guān)終”的行程開關(guān)故障，計劃在以后將該程序應(yīng)用于一、二線船閘，進(jìn)一步確保船閘運(yùn)行現(xiàn)場的安全暢通。

收稿日期：2019-11-15

作者簡介：竇立（1982—），男，江蘇揚(yáng)州人，本科，工程師，研究方向：電氣自動化。

Failure Analysis of lock Travel Switch

DOU Li

（Shaobo shiplock management office， Yangzhou Jiangsu? ?225261）

Abstract： There are two kinds of travel switch faults： （1） the operating head has been collided， but the contact system does not act. （2） the operating head is not collided， and the contact system acts on its own. In this paper， two types of faults are analyzed and solved.

Key words： travel switch; fault; solution