尹萬利
(中國石油大慶石化公司設(shè)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(shè)定好的空氣壓力確定傳輸扭矩。 離合器安裝在主驅(qū)動器和變速箱之間, 作用是防止雙螺桿混料器過載。如果驅(qū)動扭矩超過了設(shè)定扭矩,離合器滑脫, 立即停止雙螺桿擠壓機, 以保護設(shè)備。 離合器由氣動活塞、缸體、摩擦部分和彈性聯(lián)軸節(jié)組成。離合器的工作動力源是儀表風(fēng)。儀表風(fēng)通過齒輪箱輸入軸中心小孔進(jìn)入離合器中,在儀表風(fēng)壓力的作用下,環(huán)形活塞被推向壓力盤,離合器便被強制結(jié)合起來,離合器發(fā)生快速打滑時的扭矩值, 由儀表風(fēng)的壓力和彈簧力決定。 然而,彈簧力是預(yù)先設(shè)定好的,因此只能通過調(diào)節(jié)儀表風(fēng)壓力來控制該扭矩值。 當(dāng)供給的儀表風(fēng)壓力偏小或者齒輪箱側(cè)的負(fù)荷超大時,離合器發(fā)生打滑,即摩擦離合器的速差超過每2 min 4轉(zhuǎn), 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(nèi)停止運轉(zhuǎn),起到保護造粒機的作用。
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(yīng)用的轉(zhuǎn)速,選擇完成后鎖定在應(yīng)用的位置上。 只有在變速箱靜止時才能改變轉(zhuǎn)速位置,在主電機和主驅(qū)動器(簡稱主驅(qū))停止或輔助電機和輔助驅(qū)動器(簡稱輔驅(qū))運行時不得改變轉(zhuǎn)速位置。
圖1 離合器控制原理
啟動輔助驅(qū)動器,當(dāng)輔驅(qū)扭矩下降到預(yù)設(shè)值和達(dá)到所選擇的時間30 s時, 操作站上的“Main drive ready to start”(主驅(qū)準(zhǔn)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(dāng)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?yōu)椤?”不影響離合器運行。 Intlock是離合器的聯(lián)鎖條件,當(dāng)聯(lián)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(lián)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(biāo),即圖2中的OpenAut變?yōu)椤?”同時控制輸出Ctrl變?yōu)椤?”,圖2b所示的Ctrl變?yōu)椤?”,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(cè)ZS7001-91快速位置,EESV7202-2帶電導(dǎo)通, 儀表風(fēng)經(jīng)過壓力減壓閥PICV7207-8和EESV7202-2按照設(shè)定壓力通入軸中心小孔進(jìn)入離合器中,使離合器嚙合。 如果選擇低速側(cè)ZS7001-90慢速位置,EESV7202-1帶電導(dǎo)通, 儀表風(fēng)經(jīng)過壓力減壓閥PICV7207-7和EESV7202-1按照設(shè)定壓力通入軸中心小孔進(jìn)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(qū)),在所有主驅(qū)工藝聯(lián)鎖條件都滿足,并且在離合器嚙合30 s內(nèi)的任意時間,通過按操作站上的主驅(qū)“Start”按鈕,則主驅(qū)自動啟動,造粒系統(tǒng)進(jìn)行下一步開車。
離合器脫開的工藝聯(lián)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(jiān)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(qū)動側(cè)轉(zhuǎn)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(cè)轉(zhuǎn)速探頭的脈沖信號;
c. 當(dāng)I0.4帶輔驅(qū)的時候,I0.4直接接高電位24 V(DC),不帶輔驅(qū)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(rèn)信號;
f. I0.7,主驅(qū)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(lián)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(fā)生快速打滑時的扭矩變大,如果驅(qū)動扭矩超過了設(shè)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(jiān)視功能。 開車之前,設(shè)備處于靜止?fàn)顟B(tài),如果在10 s內(nèi)沒有確認(rèn)的脈沖由EKW5確認(rèn)為停止。 這時對應(yīng)的脈沖小于3 r/min,只有確認(rèn)了停止?fàn)顟B(tài)下才能啟動離合器。
b. 離合器的滑差監(jiān)視。為EKW5的主要功能,如果SE7202-10驅(qū)動側(cè)轉(zhuǎn)速探頭的脈沖信號與SE7202-11變速箱側(cè)轉(zhuǎn)速探頭的脈沖信號差值在每分鐘內(nèi)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(lián)鎖輸出使Intlock變?yōu)椤?”信號,離合器脫開,主驅(qū)停止。
c. 脈沖監(jiān)視。 只有在主驅(qū)運行 “Main Drive ON”(I0.7LOW變?yōu)椤?”信號)后,才能監(jiān)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(nèi)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(rèn)。 輸出Q0.3保持“ON”,直到故障原因已經(jīng)消除,通過“Acknowledge fault”(I0.6)來確認(rèn)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(rèn)了離合器停止?fàn)顟B(tài)下,由EKW5執(zhí)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(xù)0.5 s。
現(xiàn)將EKW5電子控制單元在全密度擠壓機離合器控制應(yīng)用過程中,發(fā)生故障的現(xiàn)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(yīng)用時的故障原因分析與解決辦法
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(guān)邏輯控制過程,邏輯控制過程的主要故障現(xiàn)象和成因及處理辦理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,為現(xiàn)場操控和對故障分析解決提供了理論基礎(chǔ)和實踐經(jīng)驗。