玄兆生

(唐山三友集團(tuán)興達(dá)化纖有限公司，河北 唐山 063305)

我司黏膠短纖生產(chǎn)線上使用的打包機(jī)是德國AUTEFA公司生產(chǎn)的Autefa LB4540型打包機(jī)。 該打包機(jī)是采用PLC加變頻器總線控制模式，其運(yùn)行平穩(wěn)、自動(dòng)化程度高，稱重準(zhǔn)確，保護(hù)全面，人機(jī)界面友好，報(bào)警信息準(zhǔn)確可靠。但在實(shí)際運(yùn)行中，打包機(jī)有時(shí)會(huì)由于擠絲、主壓超壓等故障電氣報(bào)警，從而造成停機(jī)，影響正常生產(chǎn)。本文對(duì)打包機(jī)的常見故障進(jìn)行了分析，同時(shí)提出了相應(yīng)的處理措施。

1 Autefa LB 4540型打包機(jī)的流程

Autefa LB 4540型打包機(jī)的基本組成部分有：給料、稱重、預(yù)壓、轉(zhuǎn)箱、主壓、出包、液壓站、電控。由打包機(jī)輸棉風(fēng)機(jī)將黏膠短纖維送至打包機(jī)稱重倉，通過稱重部分進(jìn)行稱重，之后送入預(yù)壓側(cè)棉箱，進(jìn)行預(yù)壓，一般經(jīng)過6次稱重與預(yù)壓，達(dá)到設(shè)定包重。通過轉(zhuǎn)箱，轉(zhuǎn)至主壓側(cè)進(jìn)行主壓，主壓后進(jìn)行人工捆包，最后出包。當(dāng)轉(zhuǎn)箱轉(zhuǎn)至主壓側(cè)時(shí)，預(yù)壓部分繼續(xù)進(jìn)料。液壓站部分為打包機(jī)提供油壓動(dòng)力，主要實(shí)現(xiàn)預(yù)壓、主壓、轉(zhuǎn)箱、提棉箱。電控部分實(shí)現(xiàn)對(duì)打包機(jī)的順序控制。其工藝流程如圖1。

圖1 Autefa打包機(jī)簡單工藝流程

2 Autefa LB 4540型打包機(jī)電氣控制與系統(tǒng)組成

Autefa LB 4540型打包機(jī)主要是以S7-300 PLC為核心控制器，西門子420系列變頻器為驅(qū)動(dòng)器，采用PROBAU-DP總線構(gòu)成控制系統(tǒng)，采用西門子TP-170觸摸屏作為人機(jī)界面。系統(tǒng)組成簡單明了，全面且實(shí)用。其組成框圖如圖2所示。在圖2中，主控制器采用S7-300[1]，CPU315-2DP，有2個(gè)通訊接口，分別為PROBUS-DP和MPI通訊方式，MPI通訊用于S7-300與現(xiàn)場觸摸屏的通訊，其余變頻等設(shè)備采用PROBUS-DP方式通訊。

圖2 Autefa打包機(jī)電氣控制系統(tǒng)圖

2.1 稱門控制部分

稱門變頻器采用西門子MM420系列，分別控制料門電動(dòng)機(jī)與稱門電動(dòng)機(jī)，功率分別為0.75 kW。變頻器控制稱門與料門的打開與關(guān)閉。其動(dòng)作順序?yàn)椋悍Q門先關(guān)閉，料門開啟，開始進(jìn)料，到達(dá)設(shè)定重量，一般為45 kg左右，料門關(guān)閉，稱門開啟，進(jìn)行排料。將短纖維排至預(yù)壓箱。變頻器的采用使料門與稱門的開關(guān)平滑。故障與報(bào)警信息通過總線傳至PLC，由PLC傳輸至觸摸屏顯示，稱門與料門的開關(guān)位置由現(xiàn)場接近開關(guān)檢測。

