电气控制回路中竞争与冒险问题分析

0 引言

　　电气控制回路中如果存在竞争与冒险问题，就会直接危及人机安全，造成重大事故，后果不堪设想，因此，在电气控制回路的设计应用中应引起高度重视。在电子线路的设计中，竞争与冒险的问题处于重要的位置，因为该问题的存在关系到系统是否能可靠地工作。另外，由于强电构成的电气控制一般比较直观，易于识读，很少出现竞争与冒险问题，易被忽视。如果在设计中考虑不周或生产、检修过程中控制回路接线错误，都会产生该问题。

　　1 电路分析

　　软起动器起动电机旁路运行后，电机自由停车和延时停机的控制原理图如图1 所示，电机的起动通过中间继电器KA1 的吸合来实现;起动达速后中间继电器KA2 吸合，旁路接触器KM 得电，电机旁路运行;SB1 按下时，KA2、KM 线圈断电，电机自由停车;当按下SB2 时，时间继电器KT线圈得电，常开触点瞬时闭合并自保持，直至KT的延时断开的常闭触点打开，将KA2、KM 线圈断电，电机停止。该回路从控制原理上分析无问题，但仔细观察会发现延时停止回路存在问题。如果中间继电器KA2 和时间继电器KT 采用不同类型的产品时( 如一个采用电磁式继电器，另一个为电子式继电器)，由于线圈动作时间相差较大，KA1 和KT 在动作上存在抢时间的问题，即当按下SB2 时，KT 得电并自保持，但当KT 延时断开的常闭触点打开瞬间，KT 的线圈断电，自锁触点打开，KT 的延时断开常闭触点又会瞬时闭合;在KT 延时断开的常闭触点从延时打开到瞬时闭合的时间中，如果KA2 断开，则电机能够停止;否则，电机无法延时停止( 因为还没等KA2 断开，KT 的延时断开常闭触点又闭合了，导致KA2 无法断电)。这种延时停车有时成功，有时失败，其结果是控制回路不能可靠工作，就是典型的竞争与冒险问题。如果KT 是电子式时间继电器( 如ST3PC-D)，而KA2 又是电磁式中间继电器( 如JZC3 -22 d) ，这时，由于KT总是先完成动作，而KA2 又由于线圈存在剩磁而释放较慢，造成KA2无法可靠断电。若将KT、KA2 改为同一类型继电器(如该例中的KT 改为JSK4-224d)，则可解决此类问题。

　　图1 电机自由停车和延时停机控制原理。

　　2 改进设计

　　图2 为未改进前的联络柜控制电路图。图2中，联络柜中的手动、自动控制的框架式断路器去消由于原理设计缺陷，转换开关在自动档时，欠压线圈Q 与合闸线圈X 得电时出现竞争与冒险问题，造成断路器不能可靠合闸。为了突出主要问题，将其他辅助回路略去，在储能电机已储能时，如果300#线得电，欠压线圈Q 先吸合，则自动合闸成功，否则就失败，即是造成自动合闸有时成功、有时失败的原因。

　　为了能使断路器可靠合闸，线路中增加延时继电器BSJ，如图3 所示。当300#线路得电时，欠压线圈Q 得电动作，合闸线圈X 通过通电延时继电器BSJ 延时吸合后得电动作，断路器合闸。

　　图2 联络柜控制电路图。

　　图3 增加BSJ 后的联络柜控制电路图。

　　3 结语

　　电气控制回路中的竞争与冒险问题具有一定的隐蔽性，在电气控制原理的设计中常常会遇到，设计人员应仔细考虑控制原理的每一个细节，避免此类情况的发生。如果对新设计的控制原理存在疑问，最好能通过试验手段验证。

　　总之，电气控制回路中的竞争与冒险问题对人机安全危害极大，要尽量避免。