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【摘 要】目前国内铝行业发展如雨后春笋般突飞猛进，企业的设备也不断更新，对于铝电解多功能机组的要求也越来越高，减少设备故障，加强维修成为企业关注的焦点。本文以铝电解多功能天车为核心探讨了其使用中应注意的问题与故障维修要点。
【关键词】铝电解;维修;PLC
一、铝电解多功能天车的使用
铝电解天车又称铝电解多功能机组，它是现代预焙阳极铝电解生产的关键设备，适用预焙阳极铝电解工艺生产。铝电解多功能天车组成系统很多，主要有起重机械、PLC控制系统、液气压传动技术等等，下面对其中的使用要点进行分析。
（一）铝电解多功能机组的使用条件
铝电解多功能机组的基本控制系统分为：打壳、更换阳极、添加覆盖料、出铝、母线提升及槽检修吊装等。其结构部分可分为大车、工具小车、出铝小车。大车部分包括空压机系统、大车行走系统、电气控制系统。工具小车部分包括打壳机构、更换阳极机构、加料机构、捞渣装置、液压系统。出铝小车系统包括一个自带称量系统，自由旋转、升降的出铝钩。
主电源合闸控制：按下“主启动”，主电源无故障则合闸;按下“主启动”保持3秒钟，主电源分闸，当发生绝缘破坏时，主电源分闸，为了把工具和电解槽分开，按下“强制送电”，主电源合闸，工具上升到上限位主电源自动分闸。
工具小车行走的条件：回路正常、变频无故障、抱闸无故障、冷却风机无故障、无终端限位、扳手在上限位、无锁定加料对位信号。
出铝小车行走的条件：回路正常、变频无故障、抱闸无故障、冷却风机无故障、无终端限位。
打壳机下降的条件：扳手在上限位、阳极在上限位、捞渣在上限位、工具绝缘正常。
打壳机高速下降的条件：打壳机在上下限位中间。
阳极更换装置下降的条件：扳手在上限位、打壳在上限位、捞渣在上限位、工具绝缘正常、无阳极测高速信号。
（二）PLC控制系统的调试
铝电解是金属铝的主要生产方式，而在铝电解的生产过程中，铝电解多功能机组通常会应用到PLC控制系统。PLC控制系统是当前多功能机主要的控制系统，随着该系统在铝电解多功能机组中的应用，不仅大幅度提高了金属铝的生产效率和质量，而且使节能环保生产理念在金属铝的生产过程中得到了完美体现，因此使得PLC控制系统在众多系统中脱颖而出，成为了当前多功能机组中一种必不可少的系统。
调试前的准备：（1）理解熟悉电气原理图、接线端子图、主回路图及有关技术文件，了解操纵原理和各元件的作用。（2）理解熟悉电气设备的工作原理、接线方式、线路安装及相关技术参数的设定。（3）根据电气原理图检查电气线路的接线是否正确、线路安装是否符合标准，如有变更及时做好记录。（4）用500V摇表测量线路的绝缘电阻，不得小于1兆欧。（5）检查电气设备及元件与电气原理图中所给定的设备是否相符。
通电前检查：检查电源的电压是否正确（PLC输入AC220V，输出24V）。检查PLC电源模块的电压选择是否正确（应为AC170-265V）。给PLC送电检查PLC指示灯是否指示正确。第一次通电时，由于PLC的SLC模块内无程序，处理器没有工作，因此SLC的CPUFAULT灯应闪烁。检查各输入信号是否正确，检查常开和常闭点是否有接反的地方，输入信号的地址与电气原理图是否一致，并及时改证错误。建立通讯联系。PLC系统采用DH+通讯，用通讯电缆把笔记本电脑和PLC的CPU模块连接起来，且CPU钥匙开关转到programme位置，把在笔记本电脑已编好的程序灌入到CPU内。
二、铝电解多功能天车的维修
（一）电气故障
1.供电常见故障
滑线滑刀脱落，分析原因为铝制滑触线，受温度影响后热胀冷缩，严重时造成部分滑线拱起和接头拉脱，滑线运行到此处时会造成脱落，导致天车供电缺相。解决办法是定期更换滑刀滑块，定期对天车滑线进行检查，必要时增加天车滑线温度补偿器数量。