2.2 轉(zhuǎn)箱控制部分

轉(zhuǎn)箱的作用是將已經(jīng)稱好重量的預(yù)壓側(cè)棉箱轉(zhuǎn)至主壓側(cè)，準(zhǔn)備進(jìn)行主壓，同時(shí)將原主壓側(cè)的空箱轉(zhuǎn)至預(yù)壓側(cè)準(zhǔn)備下料。轉(zhuǎn)箱用電動(dòng)機(jī)由變頻器驅(qū)動(dòng)，變頻器采用西門子MM420系列，通過編碼器檢測轉(zhuǎn)箱的位置，轉(zhuǎn)箱電動(dòng)機(jī)功率為2.2 kW。

2.3 推料器控制部分

推料器變頻器采用西門子MM420系列[2]，其作用是將從料倉下來的短纖維推至預(yù)壓箱。Autefa打包機(jī)采用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)及電磁抱閘實(shí)現(xiàn)推料過程。變頻器的采用，使推料平滑；采用電磁抱閘，避免預(yù)壓頭壓棉時(shí)短纖維膨脹外泄，推料器電動(dòng)機(jī)為3 kW。

2.4 出包控制部分

出包小車的作用是將打好的短纖維成品包從主壓側(cè)取出，運(yùn)到稱臺(tái)，進(jìn)行最終稱重。拖動(dòng)變頻器采用西門子MM420系列[2]，使用變頻器，避免了到取包位置時(shí)撞擊箱體，回退到稱臺(tái)時(shí)候撞擊稱重計(jì)量裝置。

2.5 遠(yuǎn)程I/O及分布式輸入輸出模塊

遠(yuǎn)程I/O是分布式輸入輸出模塊，其型號(hào)為西門子6ES7-151系列，其安裝位置在打包機(jī)本體，采集的信號(hào)為液壓站的溫度、壓力等模擬量，料門、稱門、推料器位置等接近開關(guān)數(shù)字量，控制輸出的有液壓站的電磁閥開關(guān)量信號(hào)。

2.6 稱重系統(tǒng)

稱重系統(tǒng)采用德國Mesomatic公司 DK800型[3]，是打包機(jī)中比較關(guān)鍵的設(shè)備，其作用是對(duì)每次給料進(jìn)行計(jì)量，精確控制總包重。與國產(chǎn)打包機(jī)不同的是，包重的設(shè)定只需要設(shè)定總包重、給料次數(shù)及第一稱的重量。

2.7 轉(zhuǎn)箱編碼器

轉(zhuǎn)箱編碼器使用德國帝爾公司產(chǎn)品，其型號(hào)為CE65，其作用是將轉(zhuǎn)箱的位置轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，送至PLC 300[1],對(duì)轉(zhuǎn)箱位置精確控制。相對(duì)于國產(chǎn)打包機(jī)只使用接近開關(guān)控制轉(zhuǎn)箱位置，轉(zhuǎn)箱編碼器控制的位置精度較高。

3 Autefa LB 4540型打包機(jī)運(yùn)行中的電氣問題及其解決辦法

3.1 推料器不到位

在推料過程中，由于短纖維在推料板和箱體的縫隙中積聚，會(huì)造成推料器推不到前限位，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，一般為1 s，前限位接近開關(guān)檢測不到推料板，產(chǎn)生推料器超時(shí)報(bào)警，報(bào)警代碼為132，從而使打包機(jī)自動(dòng)停機(jī)。處理方法為根據(jù)報(bào)警“132”信息，確定為推料器未到位置，檢查擠絲部位，并清理，從而排除故障。

3.2 稱門、料門開關(guān)超時(shí)

在Autefa LB 4540型打包機(jī)程序設(shè)計(jì)中，稱門與料門的打開與關(guān)閉有時(shí)間限定，從而確保正常的下料與稱重。一般限定時(shí)間設(shè)定為1 s，如果在1 s之內(nèi)，命令發(fā)出后沒有得到正確的反饋，即系統(tǒng)判斷稱門與料門開不到(或關(guān)不到)位置，則產(chǎn)生報(bào)警114，并造成打包機(jī)停機(jī)。造成這種故障的原因?yàn)?稱門與料門間有短纖維積聚，造成開關(guān)門時(shí)阻力大，從而在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，沒有完成開關(guān)動(dòng)作。處理方法為：檢查開關(guān)門部位擠絲情況，并清理。

