制丝电气故障模拟台的构建与应用研究

张勇 红塔辽宁烟草有限责任公司

师小琴 红塔辽宁烟草有限责任公司营口卷烟厂制丝车间

制丝电气故障模拟台的构建与应用研究

张勇 红塔辽宁烟草有限责任公司

师小琴 红塔辽宁烟草有限责任公司营口卷烟厂制丝车间

烟草制丝线属于自动化流水线，自动化程度越高，其设备故障对烟草制丝加工工艺水平影响很大。文章通过对制丝线设备出现的各种故障的原因进行分析，总结出有针对性的设备检修解决方法，并提出了制丝电气故障模拟诊断台的构建，希望能给从事本行业的同仁一些参考依据。

制丝线 故障维修 模拟诊断台

卷烟厂烟草制丝线设备在正常运行时，突然部分或者全部停止运行，没有任何报警出现，也看不到有任何其他异常现象，再次重新启动又能立即启动并正常运行。该故障出现时没有任何征兆，没有任何规律可循，是一种隐蔽性很强的隐性故障。正是基于这种特性，在处理故障时，维修人员往往不知道如何下手，更是很难预防。对于制丝线来说，设备偷停会严重影响制丝的加工工艺水平，给生产带来的影响和损失都是非常大的。笔者结合多年来从事制丝线电气设备的维修经验，对各种设备偷停故障进行分类总结，并且给出各种检查处理方法，以供同行参考。

一、制丝电气故障原因分析

故障多出现在诸如移动行车、开包机等需要频繁往复运动的设备上。由于线缆也要同时跟随设备频繁弯曲、拉伸。在长时间的往复运动下电缆会疲劳断裂，由于线缆表面橡胶层具有较高的柔韧性，因此，外观上可以保持完好，内部铜线仍然保持接触，只是在受到外力拉伸时瞬间断开，造成设备偷停故障。当往复运动的设备采用普通电缆时，由于其不具备高强度的抗拉伸性能，因此，更加容易出现偷停故障。按钮、接触器等是依靠其内部弹簧压力使得触点保持接触。产品质量不好或者经过长时间使用之后，会使弹簧出现疲劳导致触点松动，引起设备偷停。另外，控制触点经过长时间的频繁使用后，也会出现触点烧蚀的情况，随着烧蚀程度不断加重，也会出现触点接触不良，从而造成设备偷停故障。在制丝线的控制系统中，有许多的变量都是参与控制的，如蒸汽压力、空压气压力、温度、水分等。当这些变量的检测器件失灵，或者其他原因造成检测变量波动，就会导致检测信号波动，当波动超出设定值时，控制系统就会出现停止运行故障，当波动恢复到设定值范围内时，设备又能正常运行。制丝电气控制系统非常先进，也非常复杂。各种各样的电气设备非常多且空间布置密集。每台电气设备都会在其周围空间产生一定的电磁场，各个设备的电磁场又会相互叠加并相互干扰。

二、制丝电气故障模拟台的构建

模拟诊断台主要分为主站区、网络区、子站区、检测区、执行区、编程器等六个区。电源系统、主站PLC模块系统、信号模块及人机界面显示等。电源系统输入为220VAC，输出为24VDC，为CPU、输入/输出模块提供电源，各模块之间通过背板总线相连接。背板总线集成在模块上，模块通过u形总线连接器相连，每个模块都有一个总线连接器，后者插在各模块的背后。安装时先将总线连接器插在CPU模块上，并固定在导轨上然后依次装入各个模块。该区S7.300/ 400PLC是德国西门子公司可编程控制器的主流产品，也是本模拟诊断台的控制中枢，CPU上有DP接口，通过该接口来连接各个子站。采用自动化工厂的数字通信网络，是连接一系列基于某种现场总线的嵌入式设备开放系统，它能将不同厂家生产的可编程设备连接在单层或多层网络上，实现分散控制和集中管理。PROFIBUS是目前国际上通用的现场总线标准之一，并以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放标准、众多的厂商支持和不断发展的应用行规，成为现场级通信网络的最优解决方案，在现场总线领域处于领先地位。PROFIBUS.DP是主站和从站之间采用轮询的通信方式，支持高速的循环数据通信。

PLC主机与它们的远程模块之间的连接（下位连接）。子站ET200S模块系统、馈电器、变频器等。该区中ET2o0S是PROFIBUS .DP网络系统子站，起到信号通信与控制作用，通过一根两芯专用网线将现场设备连接到控制装置，并保证在各个部件之间的高速通信，该设备安装只需很小的空间，代替了过去繁杂的电缆连接。馈电器控制不需要调速的电机，用于异步电动机的单向或可逆启动，可以直接控制7.5KW 以下的电动机，一个站可以带6个馈电器，通过PROFIBUS现场总线网络可以调用其开关状态和诊断信息，运行时可带电更换馈电器。变频器控制需要调速的电机，用于异步电动机的单向或可逆启动，可以控制7.5KW 以上的电动机。模拟量控制系统（如：EP调节器、温度传感器等）、数字量控制系统（如：定位器、流量计等）、检测计量系统（如：压力传感、温度传感、水分仪等）。该区检测器件将现场检测到的温度、开度、流量、压力信号等参数通过PROFIBUS.PA网反馈到主站区，以参与现场控制，使各项参数满足生产工艺要求。电动机、电磁阀等。该区是工业现场控制的最底层，来执行子站区的命令与动作。执行区主要由三相异步电动机与电磁阀组成。电动机为设备提供动力源，电磁阀控制气路的开启，以带动气缸、阀类的运行。用于控制程序的编制、编辑、调试和监视，并将程序通过工业以太网或适配器下载到PLC中。

三、结束语

实验表明此诊断台较为直观、有效地在计算机上进行在线或离线故障诊断，为状态检修奠定了基础。便于在生产一线维修人员中开展技术交流与技术比武，缩短了电气故障维修时间，对生产现场运行状况进行远程诊断。另外，要减少偷停故障的发生，一方面要从方案设计，器件选型到安装调试等方面都把各项工作都做细，做实；另一方面，在生产过程中，加强巡查点检，对设备运行的各种参数状态进行细心监测，以便及时发现设备的各种隐患，采取有针对性的预防改进措施，及时消除故障隐患。对设备加强巡查点检，也便于操作员随时掌握设备的运行状况，即便发生偷停故障，也能尽快找到解决处理的方法，从而缩短故障处理时间，尽快的恢复设备正常运行。

［1］马蔚华.论监测检修技术在烟草包装设备的应用［J］.机电信息.2014

［2］章台清.浅析烟草设备电气控制常见问题与对策［J］.制造业自动化.2015