2.变频器常见故障
参数设置类故障的处理，一旦发生了参数设置类故障后，变频器都不能正常运行，一般可根据说明书进行修改参数。如果以上不行，最好是能够把所有参数恢复出厂值，然后按上述步骤重新设置。
过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均、输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已坏，需要更换变频器。
过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短，直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器;如后者则要对生产机械进行检修。
（二）天车大梁频繁开裂
大车行走电机的速差，减速机与电机调速方式选型不合理及制动方式落后是造成天车大梁频繁开裂的主要原因。某企业2012年2月在设备检查中发现西大梁与北端梁连接部位大梁立板与腹板焊缝处及腹板处均出现裂纹。为有效解决天车大梁开裂这一问题题，于2012年底对该车进行了大车行走变频及减速系统改造，将原来的绕线电机串电阻调速系统配合蜗轮蜗杆减速机传动改为变频器调速系统配合SEWJ合一传动机构（电机、减速机、电磁抱闸一体）传动。由于改造后天车实现了大车电机行走时平滑调速，两侧大车电机同步性能大为改善，两侧电机速度差<2‰;且由于电机采取了能耗制动方式，实现了大车平稳制动。电磁抱闸受天车PLC程序控制延时动作（该延时时间长于能耗制动时间），不再参与减速机的减速过程，只起定位作用，另外，由于选用的SEW减速机为传统多级齿轮减速机，加工精度较高，较适合频繁调速的使用环境。改造后大车运行平稳，启动、停车、变速过程无冲击，大梁扭动现象消失，完全达到了改造设计要求，运行几个月来大梁未出现裂纹，改造效果良好。
（三）液压系统故障
液压系统故障也是制约多功能电解铝天车持续运行的因素之一，液压系统中液压泵长期使用过程中会出现液压泵无压力现象。因造成主泵无压力故障因素很多，文中仅对控制阀组的影响进行分析。某点铝厂在对液压控制阀组检查过程中，维护人员先启动了控制阀组上的流溢阀，观察一段时候后发现液压系统处于无压力状态，为了确定控制阀组是否造成主泵无压力的因素，将控制阀组上的流溢阀拆开，并仔细检查，发现阀芯和各零件良好，阀芯内也无异物、阀芯卡死或弹簧失效问题，但仍不能确定是否是影响因素，后对对控制阀上的流溢阀进行清洗并安装，再将压力调至合适位置，重新启动液压系统，系统仍然无压力，而故障依然存在，最终确定不是造成主泵无压力的因素。最后将方向转至伺服阀，先拆开伺服阀并对其进行清洗，清洗干净后对伺服阀芯进行检查，结果零件良好且没有弹簧失效状况，但是却发现伺服芯内有异物，于是进行了清理，并初步确定该因素可能是造成主泵无压力的原因。为了进一步弄清事实，重新安装了清理干净的伺服阀，然后再次打开，发现阀芯内无异物，且无阀芯卡死和弹簧失效状况。确定无问题后，重新清洗后安装，启动液压系统，液压系统主泵有压力且能正常运转，最终确定伺服阀芯异物卡死阀芯是影响多功能天车液压系统主泵的因素。综上所述，针对液压系统液压泵故障，需要对液压系统进行多方位检验，确定故障因素后，有针对性的进行解决，同时维护人员也需要对液压系统进行定期维护和保養。
三、结束语
多功能机组的安全管理涉及方方面面的内容，可以说是一个复杂的系统工程，但只要我们高度重视、强化管理，多功能机组的安全使用和管理一定会做出突出成绩，多功能机组的事故也会完全预防。
参考文献：
[1]范春生，吕宏靓.铝电解天车变频器常见故障分析处理及对策[J].甘肃冶金，2014年2期.
