鋼化玻璃制備企業(yè)溫度控制故障維修

【中玻網(wǎng)】普通玻璃非常易碎，經(jīng)過鋼化以后，就非常的結(jié)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(shè)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(diào)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(nèi)。達到加熱時間后，用調(diào)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，并由溫度傳感器檢驗每一個加熱區(qū)域的溫度，傳感器與電腦連接，根據(jù)設(shè)定的溫度值和傳感器檢驗到的數(shù)據(jù)，向固態(tài)繼電器發(fā)送控制信號，調(diào)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(diào)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(diào)溫的關(guān)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(shù)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(guān)，從開關(guān)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(guān)，不能用于調(diào)壓。只要在輸入端加有適當?shù)妮斎胄盘枺漭敵龆思聪喈斢谔幵趯顟B(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(diào)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(nèi)改變的方波信號時，才能實現(xiàn)調(diào)壓。單一固定的電壓信號或0～5V的模擬信號不能使其調(diào)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(diào)節(jié)輸出電壓的固態(tài)繼電器，內(nèi)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(diào)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、控制電路啟動緊急信號提示故障

　　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)出啟動緊急信號信號，提示電爐絲RL112加熱區(qū)域的溫度偏低，且溫度調(diào)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(jié)束，之后SSR在t4時刻電源過零時關(guān)斷。

　　自動控制系統(tǒng)在一個固定的時間周期內(nèi)，調(diào)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)故障啟動緊急信號后，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，接著要點檢查固態(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(jié)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(jié)果居然與上次相同。這樣的測量結(jié)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(jié)果與SSR112測量結(jié)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(jié)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(jié)果故障排除啦。原來是電爐絲出現(xiàn)故障導致了系統(tǒng)啟動緊急信號。

　　四、故障原因分析

　　經(jīng)過查閱固態(tài)繼電器的相關(guān)技術(shù)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(guān)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。