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麗江云杉坪旅游索道有限公司安技部　和潤武

摘　要：在脫掛式索道運行中由于站內進站側和出站側的垂直導向輪輪襯磨損，會造成進出站兩側的吊廂加減速系統在脫掛區域的速度與鋼繩的運行速度不同步，進出站兩側實時測量速度與主電機的實時測量速度存在一定的差值，在設備由重載狀態變為空載或輕載狀態時，鋼繩對支架托壓索輪和驅動輪的壓力變小，當鋼繩對液壓缸的壓力低于設定壓力值（正常值約96%）時，液壓張緊裝置的電機啟動，油泵開始工作，及時調整液壓張緊系統的油壓，適量增加液壓缸的長度，使鋼繩的張緊程度處于索道安全運行的要求之內。對于云杉坪索道而言，在液壓缸伸長推動小車移動時，行走小車移動速度方向在進站側和出站側相對于鋼繩運行速度方向剛好相反，而且由于導向輪襯磨損程度不同，造成了進出站兩側實時測量速度差值大于原先設定好保護參數，導致索道設備自動控制系統保護動作停機。

關鍵詞：輪襯磨損　負載變化　液壓缸伸長　速度方向　速度差　保護動作

脫掛式索道的速度測量系統主要是實時監測索道設備運行過程中，設備的運行速度，如鋼繩的運行速度、主電機的運行速度、站內吊廂加減速系統的運行速度，它一方面為索道的調速裝置采集設備運行的實時狀態量，使調速系統把該狀態變量與設定的速度值進行比較，如有差值及時調整可控硅的導通角，改變輸出電壓值，調節主電機的轉速，使定電機運行按設定的速度；另一方面為索道自動控制系統提供實時狀態參數，從而自動控制裝置不斷地與各種保護定值比較；并加以判斷，使索道設備按照預先設定的程序安全運行。同時，以比較直觀的方式在后臺計算機或操作臺上指示出來，使運行人員清楚了解設備運行狀況，因此測速系統是索道電氣控制系統的重要組成部分。 
　　

對于脫掛式索道而言，在抱索器與鋼繩掛接或與鋼繩脫開的區域內要求抱索器的運行速度和鋼繩的運行速度基本同步，兩者之間的速度差值不允許超過保護值，否則會對鋼繩表面和抱索器鉗口造成磨損，從而會嚴重影響鋼繩和抱索器的使用壽命。要確保抱索器在脫掛區域的運行速度與鋼繩的速度相同，就要求站內吊廂加減速系統在脫掛區的速度與鋼繩的速度相同。而加減速裝置的動力是通過站內垂直導向輪上的皮帶輪帶動取力皮帶得來的，垂直導向輪輪襯的磨損，會加快加減速裝置的速度，從而也加快抱索器在站內的運行速度。所以要保持抱索器和鋼繩的同步性，就必須嚴格控制取力的垂直導向輪輪襯的磨損程度。 
　　

云杉坪索道的速度測量系統是由主電機同軸安裝的測速編碼器，和進出站側的第二個垂直導向輪上安裝的各一套測速編碼器組成。

與電機同軸的測速編碼器，其脈沖頻率可達150KHZ,最高轉速6000RPM,設備運行時產生的脈沖信號，一路直接進入主電機驅動器調速系統內，參與主電機調速過程另一路進入驅動器控制系統，為主電機的安全運行提供實時狀態量，并且經數/模轉換成為可用速度指示表指示的模擬信號，在控制操作臺上的設備運行速度表上表現出來。進出站側的編碼器安裝在第二個垂直導向輪（圖1中的1號輪），而兩個加減速取力輪（圖1上2、3號輪）和1號輪承受的鋼繩對其壓力基本相等，因此它們三個輪子的輪襯磨損速度基本相同，而且它們的直徑都相等。由于通過兩根取力皮帶驅動吊廂加減速系統，所以編碼器測出速度等于吊廂在脫掛區域的速度，而鋼繩與取力輪2、3轉速的關系如公式V鋼繩=2πRn(n為轉速、R為取力輪半徑)所示，該編碼器可達50000PPR 、產生的脈沖信號頻率可達300KHZ,輸出2路脈沖信號分別進入防碰撞系統、緊急驅動控制系統、工作閘控制系統。 
　　

