EKW5 電子控制單元在全密度擠壓機離合器控制中的應用

尹萬利

（中國石油大慶石化公司設備維修中心）

全密度擠壓機PPF-273離合器是一個組合體，由一個啟動換向部件和一個柔性部件組成。設定好的空氣壓力確定傳輸扭矩。 離合器安裝在主驅動器和變速箱之間， 作用是防止雙螺桿混料器過載。如果驅動扭矩超過了設定扭矩，離合器滑脫， 立即停止雙螺桿擠壓機， 以保護設備。 離合器由氣動活塞、缸體、摩擦部分和彈性聯軸節組成。離合器的工作動力源是儀表風。儀表風通過齒輪箱輸入軸中心小孔進入離合器中，在儀表風壓力的作用下，環形活塞被推向壓力盤，離合器便被強制結合起來，離合器發生快速打滑時的扭矩值， 由儀表風的壓力和彈簧力決定。 然而，彈簧力是預先設定好的，因此只能通過調節儀表風壓力來控制該扭矩值。 當供給的儀表風壓力偏小或者齒輪箱側的負荷超大時，離合器發生打滑，即摩擦離合器的速差超過每2 min 4轉， 此時則由EKW5電子控制單元控制自動快速放空， 摩擦離合器立即脫開而中止扭矩傳遞，在最短的時間內停止運轉，起到保護造粒機的作用。

1 離合器控制原理

離合器控制原理如圖1所示， 變速箱有兩種速度（高速、低速）可以選擇，首先通過變速箱上的選擇桿選擇應用的轉速，選擇完成后鎖定在應用的位置上。 只有在變速箱靜止時才能改變轉速位置，在主電機和主驅動器（簡稱主驅）停止或輔助電機和輔助驅動器（簡稱輔驅）運行時不得改變轉速位置。

圖1 離合器控制原理

1.1 離合器嚙合、脫開邏輯

啟動輔助驅動器，當輔驅扭矩下降到預設值和達到所選擇的時間30 s時， 操作站上的“Main drive ready to start”（主驅準備啟動）指示燈亮。

離合器嚙合邏輯如圖2所示。 Permit是離合器嚙合允許條件，當離合器沒有嚙合之前該條件必須滿足，即在“1”信號情況下允許啟動，嚙合后Permit變為“0”不影響離合器運行。 Intlock是離合器的聯鎖條件，當聯鎖條件都滿足時，即在“1”信號情況下滿足離合器啟動條件，同時也是聯鎖停機條件，即Intlock中有一個不滿足（“0”信號時），離合器不能嚙合，在嚙合后，也要自動脫開。

在操作站上點擊離合器Open（嚙合）圖標，即圖2中的OpenAut變為“1”同時控制輸出Ctrl變為“1”，圖2b所示的Ctrl變為“1”，切粒機保護允許、開車閥熔融壓力、熔融泵入口熔融壓力、模板熔融壓力、熔融泵出口熔融壓力且緊急停車按鈕都正常的情況下，如果選擇高速側ZS7001-91快速位置，EESV7202-2帶電導通， 儀表風經過壓力減壓閥PICV7207-8和EESV7202-2按照設定壓力通入軸中心小孔進入離合器中，使離合器嚙合。 如果選擇低速側ZS7001-90慢速位置，EESV7202-1帶電導通， 儀表風經過壓力減壓閥PICV7207-7和EESV7202-1按照設定壓力通入軸中心小孔進入離合器中，使離合器嚙合。

圖2 離合器嚙合、脫開邏輯

啟動主電機（主驅），在所有主驅工藝聯鎖條件都滿足，并且在離合器嚙合30 s內的任意時間，通過按操作站上的主驅“Start”按鈕，則主驅自動啟動，造粒系統進行下一步開車。

1.2 EKW5電子控制器控制

離合器脫開的工藝聯鎖條件很多， 除了圖2邏輯所述條件外， 筆者主要介紹EKW5電子控制器控制和監視離合器的過程。 EKW5電子控制器的控制原理如圖3所示。

圖3 EKW5電子控制器的控制原理

EKW5電子控制器的輸入輸出信號如下：

a. I0.0， 來自圖1中SE7202-10驅動側轉速探頭的脈沖信號；

b. I0.1和I0.2，來自圖1中SE7202-11變速箱側轉速探頭的脈沖信號；

c. 當I0.4帶輔驅的時候，I0.4直接接高電位24 V（DC），不帶輔驅時，將其懸空不接，即“0”點位；

d. I0.5，來自PLC的嚙合/脫開指令；

e. I0.6，確認信號；

f. I0.7，主驅運行信號；

g. Q0.0和Q0.1，離合器嚙合/脫開輸出指令；

h. Q0.3，SDHH7202-12離合器滑差超限報警聯鎖輸出（圖2）。

EKW5的主要作用是保護離合器防止其過載，離合器發生快速打滑時的扭矩變大，如果驅動扭矩超過了設定扭矩，離合器滑脫，立即停止雙螺桿擠壓機，具體如下：

a. 零速監視功能。 開車之前，設備處于靜止狀態，如果在10 s內沒有確認的脈沖由EKW5確認為停止。 這時對應的脈沖小于3 r/min，只有確認了停止狀態下才能啟動離合器。

b. 離合器的滑差監視。為EKW5的主要功能，如果SE7202-10驅動側轉速探頭的脈沖信號與SE7202-11變速箱側轉速探頭的脈沖信號差值在每分鐘內超過了4個脈沖， 離合器通過繼電器Q0.0 和Q0.1 的 輸 出 脫 開。 繼 電 器Q0.3 的SDHH7202-12離合器滑差超限報警聯鎖輸出使Intlock變為“0”信號，離合器脫開，主驅停止。

c. 脈沖監視。 只有在主驅運行 “Main Drive ON”（I0.7LOW變為“0”信號）后，才能監視存在的脈沖信號，有一個10 s的延時時間。如果延時時間過后10 s內沒有識別到脈沖， 離合器通過繼電器Q0.0和Q0.1的輸出脫開。

d. 故障確認。 輸出Q0.3保持“ON”，直到故障原因已經消除，通過“Acknowledge fault”（I0.6）來確認故障后，才允許再次啟動離合器嚙合。

e. 離合器嚙合與脫開控制。離合器須通過“engage clutch”指令（I0.5）嚙合。 而該工作指令須在確認了離合器停止狀態下，由EKW5執行。 嚙合指令包括使“繼電器觸點Q0.0和Q0.1閉合”和“繼電器觸點Q0.2”持續0.5 s。

2 控制系統故障原因分析與處理方法

現將EKW5電子控制單元在全密度擠壓機離合器控制應用過程中，發生故障的現象與原因分析和處理方法列于表1。

表1 EKW5電子控制單元應用時的故障原因分析與解決辦法

3 結束語

筆者對EKW5電子控制單元在全密度擠壓機離合器控制中的控制原理和作用，EKW5控制器的作用和相關邏輯控制過程，邏輯控制過程的主要故障現象和成因及處理辦理進行了詳細的介紹，為現場操控和對故障分析解決提供了理論基礎和實踐經驗。