重调机五计轴的故障处理

重调机五计轴的故障处理

闵庆武

江苏阚山发电有限公司 江苏省徐州市 221166

摘要：重调机是翻车机系统重要设备，重调机五计轴代表牵整列与牵单车转换环节时，整列越过指定位置，无法进行下一步流程。通过分析根据工设备工艺特点，改进控制逻辑，从而避免该类故障的发生。

关键词：重调机;计轴;车箱;控制

重调机将整列铁路运煤车箱牵至指定处，控制程序通常是通过计轴来判断，牵整列初始时，计数复位为0，开始牵车后，计数达到4，即单节车4个轮子通过，表示刚好牵过一节车的位置，通过摘钩，进行单节分离后，并将单节牵至翻车机区域进行翻卸。若出现五计轴即代表牵整列车越过指定位，控制程序判断为故障，无法进行下一步流程。

1 控制设备基本情况

1.1控制系统

翻车机控制系统采用PLC控制，PLC对设备状态（位置）信号、选择开关、控制按钮等信息采集，通过逻辑运算，输出控制命令驱动设备。控制功能包括就地手动、集中控制、画面控制。人机界面上位机采用北京亚控KINVIEW6.52软件完成人机对话的监视、控制功能，报警、历史记录功能。图一为人机控制画面

图一 人机控制画面

1.2计轴信号功能

在地面设置计轴接近开关确定整列车就位，当计轴数为4时，控制系统判断整列到位，由摘钩人员摘钩后按摘钩毕按钮，才可继续牵单节车。当计轴数为5时，即五计轴，则表示整列车超位置，控制程序判断为故障，无法进行下一步流程。

1.3 计轴设备

接近开关是计轴检测设备，接近开关是非接触型的物体检测装置，按工作原理分为高频振荡型、电容型、感应电桥型、永久磁铁型和霍尔型等，应用最多的是高频振荡型接近开关，约占80％。这种开关的工作原理以高频电路状态的变化为基础。当金属物体（它相当于工作机械运动部件上的触块）进入以一定频率振荡着的高频振荡器的线圈磁场时，由于金属物体内部产生涡流损耗，致使振荡电路的电阻增大，能耗增加，结果导致振荡减弱，输出发生变化，常开触点闭合，常闭触点打开。车厢轮子依次通过接近开关，接近开关信号闭合次数作为车厢位置判断依据，当计数为4时，整列车到达指定位置。

1.4重调机驱动设备

变频器是重调机驱动设备，重车调车机采用交流变频电机拖动，由于重调工作程序复杂，调速装置采用ABB公司三相交流传动系统电压源型变频器，保证了重调可靠运行。变频器灵活调速特点使重调机快慢速度切换。变频器速度设置三段调速，高速为900转/分钟，中速为600转/分钟，低速为366转/分钟。

1.5 计轴逻辑

当牵整列车时，计轴数到3时，重调机运行中速条件不满足，重调机由中速切换为低速。

当牵整列车时，计轴数到4时，重调机运行低速速条件不满足，重调机变频器停止，驱动行走装置刹车。此时，整列车就位，整列到位后摘钩人员摘钩后按摘钩毕按钮，才可继续牵单节车。

当计数到5时，牵单车条件不满足，重调机不具备运行条件，流程中断。

当牵车过程至终点，返回接车时，计数被复位清零。回到牵整列初始处，重新开始计数。

2 现状分析

在实际使用过程中，导致出现五计轴情况比较复杂，涉及整列车载重量、控制系统电源问题。出现五计轴后，如何安全处理的问题。

2.1问题一：整列车载重量过大

控制程序通过电感式接近开关检测车箱轮子，每过一个轮子计数加1，计轴达到3时，重调机开始减速，至计数达到4时，重调机停。车箱如图二所示，车箱第三、第四个车轮距离较近，减速距离过短，至计轴4时，速度未完全减下来。

整列车的车箱数不确定，当整列车过长，超过55节，整列车载重大，惯性大，由于减速距离短，计数到4时，整列车惯性，使下一节车箱轮子越过接近开关，被计数后，达到或超过5。

出现五计轴后，流程被中止，需要有经验操作人员进行特殊操作，使整列车回到指定位置，操作不当，导致不安全事件的发生。

图二 火车车厢轮子示意图

问题二：控制系统电源不稳定

当接近开关检测到车厢轮子时，若接近开关电源不稳定，导致输出接点信号反复开合，导致计数不准确，出现计数到5以上。但实际位置未达到制定位置。

电源系统包括PLC电源、DO驱动电源、DI信号检测电源。其中DI信号304点，DO信号205点。PLC电源、DO驱动电源在盘柜内、环境相对好，敷设电缆固定。DI信号检测电源结构复杂，见图三：信号电源分配图。

