钢铁企业堆取料机电气故障诊断与预防策略

引言

堆取料机是钢铁企业原料场、烧结厂、焦化厂等钢铁企业必备的大型设备，主要用于散状物的堆存、取料、转运等。随着钢铁工业的发展，生产规模日益扩大，堆取料机作业负荷也越来越大，电气系统承担着巨大的考验。电气故障导致停机，耽误生产，发生安全事故给企业带来巨大的经济损失，做好堆取料机电气故障诊断与预防研究，有着重大的现实意义。

一、钢铁企业堆取料机常见电气故障类型

1. 电机故障

电机是堆取料机的动力来源，其故障较多，主要有电机过热、电机震动过激、电机异响、电机不能启动等。电机过热是电机过载、电机散热不良、绕组短路等因素引起的；电机震动过激是电机安装不正确、轴承磨损、电机转子不平衡等因素引起的；电机异响是轴承损坏、转子与定子摩擦等因素引起的；电机不能启动是电源损坏、接触器损坏、绕组断路等因素引起的。

2. 电气控制系统故障

电气控制系统是堆取料机的“大脑”部分，控制着设备的各项动作，常见的电气控制系统故障有PLL 控制系统故障、继电器和接触器故障、传感器故障等。PLL 控制系统故障表现为程序错误、模块损坏等，不能控制设备按程序设定工作；继电器或接触器故障表现为接触器触电磨损、粘连、线圈线圈烧坏等，电路不能正常工作；传感器故障表现为传感器不能正确检测到设备位置、运行状态等相关信息，控制不能正常进行。

3. 供电系统故障

堆取料机通过供电系统供电，若电源供电系统发生故障，将影响设备的正常运行，主要故障包括供电电压不稳、电缆故障、接地故障等。供电电压不稳定可能是由于电网波动、变压器故障等因素导致的，会影响电机、电气元件等；电缆故障可能导致电缆绝缘受损、断线等问题，造成供电中断；接地故障可能导致设备外壳带电，存在安全隐患，影响电气系统的正常运行。

二、钢铁企业堆取料机电气故障诊断方法

1. 直观检查法

直观检查法，是也是故障诊断中最简单、最常用的方法，检修人员用眼或肉眼看，用手或耳听，触摸堆取料机电气设备，电机有没有冒油、发烟，检查接触器触点有没有烧蚀、粘连，听电机、变压器等电机和设备运行时是否出现不正常的声音，摸电机的外观、电缆等，温度有没有过高，简单方便，只能检查一些明显的、表面的故障。

2. 仪器检测法

使用专业的检测设备能够更好地帮助诊断电气故障。常用的检测设备主要有万用表、兆欧表、示波器、红外测温仪等。万用表检测电路的电压、电流、电阻等，检测电路的通断、短路，检测元器件的好与坏；兆欧表检测电气设备的绝缘电阻，检测电气设备的绝缘是否损坏；示波器检测电信号的波形，检测分析电路的信号，诊断控制系统的故障问题；红外测温仪对设备的温度进行不接触的测量，能及时地对设备过热部分进行检测。

3. 故障树分析法

故障树分析法是一种演绎分析法，其通过建立故障树，从故障的后果，层层追索至引起故障的故障因素，首先确定顶上事件（需要分析的故障），再寻找引起顶上事件发生的故障原因，然后层层向下追查，直至找到最基本的故障原因。对故障发生的原因进行逻辑分析，方便分析故障发生的原因，寻找故障发生的根源，对故障的排除及预防提供依据。

4. 智能诊断法

随着科学技术的进步，智能诊断的方法也逐渐被应用到堆取料机电气故障的诊断中，智能诊断主要包括专家系统、神经网络、模糊逻辑等。专家系统就是利用专家的经验及知识，利用推理模型，来模拟专家的诊断，来进行故障诊断；神经网络具有极强的学习和识别学习的能力，可以在大量故障的学习中获取故障的特征，来对故障进行正确的诊断；模糊逻辑处理模糊不确定的信息，可以处理用确定的数学模型难以处理的故障诊断问题。

三、钢铁企业堆取料机电气故障预防策略

1. 加强设备日常维护保养

制定日常维护保养制度，定期检查、清洁、润滑、紧固等工作，例如定期清理电机表面的灰尘、杂物等，保持散热良好；检查电缆绝缘层是否存在破损、电缆接头是否紧固；检查继电器、接触器等电气元件，对损坏的及时更换；定期对 PLC 控制系统进行检查、备份、确保程序正常。

2. 优化设备运行环境

堆取料机工作环境粉尘多、湿度大、振幅大，加快了电气设备的损坏和腐蚀，应该改善工作环境，如增加防尘防潮装置，减少粉尘、潮湿对电气设备的影响；对电气设备进行减振处理，减少振动对电气元器件的损害；合理安排工作，不让设备长时间工作，减少设备疲劳。

3. 提高操作人员和维修人员的素质

操作人员操作的不当也会导致电气故障，维修人员的技术的高低直接影响着故障的诊断与排除工作的速度，因此，要加大对操作人员和维修人员的培训，对操作人员的岗前培训，让其明白如何操作设备，电气系统的原理等，以防操作不当导致故障的发生；对维修人员的专业培训，提高其诊断电气故障和维修电气故障的能力，掌握先进的故障诊断与维修技术。

4. 采用先进的电气设备和技术

科技在发展，先进的电气设备、电气技术越来越多，选择一些性能优越、质量可靠的设备或器件，例如：性能较好的电机、无触点接触器、智能传感器等，可以减少故障的发生；采用状态监测技术，利用传感器实时检测电气设备工作状况，及时发现故障隐患，发现故障早，早维修早处理，防患于未然。

5. 建立完善的故障管理制度

完善故障管理制度，记录分析故障发生的时间、地点、故障的类型、发生的原因、处理的方式等，通过对故障数据统计、分析，找到其发生的规律、走向，为预防故障发生提供依据，对故障的处理进行总结和分析，不断完善故障处理方式以及预防方式，提高设备可靠性。

结语

相信在工业 4.0 时代、智能制造的背景下，未来的堆取料机电气故障诊断预防一定会朝着智能化、自动化、信息化方向发展。通过不断研究实践，堆取料机电气故障诊断预防一定会向着更加智能化方向发展，为钢铁企业的持续发展做出一份贡献。

参考文献：

[1] 陈禹 , 肖春江 . 镔钢智能化堆取料机集成技术 [J]. 现代冶金 , 2020,48(2):3.

[2] 金闯, 滕树满, 周茂涛. 一种堆取料机智能化改造方案[J]. 金属世界,2018(4):5.