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【摘 要】在一起干式除渣系统输送链断链事故原因分析过程中，对输送链打滑回路存在若干问题的研究，并提出解决方案，详细阐述了光电开关在输送链打滑回路中的应用及直流24V光电开关带载能力问题，经过打滑回路改造彻底解决打滑保护拒动问题，保证干式除渣系统安全可靠运行。
【关键词】打滑;光电开关;带载能力
2012年1月15日某电厂干式除渣系统输送链发生断链事故，输送链设置断链、打滑保护，断链保护由于设置不合理导致保护拒动，打滑保护由直流24V光电开关加24V直流中间继电器构成，回路存在严重缺陷。
1 原因分析
输送链原有打滑回路采用直流24V光电开关检测输送链电机轴部感应装置完成，直流24V光电开关输出端接直流24V中间继电器K1，K1两常开接点一个接通跳闸中间继电器K12，一个向DCS分散控制系统 DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM发输送链打滑信号。原回路中存在的问题有：
（1）输送链运行中，输送链电机轴部感应装置匀速转动，光电开关呈周期性导通状态，理论下光电开关输出端负载K1应在励磁、失磁状态间不断转换，跳闸回路与信号回路频繁接通。
（2）在对打滑回路进行反复试验中，测得直流24V光电开关导通状态下输出端电压在14.6～18.1V间波动，而24V直流中间继电器动作电压大于等于19.2V，导致光电开关导通时直流中间继电器K1无法动作，打滑保护无法启动。
（3）依照原打滑保护回路，当输送链正常停运时，直流24V光电开关处于输送链电机轴部感应装置感应区内，光电开关导通，跳闸回路持续接通，输送链将无法正常启动。
原输送链打滑保护在设计初期未充分考虑直流24V光电开关带载能力差的因素，在回路设计上欠缺考虑，致使打滑保护长期失效。
2 解决方案
2.1 光电开关简介
光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。[1]
多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。光电开关一般分为（1）漫反射式光电开关：它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号，当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式;（2）镜反射式光电开关：它亦集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号;（3）对射式光电开关：它包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号，当检测物体为不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测装置;（4）槽式光电开关：它通常采用标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了开关量信号，槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体，并且它能分辨透明与半透明物体，使用起来安全可靠;（5）光纤式光电开关：它采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，可以对距离远的被检测物体进行检测，通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。[2]
2.2 方案一
（1）在光电开关直流24V电源处串入输送链运行接点，输送链运行时打滑保护投入运行，停运时打滑保护同时退出运行。
（2）为了增加直流24V光电开关带载能力，在光电开关输出端加装三极管信号放大回路，保证输出端有足够带载能力。
（3）将直流中间继电器K1更换为直流时间继电器，增加一定延时，躲过输送链正常运行时光电开关处于电机轴部感应装置感应区内的固有时间，避免了跳闸回路与信号回路频繁接通现象的发生。
（4）由于改造后在光电开关电源端串入输送链运行接点，当输送链因打滑跳闸时，光电开关在输送链跳闸时同时失电，时间继电器失磁，至DCS打滑信号无法保持，不利于运行人员事故分析，因此需增加信号继电器，保证打滑信号持续稳定上传DCS。
2.3 方案二
（1）将原有直流24V光电开关更换为交流220V光电开关，从根本上解决光电开关带载问题。
（2）在光电开关交流220V电源处串入输送链运行接点，输送链运行时打滑保护投入运行，停运时打滑保护同时退出运行。
（3）将直流中间继电器K1更换为交流220V时间继电器，增加一定延时，躲过输送链正常运行时光电开关处于电机轴部感应装置感应区内的固有时间，避免了跳闸回路与信号回路频繁接通现象的发生。
（4）由于改造后在光电开关电源端串入输送链运行接点，当输送链因打滑跳闸时，光电开关在输送链跳闸时同时失电，时间继电器失磁，至DCS打滑信号无法保持，不利于运行人员事故分析，因此需增加信号继电器，保证打滑信号持续稳定上传至DCS。
经过多次反复试验与理论研究，结合现场实际运行情况，方案一中三极管信号放大回路受安装位置限制无法实施，且直流24V光电开关经三极管信号放大回路后输出信号需经长距离输送至控制箱内，可靠性大打折扣;方案二将原有直流24V回路全部拆除更换为交流220V回路，直流24V光电开关与直流24V中间继电器更换为交流220V光电开关与交流220V时间继电器，虽回路变更较大，且元件更换较多，但可从根本上消除上述缺陷，保证打滑保护可靠运行，因此现场采用方案二对回路进行改造。
2.4 现场调试
打滑保护回路改造完成后，需对光电开关与输送链电机轴部感应装置位置合理设置，使光电开关在处于感应区内部时能可靠触发导通，时间继电器延时需经现场实际测量取得，使输送链电机处于投运状态，实际测量光电开关从进入轴部感应装置感应区到出轴部感应装置感应区的时间，时间继电器延时在此时间基础上增加1秒，所有设置完成后实际模拟输送链打滑，保護可靠动作，信号可靠上传后投入运行。
3 结束语
干式除渣系统输送链打滑回路改造完成投运后，打滑保护正常可靠运行，保护正确动作一次，未发生误动、拒动事件，方便运行操作，利于检修维护，保证了输送链的安全稳定运行。经过此次打滑回路改造，为正确反映皮带、链条等打滑状态提供了一种投入小、容易实施的保护方案。
参考文献：
[1] 齐占庆，王振臣.电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，2002.
[2] 王兆义，小型可编程控制器实用技术[M].北京：机械工业出版社，2002.