3.3 主壓超壓

當(dāng)現(xiàn)場觸摸屏出現(xiàn)報(bào)警163，打包機(jī)自動(dòng)停機(jī)時(shí)，是“主壓超壓”報(bào)警停機(jī)。其原因一般為不合格成品包由烘干機(jī)機(jī)尾反投時(shí)過快，稱門來不及關(guān)閉，有部分料進(jìn)入打包機(jī)，從而造成成品包超重，液壓壓力超壓，一般液壓壓力設(shè)定為265 bar。

3.4 超重報(bào)警

當(dāng)觸摸屏出現(xiàn)報(bào)警信息98，造成打包機(jī)自動(dòng)停機(jī)，此報(bào)警含義為“物料重量超出稱重控制器設(shè)定范圍”。其主要原因?yàn)橄铝隙?，下料快，在正常運(yùn)行的短纖維中，有其它多余短纖維加入，比如返包的纖維加入過多過快造成。

3.5 稱零點(diǎn)偏移

報(bào)警信息為97，當(dāng)稱門排料后，空稱狀態(tài)下，如果稱的顯示超過為-8 kg時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為稱零點(diǎn)漂移，從而使打包機(jī)停機(jī)，處理方法為對(duì)稱進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定。

3.6 主壓壓力傳感器故障

當(dāng)觸摸屏出現(xiàn)161報(bào)警，造成打包機(jī)停機(jī)，其含義為“主壓壓力傳感器故障”。處理方法為：檢查壓力傳感器本身； 檢查傳感器與PLC間的接線。由于液壓站正常運(yùn)行，主壓未動(dòng)作時(shí)，觸摸屏顯示的主壓壓力不應(yīng)低于3 bar，如果低于，系統(tǒng)認(rèn)為不正常，產(chǎn)生報(bào)警。此時(shí)，我們使用萬用表串入傳感器回路，測量mA信號(hào)，如果信號(hào)為0 mA，可認(rèn)為是斷線故障；如果信號(hào)大于0而小于4 mA,可確認(rèn)是壓力傳感器故障，處理方法為：換線或更換壓力傳感器[4]。

4 Autefa LB 4540型打包機(jī)電氣儀表日常維護(hù)

4.1 安全光柵的清潔

保持安全光柵及各處光電開關(guān)的清潔，避免纖維及其它雜物的影響，以免造成打包機(jī)誤報(bào)警而停機(jī)。

4.2 電氣元件定期緊固

打包機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，存在震動(dòng)，應(yīng)定期對(duì)打包機(jī)本體的電氣部分進(jìn)行緊固檢查，尤其對(duì)檢測位置的接近開關(guān)的固定點(diǎn)進(jìn)行檢查緊固，避免松動(dòng)。

4.3 定期校稱

稱重系統(tǒng)在打包機(jī)中處于較重要位置，應(yīng)利用檢修機(jī)會(huì)，對(duì)稱重部分進(jìn)行定期校準(zhǔn)。

4.4 定期檢修電氣控制柜

對(duì)變頻器、PLC卡件接線進(jìn)行定期檢查緊固，一般3個(gè)月1次，避免出現(xiàn)局部過熱，接觸不良等問題，尤其對(duì)控制柜及變頻器的散熱風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢查，避免纖維堵塞。

5 結(jié) 語

Autefa LB 4540型打包機(jī)使用總線系統(tǒng)，避免了繼電器分散控制故障率高的問題。實(shí)際運(yùn)行中，通過對(duì)打包機(jī)報(bào)警信息分析、理解，逐步積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提高了運(yùn)行維護(hù)的能力。

[1] 劉鍇、周海.深入淺出西門子S7-300 PLC(第一版)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.

[2] MICROMASTER420通用型變頻器0.12kW—11kW說明書[Z].

[3] DK800—Instruction manual 說明書[Z].

[4] 童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第一版)[M].北京: 高等教育出版社，2003.