作者:唐全勝單位: [2005-6-2]
關鍵字:自動-控制-觸點
摘要:在電氣系統自動控制過程中，我們不可避免地要用到電磁式電器，即使是plc控制，其外部電路也需電磁式電器。電磁式電器根據電磁鐵的基本原理設計，由感測部分(電磁機構)和執行部分(觸頭系統)組成。
電磁式電器在電氣自動控制中應用量最大，型別也最多，因而遇到的問題和要解決的問題也較多。筆者通過實踐維護發現，電氣自動控制設計中的觸點競爭，是我們要注意解決的問題，它分為不同電磁式電器因特性各異引發的觸點競爭和電磁式電器本身觸頭系統引發的觸點競爭。在日常維護中，如果我們對觸點競爭問題缺乏足夠的認識或對此問題處理不當，就會影響生產過程的自動控制，嚴重的還會影響生產的安全運作，造成不必要的停機停產。
1不同電磁式電器特性各異引發的觸點競爭
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工作可靠性的乙個重要因素。
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，那麼相應的觸頭系統的動作也就有先後之分，這樣就產生了不同電磁式電器的觸點競爭問題。
我公司1 700t／d生產線的窯尾煙室氣體分析儀冷卻水箱水位的自動控制電路，是公司技術部根據某磁助電接點壓力表生產廠家提供的原理圖自行設計的。當水箱水位下降至下限位時，水幫浦自動啟動抽水；當水箱水位上公升至上限位時，水幫浦則自動停止抽水。圖1為水位控制電路。
其工作原理為：
1)當壓力為02)當壓力公升高，由p1向p2遞增時，由於繼電器kal常開觸點閉合自鎖，故電動機繼續工作。
3)當壓力上公升到最高設定點p2時，指標的動觸頭與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，由於繼電器kal上的觸點仍處於斷開狀態，故電動機仍停止工作。
5)待壓力下降至p1時，指標動觸頭與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，窯系統除錯生產後的頭幾個月，水箱水位的控制效果良好，但以後不時出現失控，造成水滿溢位現象。筆者對此控制電路進行了認真的分析，發現失控的真正原因出在不同繼電器因特性各異而引發的觸點競爭上，現分析如下。
當壓力表指標的動觸頭與高壓設定點的靜觸頭接觸時，繼電器ka2得電吸合，恰恰在此瞬間出現了觸點競爭現象，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，從而導致了這2個繼電器電磁機構觸頭系統的迅速復位。復位後ka2常閉觸點閉合，繼電器ka2再次動作，這樣就產生了迴圈往復，繼電器kal不能斷開，ka2又不能及時吸合，從而形成了—種電磁振盪狀態。這種狀態維持一段時間之後也許就會恢復正常，繼電器kal、ka2及接觸器km會全部失電停止工作(但水箱會溢位大量的水)。
如果維持較長一段時間之後還不能消除這種振盪狀態，那麼，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。由於不同電磁式電器的吸力與反力特性曲線的配合不同，才導致了各自觸點系統的競爭現象。圖1中的控制電路能正常工作幾個月，是由於繼電器ka2失電動作的瞬間，繼電器kal失電後其常開觸點能迅速復位。
這種巧合現象，可能會隨著時間的推移、各電磁式電器的特性曲線漂移發生變化，經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計電路，如圖2所示(注：此電路不是唯一的設計)。
此電路的特點是利用電接點壓力表指標動作的延時性來消除2個繼電器瞬間產生的觸點競爭問題。該電路更改後收到了預期的控制效果，自2023年更改後尚沒有出現過失控現象。
2電磁式電器本身觸頭引發的觸點競爭
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訊號放大與轉換裝置，是將電子秤微控制器中cpu8031輸出的一微弱方波訊號放大轉換成乙個持續的220v電振鈴與指示燈訊號。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節物料配比。
在實踐維護中筆者發現，根據同一控制電路製作的2個報警訊號轉換器投入使用之後，乙個能正常：工作，乙個卻不能。由於可以看到不能正常工作的轉換器的繼電器ka2觸頭吸合之後瞬間又釋放，可以排除線路板有故障的可能性。
將此轉換器中的ka2取出單獨作試驗，ka2正常工作，這才考慮觸頭系統本身的競爭問題，即同乙個繼電器的常開觸點與常閉觸點其動作也會有先後之分，可分為「先斷後合」和「先合後斷」2種型別。這是由電器本身的工藝製造結構造成的。筆者在原電路板上加裝了乙個延時繼電器，如圖3中虛線框內所示。
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。此電路更改後控制效果良好，在一定程度上穩定了磨機的產量和質量。
3結束語
在電氣自動控制系統的日常維護中，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詢的控制系統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，將會大有裨益。
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