鋼化玻璃制備企業(yè)溫度控制故障維修
普通玻璃非常易碎,經(jīng)過鋼化以后,就非常的結實,應用更安全,不易傷人。鋼化玻璃還可以熱彎,使玻璃既有強度又有一定的弧度,所以鋼化玻璃應用非常廣泛。
加工制備鋼化玻璃時,首先要打開電腦控制臺,設置需要鋼化玻璃的厚度和對應的溫度后升溫,溫度升好后,調整所需準確溫度、加熱時間,再將玻璃放在片臺上,傳送到加熱爐內。達到加熱時間后,用調整好的風壓通過風柵吹向玻璃使其冷卻,形成了鋼化玻璃。
一、鋼化玻璃制備主電路
某鋼化玻璃企業(yè)的一條生產(chǎn)線使用15只固態(tài)繼電器SSR和同等數(shù)量的電爐絲(加熱絲)組成加熱裝置,并由溫度傳感器檢測每一個加熱區(qū)域的溫度,傳感器與電腦連接,根據(jù)設定的溫度值和傳感器檢測到的數(shù)據(jù),向固態(tài)繼電器發(fā)送控制信號,調節(jié)固態(tài)繼電器導通與斷開的時間比,實現(xiàn)溫度的控制。調溫電路的主電路見圖1。
圖中每一個元件的編號均為3位數(shù)字,其中百位的1是第1條生產(chǎn)線上的元件編號;十位上的數(shù)字相同的為A、B、C三相一組;個位數(shù)是元件在每一組中的編號。
二、固態(tài)繼電器的的特性
圖1電路中,固態(tài)繼電器SSR是控溫、調溫的關鍵元件,所以應了解它的基本特性。SSR由輸入電路、觸發(fā)電路和輸出電路3部分組成。輸入電路有分立器件和SMT表面貼裝工藝之分;輸出電路的功率組件可分為塑封雙向可控硅(雙向晶閘管)工藝和單向可控硅(單向晶閘管)反向并聯(lián)工藝。一般10~40A的SSR采用塑封雙向可控硅封裝,50~100A的SSR采用塑封單向可控硅反并聯(lián)封裝。單向硅反并聯(lián)的技術指標要好于雙向硅工藝,它的特點是阻斷電壓高,過載能力強,散熱條件好,抗沖擊能力強,電流可達上千安培。
固態(tài)繼電器SSR有過零觸發(fā)型和隨機觸發(fā)型2種:
過零型SSR用作開關,從開關的意義上講,等同于普通的繼電器或接觸器。我們通常所說的固態(tài)繼電器多數(shù)為過零型的,這種固態(tài)繼電器只能用作開關,不能用于調壓。只要在輸入端加有適當?shù)妮斎胄盘?,其輸出端即相當于處在導通狀態(tài),輸入信號的持續(xù)時間與輸出端的導通時間相等。
隨機型SSR主要用于斬波調壓,它的輸入控制信號必須是與電網(wǎng)同步且上升沿可在0~180°范圍內改變的方波信號時,才能實現(xiàn)調壓。單一固定的電壓信號或0~5V的模擬信號不能使其調壓。顯而易見,隨機型SSR與普通的繼電器或接觸器截然不同。有一點在使用中必須注意,各類隨機觸發(fā)型、可調節(jié)輸出電壓的固態(tài)繼電器,內部作為輸出觸點的器件均為可控硅,且都是依靠改變可控硅導通角來實現(xiàn)調壓的,所以輸出電壓的波形不是正弦波,而是存在高次諧波,對電網(wǎng)有一定的污染。
三、控制電路報警提示故障
圖1電路具有保護功能完善、運行可靠性高的特點,但突然有一天系統(tǒng)發(fā)出報警信號,提示電爐絲RL112加熱區(qū)域的溫度偏低,且溫度調控無效。
系統(tǒng)中使用的固態(tài)繼電器SSR的型號為SAM40150D,是一種額定電壓為480V、很大工作電流為150A、控制輸入為直流、負載電壓為交流、過零觸發(fā)型固態(tài)繼電器。電腦控制系統(tǒng)向SSR發(fā)送的是直流信號,如圖2所示。輸入信號在t1時刻發(fā)出,但固態(tài)繼電器是過零觸發(fā)型的,所以只有到了t2時刻電源過零時,SSR才被觸發(fā)導通。觸發(fā)信號至t3時刻結束,之后SSR在t4時刻電源過零時關斷。
自動控制系統(tǒng)在一個固定的時間周期內,調節(jié)觸發(fā)信號的占空比,實現(xiàn)對溫度的恒溫控制。發(fā)現(xiàn)故障報警后,隨即停電對提示故障的電爐絲RL112支路進行排查,檢查熔斷器FU112完好,接著重點檢查固態(tài)繼電器SSR112,因為這種器件屬于半導體器件,出故障的概率較高。拆除SSR112的4條外連線,測量其輸入端,未能發(fā)現(xiàn)異常,再用萬用表測其輸出端的正、反向阻值均為無窮大,判斷它正常。
接著將這只固態(tài)繼電器的輸入線接插件插入SSR的輸入端插孔,并將FU112與SSR的連線接通,暫時不接與RL112之間的連線,在采取必要安全防范措施的前提下通電測量,用萬用表測得SSR懸空的那一端與相線LI、L3之間電壓為388V,與零線N之間的電壓為224V。這個測量結果似不正常,因為這時雖然通電,但未進入運行狀態(tài),所以SSR的輸入端應該沒有控制信號輸入。于是,拔掉SSR輸入端的接插件后測量,結果居然與上次相同。這樣的測量結果又好像SSR不正常。
采用對比法,將能夠正??販氐钠渌芈返腟SR進行同樣的測量,結果與SSR112測量結果相同。
通過以上測量數(shù)據(jù)認定固態(tài)繼電器損壞顯然不妥,因為懷疑故障的固態(tài)繼電器與能夠正常工作的固態(tài)繼電器測量結果是相同的。無奈之間,嘗試更換故障率較低的電爐絲RL112,并恢復電路后通電試機,結果故障排除啦。原來是電爐絲出現(xiàn)故障導致了系統(tǒng)報警。
四、故障原因分析
經(jīng)過查閱固態(tài)繼電器的相關技術資料得知,固態(tài)繼電器輸出端的負載電壓如果為交流電的話,在輸出端雙向可控硅的作為輸出開關的兩端并聯(lián)有一個RC阻容吸收回路,如圖3所示。圖中A端相當于經(jīng)過熔斷器FU112連接相線L2,由于RC吸收回路的存在,在B端測量到電壓就不難理解了。