電氣自動控制中觸點競爭的分析及處理

1 不同電磁式電器特性各異引發(fā)的觸點競爭
　　電磁式電器的吸力特性與反力特性的配合是影響自動控制系統(tǒng)工作可靠性的一個重要因素。
　　不同電磁式電器的吸力與反力特性曲線的配合不同，其動作的快慢程度也就不同，那么相應(yīng)的觸頭系統(tǒng)的動作也就有先后之分，這樣就產(chǎn)生了不同電磁式電器的觸點競爭問題。
　　我公司1 700t／d生產(chǎn)線的窯尾煙室氣體分析儀冷卻水箱水位的自動控制電路，是公司技術(shù)部根據(jù)某磁助電接點壓力表生產(chǎn)廠家提供的原理圖自行設(shè)計的。當水箱水位下降至下限位時，水泵自動啟動抽水；當水箱水位上升至上限位時，水泵則自動停止抽水。圖1為水位控制電路。其工作原理為：

　　1)當壓力為0 　　2)當壓力升高，由P1向P2遞增時，由于繼電器KAl常開觸點閉合自鎖，故電動機繼續(xù)工作。
　　3)當壓力上升到最高設(shè)定點P2時，指針的動觸頭與P2的靜觸頭接觸，中間繼電器KA2通電，其常閉觸點斷開，使繼電器KAl失電，電動機隨即停止工作。
　　4)當壓力由P2向P1下降時，由于繼電器KAl上的觸點仍處于斷開狀態(tài)，故電動機仍停止工作。
　　5)待壓力下降至P1時，指針動觸頭與P1靜觸頭接觸，使繼電器KAl和接觸器KM得電動作，這樣電動機又得電重新開始工作。
　　此控制電路使用的中間繼電器為JDZl系列，窯系統(tǒng)調(diào)試生產(chǎn)后的頭幾個月，水箱水位的控制效果良好，但以后不時出現(xiàn)失控，造成水滿溢出現(xiàn)象。筆者對此控制電路進行了認真的分析，發(fā)現(xiàn)失控的真正原因出在不同繼電器因特性各異而引發(fā)的觸點競爭上，現(xiàn)分析如下。
　　當壓力表指針的動觸頭與高壓設(shè)定點的靜觸頭接觸時，繼電器KA2得電吸合，恰恰在此瞬間出現(xiàn)了觸點競爭現(xiàn)象，即KA2得電吸合的瞬間，其常閉觸點剛剛斷開，而此時KAl常開觸點還沒來得及因斷電而斷開；與此同時，繼電器KA2也因剛剛斷電而沒有足夠的吸力使常開觸點吸合，從而導(dǎo)致了這2個繼電器電磁機構(gòu)觸頭系統(tǒng)的迅速復(fù)位。復(fù)位后KA2常閉觸點閉合，繼電器KA2再次動作，這樣就產(chǎn)生了循環(huán)往復(fù)，繼電器KAl不能斷開，KA2又不能及時吸合，從而形成了—種電磁振蕩狀態(tài)。這種狀態(tài)維持一段時間之后也許就會恢復(fù)正常，繼電器KAl、KA2及接觸器KM會全部失電停止工作(但水箱會溢出大量的水)。如果維持較長一段時間之后還不能消除這種振蕩狀態(tài)，那么，水箱水位控制不但會失控，使水箱溢水，而且還會燒毀中間繼電器及接觸器線圈。由于不同電磁式電器的吸力與反力特性曲線的配合不同，才導(dǎo)致了各自觸點系統(tǒng)的競爭現(xiàn)象。圖1中的控制電路能正常工作幾個月，是由于繼電器KA2失電動作的瞬間，繼電器KAl失電后其常開觸點能迅速復(fù)位。這種巧合現(xiàn)象，可能會隨著時間的推移、各電磁式電器的特性曲線漂移發(fā)生變化，經(jīng)常造成冷卻水箱水位的失控。
　　若改變繼電器KAl、KA2的電磁特性，即拆開繼電器，把KAl的反作用彈簧拉K及將鐵心氣隙適當增大，使反力特性增強；將KA2的反作用彈簧縮短及將鐵心氣隙適當縮小，使吸力特性增強，這樣KA2的常閉觸點就不能盡快復(fù)位，可解決以上問題。但此法治標不治本，最終的解決辦法是重新設(shè)計電路，如圖2所示(注：此電路不是唯一的設(shè)計)。此電路的特點是利用電接點壓力表指針動作的延時性來消除2個繼電器瞬間產(chǎn)生的觸點競爭問題。該電路更改后收到了預(yù)期的控制效果，自1997年更改后尚沒有出現(xiàn)過失控現(xiàn)象。

2 電磁式電器本身觸頭引發(fā)的觸點競爭
　　我公司生料配料和熟料配料工藝中，其磨頭物料配比電子秤使用的報警信號放大與轉(zhuǎn)換裝置，是將電子秤單片機中CPU8031輸出的一微弱方波信號放大轉(zhuǎn)換成一個持續(xù)的220V電振鈴與指示燈信號。如圖3所示(KA2常閉點去A、B兩點，防止KA1直流繼電器頻繁動作)。當下料口卡料或物料超限時，220V電振鈴就會動作，及時警醒操作人員排除卡料故障或合理調(diào)節(jié)物料配比。

　　在實踐維護中筆者發(fā)現(xiàn)，根據(jù)同一控制電路制作的2個報警信號轉(zhuǎn)換器投入使用之后，一個能正常：工作，一個卻不能。由于可以看到不能正常工作的轉(zhuǎn)換器的繼電器KA2觸頭吸合之后瞬間又釋放，可以排除線路板有故障的可能性。將此轉(zhuǎn)換器中的KA2取出單獨作試驗，KA2正常工作，這才考慮觸頭系統(tǒng)本身的競爭問題，即同一個繼電器的常開觸點與常閉觸點其動作也會有先后之分，可分為“先斷后合”和“先合后斷”2種類型。這是由電器本身的工藝制造結(jié)構(gòu)造成的。筆者在原電路板上加裝了一個延時繼電器，如圖3中虛線框內(nèi)所示。既避免了直流繼電器KAl的頻繁動作，又解決了同一繼電器本身的觸點競爭問題。此電路更改后控制效果良好，在一定程度上穩(wěn)定了磨機的產(chǎn)量和質(zhì)量。

3 結(jié)束語
　　在電氣自動控制系統(tǒng)的日常維護中，我們時時會碰到許多新問題，若我們在電氣故障的排查過程中感到有點蹊蹺之時，不妨想一想我們所查找的控制系統(tǒng)是否有觸點競爭的可能，這對解決實際問題，迅速排除電氣故障，保證正常生產(chǎn)，將會大有裨益。