李兵兵

（焦作鐵路電纜有限責(zé)任公司，河南 焦作 454001）

RAK051物理發(fā)泡線自控系統(tǒng)及常見故障分析

李兵兵

（焦作鐵路電纜有限責(zé)任公司，河南 焦作 454001）

RAK051物理發(fā)泡線是從奧地利羅森泰公司引進(jìn)的大直徑物理發(fā)泡絕緣生產(chǎn)線。本文主要介紹了該設(shè)備的系統(tǒng)構(gòu)成及控制、系統(tǒng)流程。另外，對該設(shè)備日常生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行了總結(jié)，并分析了故障產(chǎn)生的原因及解決方法。

物理發(fā)泡；自動控制；故障分析

0 引言

RΑK051物理發(fā)泡線控制系統(tǒng)是集現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)、可編程控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、信號傳感技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、變頻技術(shù)、直流驅(qū)動技術(shù)以及其他相關(guān)技術(shù)有機(jī)結(jié)合為一體的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)對物理發(fā)泡絕緣生產(chǎn)過程中的設(shè)備運行狀況、工藝參數(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量檢測、信息反饋、報警等很多過程進(jìn)行集成控制，對反饋過來的信息進(jìn)行采集、分析、計算、處理，從而完成對整個生產(chǎn)線的控制。

1 自動控制系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)的構(gòu)成及控制

系統(tǒng)采用PC和PLC結(jié)構(gòu)形式的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)上位機(jī)由兩臺PC組成，下位機(jī)由13臺PLC組成，還有多個變頻器、直流驅(qū)動器和檢測儀器。

上位機(jī)由一臺操作PC和一臺主控PC組成。兩臺計算機(jī)之間用網(wǎng)卡和同軸通信電纜連接，主控PC和PLC之間通過PROFIBUS總線連接。操作PC（人機(jī)界面）用于監(jiān)控產(chǎn)品的線徑、電容、發(fā)泡度、氮氣壓力、擠出機(jī)各段溫度等生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)，并能對生產(chǎn)線進(jìn)行操作和設(shè)定各種工藝參數(shù)及控制設(shè)備運行的各種操作指令。主控PC完成對過程參數(shù)信息的采集、分析、計算、處理，并實時地將操作PC發(fā)出的各種控制操作指令及信息通過PROFIBUS總線和通訊處理器CP5412傳送到各個PLC，再由PLC控制各個職能部件。

下位機(jī)由13臺PLC組成，PLC完成對現(xiàn)場開/關(guān)量、模擬輸入/輸出量的采集處理，直接的控制工作都有PLC完成。放線、牽引、各擠塑機(jī)、預(yù)熱器、注氮、收線等都有相對應(yīng)的PLC，各個PLC分別去控制相應(yīng)的變頻器、驅(qū)動器、繼電器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，從而控制各部分的正常工作。系統(tǒng)運行中PLC與上位機(jī)進(jìn)行實時通信，操作人員在上位機(jī)上發(fā)出的操作命令及設(shè)定的參數(shù)也都實時送到PLC上執(zhí)行。操作人員可隨時根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)信息調(diào)整參數(shù)的設(shè)定。

1.2 控制系統(tǒng)流程

系統(tǒng)啟動后進(jìn)入初始化操作，隨后系統(tǒng)啟動主控線程和各個通訊線程，通訊線程1負(fù)責(zé)與各PLC的通訊，它實時地將外部的輸入信號傳入計算機(jī)，同時將計算機(jī)的輸出命令通過PROFIBUS總線實時傳給PLC，去控制外部的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；通訊線程2負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備的通訊，它將數(shù)據(jù)采集設(shè)備的數(shù)據(jù)通過PROFIBUS總線實時傳入計算機(jī)；主控線程負(fù)責(zé)將來自PLC和數(shù)據(jù)采集設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后根據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行輸出控制、參數(shù)數(shù)據(jù)顯示、故障報警等，并形成實時圖表、趨勢曲線或文字信息在操作PC上直觀顯示出來，以便操作人員和技術(shù)人員及時準(zhǔn)確掌握設(shè)備運行狀況和產(chǎn)品性能的各種信息，從而作出相應(yīng)措施。

2 常見故障分析和維修

2.1 主控PC和操作PC的故障

故障現(xiàn)象：在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)主控PC和操作PC無法啟動，或者運行中經(jīng)常死機(jī)的現(xiàn)象。有段時間計算機(jī)無法啟動主要集中在主控PC機(jī)上，只要是關(guān)機(jī)時間超過3天以上再開機(jī)，基本上都需要反復(fù)的重啟，或者按復(fù)位鍵，才能正常啟動，后來又過了一段時間計算機(jī)無法啟動，顯示器無顯示。