由于DI数量多、信号传感器大都在环境较差的现场，信号回路环节多，就地信号电缆为移动式电缆。由于设备故障、干扰、接地、电缆绝缘差导致控制电源不稳定，严重时，系统瘫痪。

图三 信号电源分配图

2.3 问题三：摘钩不成功导致

整列到位后摘钩人员摘钩后按摘钩毕按钮，才可继续牵单节车。当摘钩操作后，车厢钩头磨合度、高度等原因影响，实际后钩未脱开，当人员按动摘钩完成按钮，执行牵单车过程中，整列车被牵动，导致五计轴信号产生。这时，牵单车条件不满足，流程被迫中止。

2.4 问题四：五计轴故障处理不当

在控制画面设有对计轴数增加和减少的特殊操作功能，按停止按钮，打调试位恢复到整列到位位置，四计轴复位，操作人员进行计数加减操作至计轴数为4时，重新开始运行。

调试位，相关重调机运行的条件、保护信号不起作用，操作人员打调试位，未及时切换到远程正常位，导致运行流程中停不下来，严重影响运行安全。

操作人员未判断整列车的位置情况而盲目进行计数加减操作，导致整列车实际位置不符合要求，导致不安全事件的发生，如：重调机落臂时与车厢碰撞。

3控制程序改进

3.1计轴控制功能完善

使减速距离延长，让重调机提前进行减速，根据车箱四个轮子的结构可以看出，设想在第2、第3轮子中间合适位置开始减速，接近第4轮子时，速度完全减下来。

原程序中，有三计轴、四计轴、五计轴逻辑。对控制程序进行修改，增加二计轴变量，设定二计轴产生后，经延时，作为重调机减速条件。

经现场反复实验，将二计轴产生5秒后作为重调机减速条件，整列车实现提前减速，四计轴后，重调机开始停止，完全停下来，未出现五计轴情况。

维持重调机变频器现有设置不变，若仍出现五计轴，可通过设定变频器参数进行微调，其中，变频器中速、减速时间调整，作为后续手段。

3.2 控制系统电源改进

从DI信号检测电源结构分析，分配到重调机、翻车机、迁车台、空调机各控制单元信号电源，重调机、翻车机、迁车台、空调机信号电源进行二次分配，在端子排去各子配电柜、就地接线箱、操作台、就地操作盘等加装分路带灯保险端子。目的是就地信号回路故障接地等产生时，分路保险过流烧坏，不会引起整个信号检测电源接地，最大限度保护电源正常供应。同时。分路保险烧坏后，相应保险端子指示灯亮，便于查找故障区域，缩小检查范围。

计轴数运算逻辑中，增加重调机行走中即变频器运行时，接近开关信号跳变进行累计作为计轴数。

实际运行中，增加变频器运行信号，有效规避电源波动对计轴数产生影响。

3.3 五计轴故障处理

通过技术手段，防止操作人员误操作，规范进行特殊操作。取消达到调试位进行操作，在程序中，上位机画面组态软件中，对计轴数增加或减少按钮时，增加画面密码操作权限，由具备相应权限人到场，方可操作。

具备相应操作权限后，通过操作台集中控制方式下，按动组合键（重调机送电+接车），将整列车回到指定位置。

3结语

通过以上改进，对重调机五计轴故障产生原因进行分析，通过程序优化改进，消除了重调机载重量大及控制电源波动造成重调机五计轴故障，使重调机对整列车载重量自适应能力增强，改善系统可靠性、安全性，提高重调机流程线效率，减少操作人员的劳动强度。

（作者单位：江苏阚山发电有限公司）

参考文献

[1]金玉良. 翻车机四计轴系统优化[J]. 2021(2016-20):24-.

[1]杨长为. 新(余)钢C型翻车机电气故障分析及处理[C]// 全国烧结球团信息网. 全国烧结球团信息网, 2012.

[1]王霄, 高晓渤. 翻车机控制系统的设计及应用研究[J]. 自动化仪表, 2010(08):52-54.

作者姓名：闵庆武

性别：男

出生年月：1967.6

籍贯：江苏徐州

单位名称：（江苏省徐州市江苏阚山发电有限公司）221166

学历/职称：本科 高级工程师

研究方向：生产过程控制技术