從2012年3月開始，每天索道設備運行到下午大約12:30和14:00、15:30幾個時間段驅動站會出現進站側和出站側脫掛區域加減系統速度差值過大引起故障停機，而其他時間都是運行正常。一般造成該故障的原因是：由于進出站側兩邊的安裝測速編碼器垂直導向輪輪襯磨損程度不一樣而引起的，所以我們對進站側和出站側的兩個垂直導向輪（圖1號輪）輪襯磨損程度進行了檢查，經過用輪襯磨損檢查模板測量以后發現：雖然進站側的垂直導向輪輪襯磨損比出站側的是多一點，進站側的速度測量值比出站側、主電機的約快0.08m/s，但是還處于允許范圍之內（保護定值是差值為0.5m/s），而且如果該故障是輪襯磨損不同引起的，平時也應該會產生速度故障，現在只是每天下午那幾個時段才會發生，所以可排除該種原因。我們考慮是不是編碼器接線接觸不好的原因呢？我們檢查進出站側編碼器的控制電纜的所有接頭、連接部位，都沒有解決問題，最后甚至懷疑是否其中有一編碼器運行不穩定或者是在每天那個時段有干擾信號，和電壓波動而產生故障停？我們先后更換編碼器、檢查屏蔽線接地，都沒有解決問題。而編碼器的電源和其控制監測系統的電源是由直流24V供電，一般不存在產生電壓波動問題。這樣，問題好像走進死胡同里了。 
　　

在這個時候，事情出現了轉機，4月份的一天，大約下午12:20左右，我們工作人員正在對設備巡視檢查，剛走到液壓張緊裝置前時，液壓張緊的電動機突然啟動，油泵運行，壓力油進入油缸，行走小車開始向后緩慢移動，開始繃緊鋼繩。就在那時索道也故障停機了，后臺監控計算機監控軟件顯示是：速差故障停機，那時，速差故障根源終于找到了。原因是這樣的：我們的索道設備從早上7:30開始運營以后，到下午12:30一直是滿負荷運行，到了12:30以后上行側的游客走完，下行側的游客少了，鋼繩上的負荷減少了，這樣鋼繩對液壓缸的壓力減少，支架間的鋼繩變得松馳了，液壓張緊系統的壓力平衡被破壞，按照設置參數鋼繩最小張力調整值是96%，液壓張緊裝置的電機啟動，油泵開始工作，壓力油進入油缸，液壓缸伸長，推動行走小車向后緩慢移動，速度大約0.24m/s，把松弛鋼繩進行張緊。就在液壓系統電機工作的短暫的時間里，對于進站側而言，行走小車移動速度方向與鋼繩運行速度方向相同，這樣進站側測速編碼器測出的速度等于小車速度加上鋼繩速度，公式表示為v進側=v鋼繩+v小車。對于出站側而言，小車速度的方向與鋼繩速度方向相反，從而出站側測速編碼器測出的速度等于鋼繩速度減去小車速度，用公式表示為v出測=v鋼繩-v小車，具體情況如下：

由于進出站側垂直導向輪輪襯磨損程度不同的原因，在平時正常運行中進站側編碼器測出的速度比出站側的編碼器測出的速度快0.08m/s,根據公式ω=v/R(ω為輪子角速度、v為鋼繩的速度、R為輪子半徑 與輪襯磨損相關)不難理解。所以當液壓缸推動行走小車移動的過程中，進站側與出站側速度差值為:
　　

v差≈V進側-v出測+0.08m/s,
　　

v差≈2v小車+0.08
　　

v差≈0.56m/s
　　

而設定的保護參數為0.5m/s,實時差值大于保護參數，這樣自動控制系統保護動作停機。解決這個問題，有兩種方法，第一種方法：修改監控軟件的保護參數，也就是把保護參數改為比0.5m/s大一些如0.6或0.7m/s；第二種方法：同時更換進站側和出站側每邊的1、2、3號垂直導向輪。比較這兩種解決方法，第一種方法只能用于短時應急運行，長時間采用是不允許的；第二種方法能徹底解決問題。我們采用了第二種方法，更換了進出站側的六個垂直導向輪，這個速度差值過大故障解決好了。 
　　

通過處理這個故障，我們得到一個啟示：很多設備故障的發生是由直接因素和間接因素共同影響而產生的，我們在分析故障時應該從多方面進行考慮和檢查，這樣我們才能準確、快速、徹底地解決問題。 
　　

以上是我們分析和處理速差故障事件的淺談，如有不妥之處，請各位同行指正。