尹招然 劉曉煬 王碩

摘要：切絲機(jī)作為制絲生產(chǎn)線主設(shè)備，對(duì)制絲質(zhì)量有著重要影響。玉溪卷煙廠制絲一車間于2007年引進(jìn)了兩臺(tái)意大利GARBUIO公司的SD5切絲機(jī)在5噸生產(chǎn)線使用，在使用過程中發(fā)現(xiàn)安全控制回路存在故障定位困難、故障難以復(fù)位等問題。從目前現(xiàn)狀來看，SD5切絲機(jī)的故障頻次和處理時(shí)間相對(duì)較高，需要進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。進(jìn)行改進(jìn)的重點(diǎn)就在于電控系統(tǒng)的重新優(yōu)化，特別是安全回路的改進(jìn)，從而使SD5切絲機(jī)操作維修便捷性提高、性能穩(wěn)定可靠、故障報(bào)警更加直觀和準(zhǔn)確，有效降低設(shè)備的故障率和提升設(shè)備的運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：切絲機(jī);電氣控制系統(tǒng);電路

中圖分類號(hào)：TP391? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）16-0290-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 引言

在從玉溪卷煙廠制絲一車間5000Kg/h制絲線的實(shí)際情況來看，SD5切絲機(jī)存在著一些設(shè)計(jì)的缺陷，比如：H操作面板操作按鈕因灰塵大容易導(dǎo)致觸點(diǎn)失靈，影響復(fù)位操作;故障排查耗時(shí)長(zhǎng)，安全回路故障定位困難等問題。需要采取針對(duì)性的措施有效降低故障率。進(jìn)行改進(jìn)的重點(diǎn)就在于電控系統(tǒng)的重新優(yōu)化，特別是安全回路的綜合改進(jìn)，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，如果能使故障定位準(zhǔn)確直觀、復(fù)位快速有效，那么切絲機(jī)的故障率將得到很大改善。

2 問題分析

切絲機(jī)安全回路設(shè)計(jì)為以安全繼電器KF1為主控元器件，其他安全器件以串聯(lián)方式與KF1外聯(lián)接。安全繼電器KF1工作原理，如圖1和圖2所示。

圖1中KF1安全繼電器可接交流或直流電源，如接直流A1（+） 和A1（-）為24VDC電源，S11（+）、S21（-）為KF1內(nèi)部24VDC直流電源， S34為外部觸發(fā)電路接口。KF1設(shè)計(jì)為雙通道連接，通常一通道由S11 和S12構(gòu)成（電源正端通道），二通道由S21 和S22構(gòu)成（電源負(fù)端通道），S52為觸發(fā)電路電源端口，通常與S11（+） 端子連接，應(yīng)用實(shí)例如圖2所示。

滿足KF1觸發(fā)復(fù)位的條件為：

（1）KF1電源，A1/A2端24VDC正常。

（2）一通道S11/S12無斷路。

（3）二通道S21/S22無斷路。

（4）所有電機(jī)接觸器處于斷開狀態(tài)，常閉觸點(diǎn)串聯(lián)無斷路。

（5）按下S10，觸發(fā)通道1和通道2的邏輯判斷，KF1復(fù)位指示燈常亮。

圖3是SD5安全回路電路連接圖，其中KF1為安全回路繼電器，設(shè)計(jì)為雙通道連接，S11為電源正端，S11/S52短接，S11/S12為一通道，S21為電源負(fù)端，S21/S22為二通道，S12/ S43為復(fù)位輸入通道，13/14、23/24、33/34為雙通道常開觸點(diǎn)串聯(lián)輸出，41/42為雙通道常閉觸點(diǎn)串聯(lián)輸出。KF1外部電路串聯(lián)了九個(gè)安全元器件。每個(gè)開關(guān)使用了三對(duì)觸點(diǎn)，兩對(duì)觸點(diǎn)分別聯(lián)接KF1兩路通道，一對(duì)觸點(diǎn)接PLC輸入點(diǎn)。KF觸發(fā)回路由所有電機(jī)接觸器KM1-KM10常閉觸點(diǎn)與復(fù)位按鈕S10串聯(lián)。