[2]周峰，张建平，宁建文.铝电解多功能天车的维修实践[J].山西冶金，2006年2期.
【关键词】铝电解;维修;PLC
一、铝电解多功能天车的使用
铝电解天车又称铝电解多功能机组，它是现代预焙阳极铝电解生产的关键设备，适用预焙阳极铝电解工艺生产。铝电解多功能天车组成系统很多，主要有起重机械、PLC控制系统、液气压传动技术等等，下面对其中的使用要点进行分析。
（一）铝电解多功能机组的使用条件
铝电解多功能机组的基本控制系统分为：打壳、更换阳极、添加覆盖料、出铝、母线提升及槽检修吊装等。其结构部分可分为大车、工具小车、出铝小车。大车部分包括空压机系统、大车行走系统、电气控制系统。工具小车部分包括打壳机构、更换阳极机构、加料机构、捞渣装置、液压系统。出铝小车系统包括一个自带称量系统，自由旋转、升降的出铝钩。
主电源合闸控制：按下“主启动”，主电源无故障则合闸;按下“主启动”保持3秒钟，主电源分闸，当发生绝缘破坏时，主电源分闸，为了把工具和电解槽分开，按下“强制送电”，主电源合闸，工具上升到上限位主电源自动分闸。
工具小车行走的条件：回路正常、变频无故障、抱闸无故障、冷却风机无故障、无终端限位、扳手在上限位、无锁定加料对位信号。
出铝小车行走的条件：回路正常、变频无故障、抱闸无故障、冷却风机无故障、无终端限位。
打壳机下降的条件：扳手在上限位、阳极在上限位、捞渣在上限位、工具绝缘正常。
打壳机高速下降的条件：打壳机在上下限位中间。
阳极更换装置下降的条件：扳手在上限位、打壳在上限位、捞渣在上限位、工具绝缘正常、无阳极测高速信号。
（二）PLC控制系统的调试
铝电解是金属铝的主要生产方式，而在铝电解的生产过程中，铝电解多功能机组通常会应用到PLC控制系统。PLC控制系统是当前多功能机主要的控制系统，随着该系统在铝电解多功能机组中的应用，不仅大幅度提高了金属铝的生产效率和质量，而且使节能环保生产理念在金属铝的生产过程中得到了完美体现，因此使得PLC控制系统在众多系统中脱颖而出，成为了当前多功能机组中一种必不可少的系统。
调试前的准备：（1）理解熟悉电气原理图、接线端子图、主回路图及有关技术文件，了解操纵原理和各元件的作用。（2）理解熟悉电气设备的工作原理、接线方式、线路安装及相关技术参数的设定。（3）根据电气原理图检查电气线路的接线是否正确、线路安装是否符合标准，如有变更及时做好记录。（4）用500V摇表测量线路的绝缘电阻，不得小于1兆欧。（5）检查电气设备及元件与电气原理图中所给定的设备是否相符。
通电前检查：检查电源的电压是否正确（PLC输入AC220V，输出24V）。检查PLC电源模块的电压选择是否正确（应为AC170-265V）。给PLC送电检查PLC指示灯是否指示正确。第一次通电时，由于PLC的SLC模块内无程序，处理器没有工作，因此SLC的CPUFAULT灯应闪烁。检查各输入信号是否正确，检查常开和常闭点是否有接反的地方，输入信号的地址与电气原理图是否一致，并及时改证错误。建立通讯联系。PLC系统采用DH+通讯，用通讯电缆把笔记本电脑和PLC的CPU模块连接起来，且CPU钥匙开关转到programme位置，把在笔记本电脑已编好的程序灌入到CPU内。
二、铝电解多功能天车的维修
（一）电气故障
1.供电常见故障
滑线滑刀脱落，分析原因为铝制滑触线，受温度影响后热胀冷缩，严重时造成部分滑线拱起和接头拉脱，滑线运行到此处时会造成脱落，导致天车供电缺相。解决办法是定期更换滑刀滑块，定期对天车滑线进行检查，必要时增加天车滑线温度补偿器数量。
2.变频器常见故障
参数设置类故障的处理，一旦发生了参数设置类故障后，变频器都不能正常运行，一般可根据说明书进行修改参数。如果以上不行，最好是能够把所有参数恢复出厂值，然后按上述步骤重新设置。
