EKW5 電子控制單元在全密度擠壓機(jī)離合器控制中的應(yīng)用

尹萬(wàn)利

（中國(guó)石油大慶石化公司設(shè)備維修中心）

全密度擠壓機(jī)PPF-273離合器是一個(gè)組合體，由一個(gè)啟動(dòng)換向部件和一個(gè)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(dòng)器和變速箱之間， 作用是防止雙螺桿混料器過(guò)載。如果驅(qū)動(dòng)扭矩超過(guò)了設(shè)定扭矩，離合器滑脫， 立即停止雙螺桿擠壓機(jī)， 以保護(hù)設(shè)備。 離合器由氣動(dòng)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(dòng)力源是儀表風(fēng)。儀表風(fēng)通過(guò)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(qiáng)制結(jié)合起來(lái)，離合器發(fā)生快速打滑時(shí)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(guò)調(diào)節(jié)儀表風(fēng)壓力來(lái)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(shí)，離合器發(fā)生打滑，即摩擦離合器的速差超過(guò)每2 min 4轉(zhuǎn)， 此時(shí)則由EKW5電子控制單元控制自動(dòng)快速放空， 摩擦離合器立即脫開(kāi)而中止扭矩傳遞，在最短的時(shí)間內(nèi)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，起到保護(hù)造粒機(jī)的作用。

1 離合器控制原理

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(guò)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(shí)才能改變轉(zhuǎn)速位置，在主電機(jī)和主驅(qū)動(dòng)器（簡(jiǎn)稱主驅(qū)）停止或輔助電機(jī)和輔助驅(qū)動(dòng)器（簡(jiǎn)稱輔驅(qū)）運(yùn)行時(shí)不得改變轉(zhuǎn)速位置。

圖1 離合器控制原理

1.1 離合器嚙合、脫開(kāi)邏輯

啟動(dòng)輔助驅(qū)動(dòng)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(shí)間30 s時(shí)， 操作站上的“Main drive ready to start”（主驅(qū)準(zhǔn)備啟動(dòng)）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(méi)有嚙合之前該條件必須滿足，即在“1”信號(hào)情況下允許啟動(dòng)，嚙合后Permit變?yōu)椤?”不影響離合器運(yùn)行。 Intlock是離合器的聯(lián)鎖條件，當(dāng)聯(lián)鎖條件都滿足時(shí)，即在“1”信號(hào)情況下滿足離合器啟動(dòng)條件，同時(shí)也是聯(lián)鎖停機(jī)條件，即Intlock中有一個(gè)不滿足（“0”信號(hào)時(shí)），離合器不能嚙合，在嚙合后，也要自動(dòng)脫開(kāi)。

在操作站上點(diǎn)擊離合器Open（嚙合）圖標(biāo)，即圖2中的OpenAut變?yōu)椤?”同時(shí)控制輸出Ctrl變?yōu)椤?”，圖2b所示的Ctrl變?yōu)椤?”，切粒機(jī)保護(hù)允許、開(kāi)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(guò)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(guò)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(kāi)邏輯

啟動(dòng)主電機(jī)（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(shí)間，通過(guò)按操作站上的主驅(qū)“Start”按鈕，則主驅(qū)自動(dòng)啟動(dòng)，造粒系統(tǒng)進(jìn)行下一步開(kāi)車。

1.2 EKW5電子控制器控制

離合器脫開(kāi)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(guò)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(hào)如下：

a. I0.0， 來(lái)自圖1中SE7202-10驅(qū)動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)速探頭的脈沖信號(hào)；

b. I0.1和I0.2，來(lái)自圖1中SE7202-11變速箱側(cè)轉(zhuǎn)速探頭的脈沖信號(hào)；

c. 當(dāng)I0.4帶輔驅(qū)的時(shí)候，I0.4直接接高電位24 V（DC），不帶輔驅(qū)時(shí)，將其懸空不接，即“0”點(diǎn)位；

d. I0.5，來(lái)自PLC的嚙合/脫開(kāi)指令；

e. I0.6，確認(rèn)信號(hào)；

f. I0.7，主驅(qū)運(yùn)行信號(hào)；

g. Q0.0和Q0.1，離合器嚙合/脫開(kāi)輸出指令；

h. Q0.3，SDHH7202-12離合器滑差超限報(bào)警聯(lián)鎖輸出（圖2）。

EKW5的主要作用是保護(hù)離合器防止其過(guò)載，離合器發(fā)生快速打滑時(shí)的扭矩變大，如果驅(qū)動(dòng)扭矩超過(guò)了設(shè)定扭矩，離合器滑脫，立即停止雙螺桿擠壓機(jī)，具體如下：

a. 零速監(jiān)視功能。 開(kāi)車之前，設(shè)備處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果在10 s內(nèi)沒(méi)有確認(rèn)的脈沖由EKW5確認(rèn)為停止。 這時(shí)對(duì)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(dòng)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(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)速探頭的脈沖信號(hào)與SE7202-11變速箱側(cè)轉(zhuǎn)速探頭的脈沖信號(hào)差值在每分鐘內(nèi)超過(guò)了4個(gè)脈沖， 離合器通過(guò)繼電器Q0.0 和Q0.1 的 輸 出 脫 開(kāi)。 繼 電 器Q0.3 的SDHH7202-12離合器滑差超限報(bào)警聯(lián)鎖輸出使Intlock變?yōu)椤?”信號(hào)，離合器脫開(kāi)，主驅(qū)停止。

c. 脈沖監(jiān)視。 只有在主驅(qū)運(yùn)行 “Main Drive ON”（I0.7LOW變?yōu)椤?”信號(hào)）后，才能監(jiān)視存在的脈沖信號(hào)，有一個(gè)10 s的延時(shí)時(shí)間。如果延時(shí)時(shí)間過(guò)后10 s內(nèi)沒(méi)有識(shí)別到脈沖， 離合器通過(guò)繼電器Q0.0和Q0.1的輸出脫開(kāi)。

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(guò)“Acknowledge fault”（I0.6）來(lái)確認(rèn)故障后，才允許再次啟動(dòng)離合器嚙合。

e. 離合器嚙合與脫開(kāi)控制。離合器須通過(guò)“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(diǎn)Q0.0和Q0.1閉合”和“繼電器觸點(diǎn)Q0.2”持續(xù)0.5 s。

2 控制系統(tǒng)故障原因分析與處理方法

現(xiàn)將EKW5電子控制單元在全密度擠壓機(jī)離合器控制應(yīng)用過(guò)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(shí)的故障原因分析與解決辦法

3 結(jié)束語(yǔ)

筆者對(duì)EKW5電子控制單元在全密度擠壓機(jī)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(guò)程，邏輯控制過(guò)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(chǎng)操控和對(duì)故障分析解決提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。