聚丙烯管材挤压机故障智能检测方法研究

2019-02-17郑万飞

设备管理与维修 2019年14期

郑万飞

（大庆石化化工三厂，黑龙江大庆 163714）

0 引言

聚丙烯由于其优良的特性在制作机械零件方面得到广泛的应用，陆续出现聚丙烯管材挤压机等一系列优良的设备。由于聚丙烯挤压机在工业生产中不仅保持原有特性的优势，又将机电一体化的技术进行融合，因此在生产制造领域应用及广泛。虽然聚丙烯管材挤压机解决很多工业生产上的问题，但由于其发展还不够成熟还存在着诸多问题。在工业生产中，聚丙烯管材挤压机也会面临系统故障从而影响生产效率的问题，所以研究一套新的智能检测方案，及时发现故障产生的位置是大势所趋。

1 聚丙烯的特点

1.1 聚丙烯的应用

聚丙烯是一种没有毒性、没有气味的热塑性树脂，力学性能和耐热性都比较高，特别适用于制造机械零件，正是因为优良的性能使聚丙烯管材挤压机得到广泛的应用。同时，聚丙烯也可以用于制造餐具，在人们的日常生活中占据着重要的地位，因此未来聚丙烯具有广阔的发展空间。

1.2 聚丙烯管材的优点

目前，我国应用最广泛的聚丙烯的管材直径在（20～160）mm，在常规条件下，能承受压力的最大值≤1.6 MPa。为什么聚丙烯管材在生产制造领域会得到如此广泛的应用呢？因为聚丙烯管材的制造并没有使聚丙烯失去原有的特性。因此聚丙烯管材具有耐腐蚀能力强、抗渗透能力强、强度相对较高、抗弯性能强等特点，当然他能得到广泛应用最重要的原因是：价格便宜而且使用寿命高于其他管材零件。另外，聚丙烯管材的应用有助于挤压机更加安全平稳的运行，有利于企业得到更大的利益。

2 聚丙烯挤压机常见的故障及原因分析

2.1 主电机异常导致故障

主电机的扭矩是否正常对主电机的正常运行起着重要的作用，如果主电机的扭矩处于稳定的状态，就能保证整个系统的正常运转。如果主电机的扭矩高于常规标准，那么就会对转速造成消极的影响，而转速过低则会造成轴承温度的升高，这样将会影响冷却器对水的处理效果，冷却器会出现漏水增加的现象，最终造成主电机的故障。相反，如果主电机的扭矩低于常规标准，双螺杆将会处于一种空转的状态，时间一长会造成填料系统的堵塞，设备运行的时间越长，系统的压力越来越大，因此主电机工作停止。

2.2 水下切粒循环系统故障

2.1.1 过滤器效果较低导致故障

过滤器过滤程度的高低直接影响聚丙烯管材挤压机设备的运行状态，也是整个系统产生故障的重要原因。影响过滤器的过滤程度的关键因素是实际的操作和理论的操作存在较大的差异，理论上来说切粒通过离心干燥器的处理之后，需要使用过滤设备将切粒水中的聚丙烯碎屑去除得到不含有任何杂质的水，然后再让处理完毕后的纯净水流入水箱进行接下来的操作。而实际的情况是，过滤装置中的过滤网是由3 mm 的板条构成的，期间存在着一定的间隙。因此在过滤的过程中，只能除去切粒水中聚丙烯的大块杂质，而微小的碎屑通过过滤网，造成杂质堆积的现象，会产生挤压机切粒系统的障碍，影响整个设备的正常运转。

2.2.2 切粒产生的碎屑导致故障

在原材料的处理过程中，需要用切刀把聚丙烯分成一个个面积相等的单位粒子，当粒子完全冷却后，将其放入干燥器中，除掉其中的水分，这样切粒的过程结束。由于整个过程都是在水里的，熔融的聚丙烯遇水变硬，所以在切粒时，切刀会受到一个物料的作用力。虽然这个力很小，但仍然在模板和切刀之间造成一定的影响，产生间隙，正是由于间隙的存在形成碎屑。随着设备运行时间的增加，切刀会变钝，从而产生更多的聚丙烯碎屑。另外，如果设备长时间运转，模板会形成一定程度的磨损，变得不均匀，刀具与模板的平面也可能出现不平行现象，使模孔长度发生变化，冷却程度不同，产生的碎屑越来越多。由此产生的碎屑将随颗粒一起进入干燥机，然后其余杂质将进入水循环系统，导致聚丙烯管材挤压机设备故障。

2.2.3 水箱静置效果不高导致故障

在聚丙烯管材挤压机水系统程序中，水箱占据着重要的地位，对系统的正常运转起着极大的作用。因此，水箱一旦出现问题，就会对整个系统产生造成一定的影响。一般水箱经常出现静置效果不高的问题，而此类问题的出现直接影响着挤压机水系统的安全和稳定。设置水箱的目的：①水箱的设立减缓水的流速，可以使水中未被过滤的聚丙烯碎屑漂浮于水面之上，以便进行进一步的处理；②设立水箱可以根据水的温度控制系统补水。当然，利用水箱静置去除碎屑和杂质保证水循环的顺利进行才是最重要的部分。实际情况是，水箱中的水常处于翻腾的状态，无法解决水与碎屑混合的问题，这样必然会影响接下来的水循环过程，所以水箱静置效果的好坏会对整个挤压机切粒水系统产生极大的影响。

3 聚丙烯管材挤压机故障智能检测方法的研究

如果主电机和水下切粒循环系统发生故障，导致整个聚丙烯管材挤压机设备的故障，当然其它方面的因素也会对整个系统的正常运转产生影响。过去，我们为快速的找到故障的原因，最常用的方法是利用PLC 系统完成故障检测，但随着生产规模的不断扩大，这种方式已经不能适应当今的需求。对传统的检测方法进行适当的改进，推出一种新型的智能检测方案。

3.1 传统PLC 检测系统的特点

传统的PLC 检测系统一般配置的是6ES5957-5NC1 电源模件和6ES5-498-5UR33CPU 模件，检测的模型通常使用S35-511系列。该检测系统最大的优点是速度快、方便，可以通过中央处理器以最快的速度确定故障发生的位置，但也有许多不能解决的问题。由于检测系统设备的不足，不能准确定位一些干燥器、小型开关等微小部件的故障，因此在准确性上有所欠缺。造成这种现象的根本原因是，在PLC 检测系统中采用的是I/O 信号分配理论，这种理论对于具体位置的确定存在困难，给出的定位往往具有一定的范围。

3.2 新型的智能检测方案

3.2.1 I/O 信号分配理论

为改变传统检测系统在定位方面存在的弊端，我们对I/O信号检测理论进行一定的改进，让其顶替I/O 信号检测理论。由于这种新式的信号检测理论使用更为先进的中央处理器对语句进行分析，所以与过去相比定位的准确性大大提高。另外，I/O 信号分配理论使用ntellution iFix 模型，相比过去而言操作系统更加便捷，更加具有参考价值，在整体布局上有很大的提升。

3.2.2 构建新型的智能检测方案

新型的智能检测方案就是在传统的PLC 检测模型的基础上，摒弃过去的I/O 信号分配检测理论，建立一种更加完善的I/O 信号分配理论。这种新型的检测方案与过去的相比有很大的进步，使故障的定位更加准确和便捷。通过不断的实践统计，我们可以知道应用这种新型检测方案整体的信号强度，可以为未来聚丙烯管材挤压机的故障检测提供一种更加便捷和有效的方式。