过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均、输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分配设计、对线路进行检查。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已坏，需要更换变频器。
过载故障包括变频过载和电机过载。其可能是加速时间太短，直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器;如后者则要对生产机械进行检修。
（二）天车大梁频繁开裂
大车行走电机的速差，减速机与电机调速方式选型不合理及制动方式落后是造成天车大梁频繁开裂的主要原因。某企业2012年2月在设备检查中发现西大梁与北端梁连接部位大梁立板与腹板焊缝处及腹板处均出现裂纹。为有效解决天车大梁开裂这一问题题，于2012年底对该车进行了大车行走变频及减速系统改造，将原来的绕线电机串电阻调速系统配合蜗轮蜗杆减速机传动改为变频器调速系统配合SEWJ合一传动机构（电机、减速机、电磁抱闸一体）传动。由于改造后天车实现了大车电机行走时平滑调速，两侧大车电机同步性能大为改善，两侧电机速度差<2‰;且由于电机采取了能耗制动方式，实现了大车平稳制动。电磁抱闸受天车PLC程序控制延时动作（该延时时间长于能耗制动时间），不再参与减速机的减速过程，只起定位作用，另外，由于选用的SEW减速机为传统多级齿轮减速机，加工精度较高，较适合频繁调速的使用环境。改造后大车运行平稳，启动、停车、变速过程无冲击，大梁扭动现象消失，完全达到了改造设计要求，运行几个月来大梁未出现裂纹，改造效果良好。
（三）液压系统故障
液压系统故障也是制约多功能电解铝天车持续运行的因素之一，液压系统中液压泵长期使用过程中会出现液压泵无压力现象。因造成主泵无压力故障因素很多，文中仅对控制阀组的影响进行分析。某点铝厂在对液压控制阀组检查过程中，维护人员先启动了控制阀组上的流溢阀，观察一段时候后发现液压系统处于无压力状态，为了确定控制阀组是否造成主泵无压力的因素，将控制阀组上的流溢阀拆开，并仔细检查，发现阀芯和各零件良好，阀芯内也无异物、阀芯卡死或弹簧失效问题，但仍不能确定是否是影响因素，后对对控制阀上的流溢阀进行清洗并安装，再将压力调至合适位置，重新启动液压系统，系统仍然无压力，而故障依然存在，最终确定不是造成主泵无压力的因素。最后将方向转至伺服阀，先拆开伺服阀并对其进行清洗，清洗干净后对伺服阀芯进行检查，结果零件良好且没有弹簧失效状况，但是却发现伺服芯内有异物，于是进行了清理，并初步确定该因素可能是造成主泵无压力的原因。为了进一步弄清事实，重新安装了清理干净的伺服阀，然后再次打开，发现阀芯内无异物，且无阀芯卡死和弹簧失效状况。确定无问题后，重新清洗后安装，启动液压系统，液压系统主泵有压力且能正常运转，最终确定伺服阀芯异物卡死阀芯是影响多功能天车液压系统主泵的因素。综上所述，针对液压系统液压泵故障，需要对液压系统进行多方位检验，确定故障因素后，有针对性的进行解决，同时维护人员也需要对液压系统进行定期维护和保養。
三、结束语
多功能机组的安全管理涉及方方面面的内容，可以说是一个复杂的系统工程，但只要我们高度重视、强化管理，多功能机组的安全使用和管理一定会做出突出成绩，多功能机组的事故也会完全预防。
参考文献：
[1]范春生，吕宏靓.铝电解天车变频器常见故障分析处理及对策[J].甘肃冶金，2014年2期.
[2]周峰，张建平，宁建文.铝电解多功能天车的维修实践[J].山西冶金，2006年2期.