1.前言
在电解铝的使用过程中,多功能天车是大型预焙电解槽生产过程中非常重要的关键性设备,它的应用十分广泛,在高温条件下、强磁场、大电流的运行环境下均可以体现出稳定的特征,它可以在这样的工作环境中完成铝电解生产过程的换阳极、打壳、抬母线等过程,同时还能够兼顾电解槽的安装以及检修的整个工作流程。从该设备的整体结构性质来说,电解铝多功能天车将机械功能、电气功能、液压功能集于一体,全面提升了电解铝过程中的生产效率,有效地减少了工人的劳动强度,有着良好的经济性特点。
2.案例分析
某电解铝分公司选用400KA大型预焙电解槽,在该分公司内,电解车间分为东、西两个车间,一共具有4台高位电解多功能电车,其中两台为大连起重机矿山机械设计公司的产品,在这两台天车中其控制系统主要是采用PLC控制系统以及先进的交流变频器等设备,可以实现对天车的自动控制,但是在具体的运行过程中也会出现天车失控、电气故障等情况,严重影响着天车的正常运行,于是该分公司的技术人员针对其中存在的一些问题进行了重点的改造,最终效果良好,下文将对改造情况进行重点的论述。
3.PLC控制系统的构成
在该公司的电解铝天车中,其PLC控制系统主要使用的是美国AB公司的SLC500系统,在该系统的构成中,主要是由一个主站结合一个从站构成,其主站主要设置在主梁的A1柜内,从站主要设置在工具车的A4柜内,主站和从站之间是采用通信电缆+DH连接的,主站的SN扫描模块与从站的ASB实现相互通信,其具体参数如表1所示。
4.天车电气系统存在的问题及调试探析
(1)天车电气系统断线的分析与调试
通过上文的论述我们可以知道天车的从站电气系统是安装在工具车的A4柜内的,其控制手柄和信号指示灯在司机室内,两者之间的控制是使用多芯电缆实现的,而由于受到外界工作环境的影响以及来回的扭动现象,多芯电缆极易引发断线的故障,当发生断线故障时,由于PLC系统是在工具车的A4柜内的,维修人员就必须先到工具车中进行检修,确认手柄所对应的PLC输入信号是否存在,然后再回到司机控制室中,这样不但大大拉低了检修的效率,而且给检修工作带来了极大的麻烦,尤其是在断线的初期阶段,断线的电缆会呈现出虚接的状态,手柄的动作时有时无,这就给检查工作带来了很大的干扰。当电缆断线之后,电缆的数量非常多,技术人员无法从众多的电缆中找到故障的电缆,只能全部排查,这样会使得工作量十分巨大。
针对上述的问题,可以对天车的电气系统进行重新地改造,控制系统的整体构造不便,依然还是沿用美国AB公司的SLC500,唯一的变化就是增加一个从站,形成一个主站和两个从站的系统,主站和从站之间的连接依然还是采用通信电缆+DH进行,主站的SN模块与两个从站的ASB模块之间进行通信。改造之后,电气控制系统从A4柜到司机室一共有8根,一根通信电缆有27芯,整束电缆的抗拉伸和抗扭曲功能都得到了显著地增强,有效地减少了断线的故障。
(2)天车失控原因及对策分析
在该工作过程中,天车的工具车行走电机变频器的控制系统在主站框架内部,工具车在行走的过程中,电缆的滑车向北方移动,电缆被拉直,在运行的过程中,电缆突然被拉断,司机室的通信瞬间中断,所有的PLC控制系统失灵。但是主站的工具车行走电机依然保持原有的工作状态,抱闸控制接触器断电,抱闸打不开,电机一直处于制动状态之中,所以,工具车发出了嗡嗡嗡的响声,司机室中的手柄也无法正常控制,整个天车处于失控状态中。
针对这样的故障类型,可以在司机室内的控制面板中增添一个常闭的触点按钮,该触点串在控制主回路之中,并且实现主电源接触器的控制回路硬件实现联锁功能,其改造后的主要示意图见下图所示。当PLC出现中断现象时,程序中的保护和控制按钮就会出现问题,也就会失去相应的作用,那么操作人员可以通过操纵司机控制室中的急停按钮来切断天车的主回路,这样可以避免天车的失控现象,具有良好的安全性特征。
(3)司机室回转电气系统改造调试
在该分公司的原有设备中,主要是采用50HZ的工频,在运行的过程中是由变频器直接控制司机室回转电机的正反转,但是在电机转动的过程中,电机加速的时间比较短,使得整个司机室的启动十分不平稳。由于长时间的晃动,司机室内的旋转机构件的磨损十分大,司机室内的各种螺栓等零部件出现了松动的现象,操作人员在长时间的操作过程中极易引发疲劳现象,给生产活动带来了极大的安全隐患。为了对此情况进行改进,选用了丹佛斯公司的VLT5003型的变频器控制器进行改造与调试,从而使得电气系统的电机旋转频率和正反转得到了改进与控制,该变频器具有环境适应能力较强、运行方面可靠的特点,而且故障率也相对比较低,在实际操作过程中有着非常良好的应用,而且在实践的过程中我们可以发现,该系统还能够配备短路、接地故障以及过载保护等装置,安全性极高。具体的调试过程中,操作人员将电机的工作频率从50HZ降低到35HZ,使得整个司机室的旋转速度得到了降低,而且将启动加速的时间设定为5秒,在停车的设定方面采用滑停的方式进行,也就是说,当电机接到停车的信号3秒之后,电机停车可以实现平稳地停止。这样过程中能够最大限度地减少电机抱闸的磨损情况,也可以使得司机室的转动更加平稳运行,操作人员在司机室内也能够更加地平稳,整个系统操作起来安全性更高。
5.结论
上文的分析是针对于某电解铝分公司的具体情况开展的,通过对该公司电气系统的改造与调试,彻底消除了相关的故障以及不合理的地方,而且将手柄的输入信号全部控制在司机室内部,这样可以使得检修人员在检查手柄信号的时候更加方便和快捷,使得故障的处理效率进一步提升,同时在司机控制室中还增设了控制按钮,这样可以全面地解决天车的失控现象,从而使得整个操作系统和整个天车保持良好的运行状态。
摘要：在铝电解的过程中,多功能天车电气系统有着非常广泛的应用,本次研究首先阐述多功能天车电气系统的主要组成部分,并且针对目前容易发生的故障类型,对电气系统进行改造和调试,旨在提升铝电解多功能天车电气系统的稳定性和安全性。
关键词：铝电解,电气系统,调试,多功能天车
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