劉樹春 駱輝 欒春梅 韓慶生
摘要:本文通過詳細(xì)闡述一起非等電位系統(tǒng)引發(fā)的設(shè)備故障過程及故障詳細(xì)解決過程,闡述等電位系統(tǒng)在電控系統(tǒng)中的重要性。
Abstract: This paper expounds the importance of equipotential systems in electronic control systems by expounding in detail the equipment failure process and detailed fault resolution process caused by non-equal potential systems.
關(guān)鍵詞:等電位;比例閥;模擬量模塊
Key words: equipotential;proportional valve;analog module
中圖分類號:TF46? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:1006-4311(2019)29-0228-02
0? 引言
等電位即等電勢。在一個帶電線路中如果選定兩個測試點,測得它們之間沒有電壓即沒有電勢差,則我們就認(rèn)定這兩個測試點是等電勢的,它們之間也是沒有阻值的。
鑒于公司采用的控制系統(tǒng)基本為西門子產(chǎn)品,因此本文將基于西門子S7-300系統(tǒng),通過詳細(xì)描述儀器液壓比例閥故障案例,闡明等電位在控制系統(tǒng)中的重要作用。
1? 液壓比例系統(tǒng)
公司淬火爐步進(jìn)梁升級與平移分別采用雙油缸驅(qū)動,其中步進(jìn)梁升降采用先導(dǎo)比例節(jié)流閥驅(qū)動,電磁閥作為比例節(jié)流閥的開關(guān)閥;步進(jìn)梁平移采用普通液控比例閥進(jìn)行驅(qū)動,電磁閥作為比例節(jié)流閥的開關(guān)閥。
液控系統(tǒng)采用西門子S7-315進(jìn)行驅(qū)動,其模擬量模塊供電系統(tǒng)如圖1所示。
圖1可以明顯反應(yīng)出比例液壓系統(tǒng)由兩個力士樂比例閥與一個模擬量輸出模塊構(gòu)成,供電電源由一個DC24V供電模塊統(tǒng)一供電,且采用共地模式進(jìn)行連線。
2? 故障排除及診斷處理
自投產(chǎn)以來,該液壓系統(tǒng)一直工作正常,隨著設(shè)備運(yùn)行老化,最近設(shè)備頻繁出現(xiàn)問題,具備表現(xiàn):
①步進(jìn)梁無法實現(xiàn)自動,且步進(jìn)梁手動操作時,步進(jìn)梁只能緩慢爬行上升,且動作過程中有液壓沖擊現(xiàn)象。
②步進(jìn)梁手動操作步進(jìn)梁,平移徹底無法動作且無沖擊現(xiàn)象。
③更換升降比例閥,步進(jìn)梁升降偶爾工作正常。
④萬用表測量升降比例閥給定,給定電流信號正常,且比例閥工作電源電壓也完全正常。
⑤機(jī)械人員檢查液壓回路,均未發(fā)現(xiàn)液壓異常。
⑥將故障液壓閥更換到其他設(shè)備液壓回路,比例液壓閥工作正常。
面對這種故障現(xiàn)象,設(shè)備維護(hù)人員一時走入死胡同,無法找到解決問題的方案?;冖迣崿F(xiàn)現(xiàn)象,設(shè)備維護(hù)人員初步將故障定位到控制系統(tǒng)。
分析圖2比例閥供電回路,得知比例閥兩線制電流控制(4-20mA),且供電電源與給定信號在比例閥放大板內(nèi)部構(gòu)成共地回路,即放大板內(nèi)部構(gòu)成等電位。
西門子模擬量模塊工作原理圖反應(yīng)出,模擬量輸出模塊工作正常需滿足:負(fù)責(zé)電阻小于500Ω、DC24V供電電壓正常、MANA與M連通,從而實現(xiàn)模擬量模塊與比例閥供電回路構(gòu)成等電位回路。(如圖3所示)
通過圖2與圖3分析,并結(jié)合前期故障診斷,基本斷定該液壓比例控制回路為一個等電位系統(tǒng),因此只要比例閥給定準(zhǔn)確,液壓比例閥將正確輸出并驅(qū)動油缸,然而即使比例閥給定12mA,比例閥依舊無法動作。
比例閥給定正確但無法動作的事實讓我們初步判斷該12mA是否是一個假電流,即比例閥內(nèi)部電源地與供電回路的電源地不構(gòu)成等電位。
基于這種假設(shè),設(shè)備維護(hù)人員手動將平移比例閥給定插頭拔下,手動動作步進(jìn)梁升降,步進(jìn)梁升降油缸動作比例流量閥工作正常輸出,步進(jìn)梁升降正常,但是只要將插頭插上就工作不正常。通過該現(xiàn)象初步判定平移比例閥(圖1比例閥2)I3與大地短接,從而導(dǎo)致比例閥工作地與電流信號給定地不是一個等電位系統(tǒng),因此雖然給定12mA,但是比例閥無法正常工作。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)平移比例閥I3確實存在接地現(xiàn)象,隨后通過更換比例閥1的信號電纜,該起設(shè)備故障得到徹底解決。
3? 結(jié)束語
本文詳細(xì)介紹了一起非等電位故障排除過程,該故障排告訴我們:非等電位系統(tǒng)極容易產(chǎn)生貌似正確的誤信號,導(dǎo)致設(shè)備誤動作或者不動作,輕則耽誤現(xiàn)場生產(chǎn),重則導(dǎo)致設(shè)備誤動作,引發(fā)重大人身安全隱患。為了更好的為現(xiàn)場生產(chǎn)服務(wù),設(shè)備設(shè)計時務(wù)必做到等電位,平常點檢維護(hù)過程要隨時跟蹤設(shè)備等電位工作狀態(tài),確保系統(tǒng)等電位。與此同時,設(shè)備維護(hù)過程中設(shè)備維護(hù)人員要合理利用等電位思想去排查現(xiàn)場設(shè)備故障。
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