這種安全聯(lián)鎖方式采用了“雙回路雙通道”的模式進(jìn)行控制，這樣一來只要任何一路存在問題，KF1安全開關(guān)都不能運(yùn)行導(dǎo)通，而且雖然各個(gè)檢測(cè)原件有PLC的輸入點(diǎn)，但是由于檢測(cè)原件也受到KF1的回路控制，KF1一旦不能正常工作，那么這些檢測(cè)元器件也不能形成檢測(cè)回路，所以這些檢測(cè)原件也不能進(jìn)行正常檢測(cè)，PLC也就不可能有信號(hào)的輸入。

所以一旦KF1的兩個(gè)檢測(cè)通道中的元器件發(fā)生故障，電氣維修人員都必須對(duì)這兩個(gè)通道的所有檢測(cè)元器件逐一的排查，而且需要進(jìn)行雙通道的排查，工作量就顯得十分的大。

3 解決方案

本次改進(jìn)主要針對(duì)SD5切絲機(jī)安全控制回路“雙回路雙通道”的模式進(jìn)行優(yōu)化。將“雙回路雙通道”模式改進(jìn)成“單回路單通道”模式，具體做法是：將原有的兩回路安全通道中的一條通道短接，同時(shí)改變KF1外部電路串聯(lián)10個(gè)安全開關(guān)器件的觸點(diǎn)連接方式，并將觸發(fā)通道中的按鈕復(fù)位功能改成操作畫面按鈕軟連接。

3.1 電路連接方式改進(jìn)

如圖2所示，KF1外部電路串聯(lián)10個(gè)安全開關(guān)器件，先將原有的兩回路安全通道中的一條通道（S11/S22）短接，然后每個(gè)安全開關(guān)器件的兩對(duì)常閉觸點(diǎn)作為檢測(cè)點(diǎn)依次串聯(lián)到安全通道電路中，并將檢測(cè)結(jié)果直接輸入到PLC數(shù)字量輸入模塊，同時(shí)取消原有的第三對(duì)觸點(diǎn)。改進(jìn)之后，有效地避免了由于觸點(diǎn)失效使三對(duì)觸點(diǎn)動(dòng)作異常導(dǎo)致誤報(bào)警或不報(bào)警的情況發(fā)生;同時(shí)，觸點(diǎn)串接使得故障點(diǎn)定位變得準(zhǔn)確可靠。

3.2 復(fù)位按鈕改進(jìn)

從圖3 安全回路連接電路圖中可以看出，安全回路復(fù)位按鈕為S10，物理按鍵位于SD5切絲機(jī)前操作面板上，如下圖所示：

從圖 5中可以看到復(fù)位操作開關(guān)的布局安裝方式，按鈕觸點(diǎn)裸露在外，而且由于后蓋板的密封原因，使得灰塵很容易進(jìn)入后蓋板內(nèi)。使用過程中發(fā)現(xiàn)，操作面板上的復(fù)位操作按鈕因灰塵大容易導(dǎo)致觸點(diǎn)失靈，影響復(fù)位操作，存在故障排查耗時(shí)增加、安全回路故障定位困難等問題。

因此，我們將操作面板上的物理按鍵取消，在HMI畫面中增加復(fù)位操作按鈕（如圖6右下角所示），提高復(fù)位操作的可靠性。

4 總結(jié)

改進(jìn)之后可減少因觸點(diǎn)失效帶來的檢測(cè)失誤問題，同時(shí)減少安全回路接線，減少因積灰造成操作按鈕觸點(diǎn)連接失效問題，以及時(shí)復(fù)位安全回路，同時(shí)通過操作畫面可直觀地監(jiān)控到具體的安全開關(guān)器件報(bào)警位置并根據(jù)系統(tǒng)提供的解決方法快速準(zhǔn)確地排除故障，減少設(shè)備故障停機(jī)次數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐子龍.功能安全型繼電器的研究與設(shè)計(jì)[D].華東理工大學(xué)，2014.

[2] 闞明生，曹萃文 .一種功能安全型安全繼電器的開發(fā)流程[J].自動(dòng)化儀表，2005（4）.

[3] 費(fèi)國(guó)，葛自江，馬矜. 安全繼電器在工業(yè)生產(chǎn)過程中的分析與應(yīng)用[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2013（6）.

[4] 周百全， 關(guān)于安全型繼電器維修策略的研究[D].清華大學(xué)，2009.

【通聯(lián)編輯：唐一東】