制絲電氣故障模擬臺的構(gòu)建與應(yīng)用研究

張勇 紅塔遼寧煙草有限責(zé)任公司

師小琴 紅塔遼寧煙草有限責(zé)任公司營口卷煙廠制絲車間

制絲電氣故障模擬臺的構(gòu)建與應(yīng)用研究

張勇 紅塔遼寧煙草有限責(zé)任公司

師小琴 紅塔遼寧煙草有限責(zé)任公司營口卷煙廠制絲車間

煙草制絲線屬于自動化流水線，自動化程度越高，其設(shè)備故障對煙草制絲加工工藝水平影響很大。文章通過對制絲線設(shè)備出現(xiàn)的各種故障的原因進(jìn)行分析，總結(jié)出有針對性的設(shè)備檢修解決方法，并提出了制絲電氣故障模擬診斷臺的構(gòu)建，希望能給從事本行業(yè)的同仁一些參考依據(jù)。

制絲線 故障維修 模擬診斷臺

卷煙廠煙草制絲線設(shè)備在正常運(yùn)行時，突然部分或者全部停止運(yùn)行，沒有任何報警出現(xiàn)，也看不到有任何其他異常現(xiàn)象，再次重新啟動又能立即啟動并正常運(yùn)行。該故障出現(xiàn)時沒有任何征兆，沒有任何規(guī)律可循，是一種隱蔽性很強(qiáng)的隱性故障。正是基于這種特性，在處理故障時，維修人員往往不知道如何下手，更是很難預(yù)防。對于制絲線來說，設(shè)備偷停會嚴(yán)重影響制絲的加工工藝水平，給生產(chǎn)帶來的影響和損失都是非常大的。筆者結(jié)合多年來從事制絲線電氣設(shè)備的維修經(jīng)驗，對各種設(shè)備偷停故障進(jìn)行分類總結(jié)，并且給出各種檢查處理方法，以供同行參考。

一、制絲電氣故障原因分析

故障多出現(xiàn)在諸如移動行車、開包機(jī)等需要頻繁往復(fù)運(yùn)動的設(shè)備上。由于線纜也要同時跟隨設(shè)備頻繁彎曲、拉伸。在長時間的往復(fù)運(yùn)動下電纜會疲勞斷裂，由于線纜表面橡膠層具有較高的柔韌性，因此，外觀上可以保持完好，內(nèi)部銅線仍然保持接觸，只是在受到外力拉伸時瞬間斷開，造成設(shè)備偷停故障。當(dāng)往復(fù)運(yùn)動的設(shè)備采用普通電纜時，由于其不具備高強(qiáng)度的抗拉伸性能，因此，更加容易出現(xiàn)偷停故障。按鈕、接觸器等是依靠其內(nèi)部彈簧壓力使得觸點(diǎn)保持接觸。產(chǎn)品質(zhì)量不好或者經(jīng)過長時間使用之后，會使彈簧出現(xiàn)疲勞導(dǎo)致觸點(diǎn)松動，引起設(shè)備偷停。另外，控制觸點(diǎn)經(jīng)過長時間的頻繁使用后，也會出現(xiàn)觸點(diǎn)燒蝕的情況，隨著燒蝕程度不斷加重，也會出現(xiàn)觸點(diǎn)接觸不良，從而造成設(shè)備偷停故障。在制絲線的控制系統(tǒng)中，有許多的變量都是參與控制的，如蒸汽壓力、空壓氣壓力、溫度、水分等。當(dāng)這些變量的檢測器件失靈，或者其他原因造成檢測變量波動，就會導(dǎo)致檢測信號波動，當(dāng)波動超出設(shè)定值時，控制系統(tǒng)就會出現(xiàn)停止運(yùn)行故障，當(dāng)波動恢復(fù)到設(shè)定值范圍內(nèi)時，設(shè)備又能正常運(yùn)行。制絲電氣控制系統(tǒng)非常先進(jìn)，也非常復(fù)雜。各種各樣的電氣設(shè)備非常多且空間布置密集。每臺電氣設(shè)備都會在其周圍空間產(chǎn)生一定的電磁場，各個設(shè)備的電磁場又會相互疊加并相互干擾。

