叉分機刀架下行控制功能的優(yōu)化

張表一 孫欽蘭 仲崇寶

摘 要：本文主要針對某生產(chǎn)加工企業(yè)的叉分機設(shè)備在運行中存在的問題與隱患進行了分析與探討。通過修改控制程序，增加叉分機刀架下降運行超時報警與控制功能，并編制報警系統(tǒng)以及后續(xù)處理程序；增加刀架設(shè)備運行的健康診斷功能，通過監(jiān)控刀架變頻器運行電流的變化，來動態(tài)分析刀架裝置的負載變化，能及時發(fā)現(xiàn)刀架運行過程中存在的問題，給設(shè)備故障診斷與維修提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：控制；程序；檢測；健康診斷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.019

1 前言

某生產(chǎn)企業(yè)真空回潮生產(chǎn)線的在線叉分機是這條生產(chǎn)線上的重要設(shè)備，一般采用三叉四塊的方式用于對整煙塊的在線叉分。叉分機一旦出現(xiàn)故障，將會影響整條真空回潮線生產(chǎn)的順利進行。

2 叉分機設(shè)備工作原理簡介

真空回潮線的電控系統(tǒng)采用西門子PLC控制，通過在工控機上運行INTOUCH程序?qū)崿F(xiàn)人機對話操作及信息顯示。叉分機工作時，裝載在不銹鋼煙箱內(nèi)的整煙塊會隨著煙箱進入叉分機內(nèi)部下方的輸送輥上，由程序自動控制相關(guān)機構(gòu)動作，采用三叉四塊的方式，對整煙塊進行在線叉分。當拆刀下行到叉分位時，驅(qū)動電機M17停止運行，叉分機構(gòu)在叉分氣缸的驅(qū)動下在水平位置動作，將整煙包叉分為三刀四塊。隨后拆刀上升并在水平位置復位后，煙箱裝載著叉分后的煙塊自動從叉分機出口進入下一工序做真空回潮處理。

3 問題的提出

在實際運行過程中，叉分機設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)因刀架下行阻力大，驅(qū)動電機M17長時間運行不到位的情況。此時會造成刀架持續(xù)加力，控制刀架運行的變頻器以及運行機構(gòu)長時間超負荷運行，易造成刀架運行機構(gòu)變形、變頻器過熱損壞等故障。

因為刀架的驅(qū)動與運行裝置均安裝在叉分機內(nèi)部頂端， 一旦出現(xiàn)設(shè)備損壞或故障，常規(guī)巡檢很難發(fā)現(xiàn)。出現(xiàn)故障只能進行事后維修。但可以通過監(jiān)控變頻器的電流變化情況來判斷負載運行狀況，實現(xiàn)預防性維修。

4 原因分析

通過分析叉分機控制程序與動作過程發(fā)現(xiàn)：叉分刀架電機M17由變頻器驅(qū)動，其上升、下降及變速由各個位置的到位檢測開關(guān)控制。只有當系統(tǒng)檢測到刀架（拆刀）下行到達叉分位時，驅(qū)動電機M17才會停止向下運行。否則， 只要因為各種原因?qū)е驴刂葡到y(tǒng)檢測不到叉分位的到位檢測信號，驅(qū)動電機M17就會一直保持下行運轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而會出現(xiàn)上述故障隱患。

5 問題的解決

經(jīng)過綜合分析，本文提出問題解決方案是：在不改變硬件設(shè)備的情況下，通過修改設(shè)備控制程序的方法來解決這個問題。

5.1 修改程序?qū)Σ鸬断陆凳欠癯瑫r進行自動判斷

在叉分機的PLC程序中增加程序段，主要用來實現(xiàn)對拆刀下降是否超時進行自動判斷，自動判斷結(jié)果通過標志位M18.2的狀態(tài)輸出。

當拆刀開始下降時，延時繼電器T32開始延時。如果延時時間小于12秒，則程序會判斷拆刀運行正常，M18.2復位輸出；當拆刀下降持續(xù)輸出時間超過12秒時，程序會自動判斷拆刀運行下降超時，此時標志位M18.2置位輸出。在刀架停止下降后，T32自動復位。M18.2可以通過“故障復位”按鈕進行確認后復位。

5.2 程序中增加拆刀下降超時次數(shù)統(tǒng)計功能

此功能主要通過一個“加”計數(shù)器來實現(xiàn)。每當出現(xiàn)一次下降超時，計數(shù)器自動增加一次計數(shù)值。為確保故障查詢數(shù)據(jù)的準確性，計數(shù)器只能由技術(shù)人員通過編程軟件復位，但是其計數(shù)值可以隨時在人機界面中查詢。增加此功能主要是為了故障查詢與設(shè)備健康診斷時更加方便地做出判斷。

5.3 程序中增加拆刀下降超時后續(xù)處理功能

在叉分機控制程序中，增加拆刀下降超時后續(xù)處理功能與拆刀下降超時聲光報警功能，把拆刀下降超時延時繼電器T32、下降超時標志位M18.2分別參與相關(guān)邏輯控制，控制叉分機完成后續(xù)動作。這樣，當拆刀下降超時以后，程序會控制刀架自動上升、拆刀收起，煙箱裝載著整煙塊通過鏈式機自動輸送到叉分機后的鏈式機上，并保證后面的煙箱不會自動進入叉分機。此時，必須由人工檢查處理后，在操作面板通過“故障復位”按鈕進行確認后復位，叉分機繼續(xù)正常運行。

5.4 確定拆刀下降超時報警時間

通過現(xiàn)場觀察對拆刀下降用時進行統(tǒng)計，其平均用時8.1秒。取1.5倍的加權(quán)系數(shù)并取整，最終確定拆刀下降超時報警時間為12秒鐘，即延時時間繼電器T32的延時時間設(shè)定為12秒。

5.5 增加報警提示信息顯示與診斷功能

通過組態(tài)INTOUCH人機界面程序，增加報警提示信息顯示與診斷功能、刀架電機電流的實時與歷史趨勢顯示功能。當?shù)都芟陆党瑫r報警時，會在主畫面中顯示“刀架下降超時！”的紅色報警提示，此報警可以通過“故障復位”按鈕進行確認復位。

6 結(jié)束語

通過優(yōu)化控制程序，增加刀架設(shè)備運行的健康診斷功能。在發(fā)生故障時能及時報警停機，保護設(shè)備免受損壞。并能利用監(jiān)控到的變頻器電流，來動態(tài)分析刀架裝置的負載變化情況，給設(shè)備維修與巡檢提供依據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，從而可以有效克服因為刀架處于叉分機上端內(nèi)部不易及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患的弊端。

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作者簡介：張表一（1973-），男，本科，工程師，工業(yè)電氣自動化專業(yè)。