維修過程：計算機(jī)無法啟動有多種原因引起，首先排除了顯示器故障，然后檢查內(nèi)存條，將內(nèi)存條拔出，用橡皮擦凈后，插入內(nèi)存條后故障依舊。然后查電源及各個風(fēng)扇運行狀況，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)異常，后來在給主板除塵時發(fā)現(xiàn)有幾個電容有漏液現(xiàn)象，將其更換后，故障消除。

原因分析：主控PC機(jī)所在的電控柜密封較嚴(yán)，夏季空氣比較潮濕，電控柜上的空調(diào)制冷效果差，導(dǎo)致柜里溫度比較高，影響了機(jī)箱的散熱，從而引起主板上的電容出現(xiàn)“爆漿”現(xiàn)象。

控制措施：修理空調(diào)，定時清理防塵罩。除此之外，計算機(jī)還出現(xiàn)有無法檢測到相關(guān)附件如網(wǎng)卡等，原因多為主板CPU發(fā)熱嚴(yán)重或連接電纜接觸不良，拆卸主板除塵冷卻，檢查電纜連接即可消除故障。

2.2 通訊故障

故障現(xiàn)象：報警系統(tǒng)多次出現(xiàn)“EXTRUDER 1 L2-BUS COMMUNICΑTION ERROR ” L2通信出錯

維修過程：查看PLC“BUS FΑULT”指示燈亮，為總線故障，查總線電纜及其連接均正常，然后對PLC進(jìn)行復(fù)位操作，故障依舊，于是判斷可能是PLC內(nèi)部總線接口電路故障，更換新的PLC，故障消除。

該故障除PLC損壞外，總線插頭松動接觸不良、PLC程序掉電丟失、通訊處理器CP5412損壞等都有可能導(dǎo)致通訊故障。

2.3 注氮系統(tǒng)故障

故障現(xiàn)象：注氮機(jī)氣缸有異常響聲，氮氣壓力增速緩慢，不能滿足生產(chǎn)要求。維修過程：首先懷疑氮氣瓶壓力不足，更換新氮氣瓶后，故障依舊，然后檢查壓縮空氣正常，初步判定故障點在增壓泵上，然后仔細(xì)聽聲音，判定異常響聲為低壓氣缸缸體與密封圈摩擦聲音，打開低壓氣缸后發(fā)現(xiàn)缸體內(nèi)油泥較多，清理油泥后，故障恢復(fù)。

原因分析：工廠空壓站的壓縮空氣在進(jìn)入低壓缸時沒有經(jīng)過任何過濾器凈化，長時間后，大量的水、油等雜質(zhì)進(jìn)入到低壓缸內(nèi)，形成油泥，從而影響低壓缸的正常工作。

控制措施：在低壓缸進(jìn)氣處加上過濾器。除了低壓氣缸容易出現(xiàn)故障外，高壓缸活塞長時間工作之后，高壓密封部分也是需要經(jīng)常更換的地方。一般情況下，注氮機(jī)正常工作，但是注氮壓力上不去，或者消聲器漏氣等故障，都是由于高壓密封損壞而致，更換密封后故障一般都能消除。

2.4 PLC供電電源故障

故障現(xiàn)象：整條生產(chǎn)線突然停車，手動操作臺按鈕指示燈全滅，報警提示通信故障。維修過程：打開P1柜，發(fā)現(xiàn)PLC上所有指示燈都不亮，用萬用表測量無直流24V，查供電電源時，發(fā)現(xiàn)開關(guān)電源損壞。更換新電源后，故障消除。但使用幾天后，開關(guān)電源又燒壞。

原因分析：由于P1柜溫度較高，尤其是夏天，開關(guān)電源在空中懸著，散熱效果差，造成連續(xù)燒毀開關(guān)電源的情況。

改進(jìn)措施：制作一個長70cm，寬20cm的鐵板，將鐵板兩頭固定在電控柜上，位置選在空調(diào)的出風(fēng)口處，把開關(guān)電源固定在鐵板上，徹底解決了供電電源故障。

3 結(jié)語

RΑK051物理發(fā)泡線雖然有強(qiáng)大的報警系統(tǒng)，故障報警幾乎含概了所有的故障點，但是故障提示只給出了具體那個部位有問題，處理一些簡單問題尚可，遇到一些疑難問題，還是要經(jīng)過認(rèn)真分析和長期的經(jīng)驗積累才能解決。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.201

李兵兵（1982-），男，本科，工程師，主要從事設(shè)備管理技術(shù)工作。