二、制絲電氣故障模擬臺的構(gòu)建

模擬診斷臺主要分為主站區(qū)、網(wǎng)絡(luò)區(qū)、子站區(qū)、檢測區(qū)、執(zhí)行區(qū)、編程器等六個區(qū)。電源系統(tǒng)、主站PLC模塊系統(tǒng)、信號模塊及人機(jī)界面顯示等。電源系統(tǒng)輸入為220VAC，輸出為24VDC，為CPU、輸入/輸出模塊提供電源，各模塊之間通過背板總線相連接。背板總線集成在模塊上，模塊通過u形總線連接器相連，每個模塊都有一個總線連接器，后者插在各模塊的背后。安裝時先將總線連接器插在CPU模塊上，并固定在導(dǎo)軌上然后依次裝入各個模塊。該區(qū)S7.300/ 400PLC是德國西門子公司可編程控制器的主流產(chǎn)品，也是本模擬診斷臺的控制中樞，CPU上有DP接口，通過該接口來連接各個子站。采用自動化工廠的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，是連接一系列基于某種現(xiàn)場總線的嵌入式設(shè)備開放系統(tǒng)，它能將不同廠家生產(chǎn)的可編程設(shè)備連接在單層或多層網(wǎng)絡(luò)上，實現(xiàn)分散控制和集中管理。PROFIBUS是目前國際上通用的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)之一，并以其獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)、嚴(yán)格的認(rèn)證規(guī)范、開放標(biāo)準(zhǔn)、眾多的廠商支持和不斷發(fā)展的應(yīng)用行規(guī)，成為現(xiàn)場級通信網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)解決方案，在現(xiàn)場總線領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。PROFIBUS.DP是主站和從站之間采用輪詢的通信方式，支持高速的循環(huán)數(shù)據(jù)通信。

PLC主機(jī)與它們的遠(yuǎn)程模塊之間的連接（下位連接）。子站ET200S模塊系統(tǒng)、饋電器、變頻器等。該區(qū)中ET2o0S是PROFIBUS .DP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)子站，起到信號通信與控制作用，通過一根兩芯專用網(wǎng)線將現(xiàn)場設(shè)備連接到控制裝置，并保證在各個部件之間的高速通信，該設(shè)備安裝只需很小的空間，代替了過去繁雜的電纜連接。饋電器控制不需要調(diào)速的電機(jī)，用于異步電動機(jī)的單向或可逆啟動，可以直接控制7.5KW 以下的電動機(jī)，一個站可以帶6個饋電器，通過PROFIBUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)可以調(diào)用其開關(guān)狀態(tài)和診斷信息，運(yùn)行時可帶電更換饋電器。變頻器控制需要調(diào)速的電機(jī)，用于異步電動機(jī)的單向或可逆啟動，可以控制7.5KW 以上的電動機(jī)。模擬量控制系統(tǒng)（如：EP調(diào)節(jié)器、溫度傳感器等）、數(shù)字量控制系統(tǒng)（如：定位器、流量計等）、檢測計量系統(tǒng)（如：壓力傳感、溫度傳感、水分儀等）。該區(qū)檢測器件將現(xiàn)場檢測到的溫度、開度、流量、壓力信號等參數(shù)通過PROFIBUS.PA網(wǎng)反饋到主站區(qū)，以參與現(xiàn)場控制，使各項參數(shù)滿足生產(chǎn)工藝要求。電動機(jī)、電磁閥等。該區(qū)是工業(yè)現(xiàn)場控制的最底層，來執(zhí)行子站區(qū)的命令與動作。執(zhí)行區(qū)主要由三相異步電動機(jī)與電磁閥組成。電動機(jī)為設(shè)備提供動力源，電磁閥控制氣路的開啟，以帶動氣缸、閥類的運(yùn)行。用于控制程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視，并將程序通過工業(yè)以太網(wǎng)或適配器下載到PLC中。

三、結(jié)束語

實驗表明此診斷臺較為直觀、有效地在計算機(jī)上進(jìn)行在線或離線故障診斷，為狀態(tài)檢修奠定了基礎(chǔ)。便于在生產(chǎn)一線維修人員中開展技術(shù)交流與技術(shù)比武，縮短了電氣故障維修時間，對生產(chǎn)現(xiàn)場運(yùn)行狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷。另外，要減少偷停故障的發(fā)生，一方面要從方案設(shè)計，器件選型到安裝調(diào)試等方面都把各項工作都做細(xì)，做實；另一方面，在生產(chǎn)過程中，加強(qiáng)巡查點(diǎn)檢，對設(shè)備運(yùn)行的各種參數(shù)狀態(tài)進(jìn)行細(xì)心監(jiān)測，以便及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的各種隱患，采取有針對性的預(yù)防改進(jìn)措施，及時消除故障隱患。對設(shè)備加強(qiáng)巡查點(diǎn)檢，也便于操作員隨時掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況，即便發(fā)生偷停故障，也能盡快找到解決處理的方法，從而縮短故障處理時間，盡快的恢復(fù)設(shè)備正常運(yùn)行。

［1］馬蔚華.論監(jiān)測檢修技術(shù)在煙草包裝設(shè)備的應(yīng)用［J］.機(jī)電信息.2014

［2］章臺清.淺析煙草設(shè)備電氣控制常見問題與對策［J］.制造業(yè)自動化.2015