作者简介：
孟新（1982-），男，本科，工程师，主要从事电气二次技术管理工作。E-mail：[email protected]
（大唐渭河热电厂）
【关键词】打滑;光电开关;带载能力
2012年1月15日某电厂干式除渣系统输送链发生断链事故，输送链设置断链、打滑保护，断链保护由于设置不合理导致保护拒动，打滑保护由直流24V光电开关加24V直流中间继电器构成，回路存在严重缺陷。
1 原因分析
输送链原有打滑回路采用直流24V光电开关检测输送链电机轴部感应装置完成，直流24V光电开关输出端接直流24V中间继电器K1，K1两常开接点一个接通跳闸中间继电器K12，一个向DCS分散控制系统 DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM发输送链打滑信号。原回路中存在的问题有：
（1）输送链运行中，输送链电机轴部感应装置匀速转动，光电开关呈周期性导通状态，理论下光电开关输出端负载K1应在励磁、失磁状态间不断转换，跳闸回路与信号回路频繁接通。
（2）在对打滑回路进行反复试验中，测得直流24V光电开关导通状态下输出端电压在14.6～18.1V间波动，而24V直流中间继电器动作电压大于等于19.2V，导致光电开关导通时直流中间继电器K1无法动作，打滑保护无法启动。
（3）依照原打滑保护回路，当输送链正常停运时，直流24V光电开关处于输送链电机轴部感应装置感应区内，光电开关导通，跳闸回路持续接通，输送链将无法正常启动。
原输送链打滑保护在设计初期未充分考虑直流24V光电开关带载能力差的因素，在回路设计上欠缺考虑，致使打滑保护长期失效。
2 解决方案
2.1 光电开关简介
光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。[1]
多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。光电开关一般分为（1）漫反射式光电开关：它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号，当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式;（2）镜反射式光电开关：它亦集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号;（3）对射式光电开关：它包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号，当检测物体为不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测装置;（4）槽式光电开关：它通常采用标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了开关量信号，槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体，并且它能分辨透明与半透明物体，使用起来安全可靠;（5）光纤式光电开关：它采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，可以对距离远的被检测物体进行检测，通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。[2]
2.2 方案一
（1）在光电开关直流24V电源处串入输送链运行接点，输送链运行时打滑保护投入运行，停运时打滑保护同时退出运行。
（2）为了增加直流24V光电开关带载能力，在光电开关输出端加装三极管信号放大回路，保证输出端有足够带载能力。
（3）将直流中间继电器K1更换为直流时间继电器，增加一定延时，躲过输送链正常运行时光电开关处于电机轴部感应装置感应区内的固有时间，避免了跳闸回路与信号回路频繁接通现象的发生。
（4）由于改造后在光电开关电源端串入输送链运行接点，当输送链因打滑跳闸时，光电开关在输送链跳闸时同时失电，时间继电器失磁，至DCS打滑信号无法保持，不利于运行人员事故分析，因此需增加信号继电器，保证打滑信号持续稳定上传DCS。
2.3 方案二
（1）将原有直流24V光电开关更换为交流220V光电开关，从根本上解决光电开关带载问题。
（2）在光电开关交流220V电源处串入输送链运行接点，输送链运行时打滑保护投入运行，停运时打滑保护同时退出运行。
（3）将直流中间继电器K1更换为交流220V时间继电器，增加一定延时，躲过输送链正常运行时光电开关处于电机轴部感应装置感应区内的固有时间，避免了跳闸回路与信号回路频繁接通现象的发生。
（4）由于改造后在光电开关电源端串入输送链运行接点，当输送链因打滑跳闸时，光电开关在输送链跳闸时同时失电，时间继电器失磁，至DCS打滑信号无法保持，不利于运行人员事故分析，因此需增加信号继电器，保证打滑信号持续稳定上传至DCS。
经过多次反复试验与理论研究，结合现场实际运行情况，方案一中三极管信号放大回路受安装位置限制无法实施，且直流24V光电开关经三极管信号放大回路后输出信号需经长距离输送至控制箱内，可靠性大打折扣;方案二将原有直流24V回路全部拆除更换为交流220V回路，直流24V光电开关与直流24V中间继电器更换为交流220V光电开关与交流220V时间继电器，虽回路变更较大，且元件更换较多，但可从根本上消除上述缺陷，保证打滑保护可靠运行，因此现场采用方案二对回路进行改造。
2.4 现场调试
打滑保护回路改造完成后，需对光电开关与输送链电机轴部感应装置位置合理设置，使光电开关在处于感应区内部时能可靠触发导通，时间继电器延时需经现场实际测量取得，使输送链电机处于投运状态，实际测量光电开关从进入轴部感应装置感应区到出轴部感应装置感应区的时间，时间继电器延时在此时间基础上增加1秒，所有设置完成后实际模拟输送链打滑，保護可靠动作，信号可靠上传后投入运行。
3 结束语
干式除渣系统输送链打滑回路改造完成投运后，打滑保护正常可靠运行，保护正确动作一次，未发生误动、拒动事件，方便运行操作，利于检修维护，保证了输送链的安全稳定运行。经过此次打滑回路改造，为正确反映皮带、链条等打滑状态提供了一种投入小、容易实施的保护方案。
参考文献：
[1] 齐占庆，王振臣.电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，2002.
[2] 王兆义，小型可编程控制器实用技术[M].北京：机械工业出版社，2002.
作者简介：
孟新（1982-），男，本科，工程师，主要从事电气二次技术管理工作。E-mail：[email protected]
（大唐渭河热电厂）