黏膠短纖生產線Autefa打包機的故障分析及排除方法

玄兆生

(唐山三友集團興達化纖有限公司，河北 唐山 063305)

我司黏膠短纖生產線上使用的打包機是德國AUTEFA公司生產的Autefa LB4540型打包機。 該打包機是采用PLC加變頻器總線控制模式，其運行平穩、自動化程度高，稱重準確，保護全面，人機界面友好，報警信息準確可靠。但在實際運行中，打包機有時會由于擠絲、主壓超壓等故障電氣報警，從而造成停機，影響正常生產。本文對打包機的常見故障進行了分析，同時提出了相應的處理措施。

1 Autefa LB 4540型打包機的流程

Autefa LB 4540型打包機的基本組成部分有：給料、稱重、預壓、轉箱、主壓、出包、液壓站、電控。由打包機輸棉風機將黏膠短纖維送至打包機稱重倉，通過稱重部分進行稱重，之后送入預壓側棉箱，進行預壓，一般經過6次稱重與預壓，達到設定包重。通過轉箱，轉至主壓側進行主壓，主壓后進行人工捆包，最后出包。當轉箱轉至主壓側時，預壓部分繼續進料。液壓站部分為打包機提供油壓動力，主要實現預壓、主壓、轉箱、提棉箱。電控部分實現對打包機的順序控制。其工藝流程如圖1。

圖1 Autefa打包機簡單工藝流程

2 Autefa LB 4540型打包機電氣控制與系統組成

Autefa LB 4540型打包機主要是以S7-300 PLC為核心控制器，西門子420系列變頻器為驅動器，采用PROBAU-DP總線構成控制系統，采用西門子TP-170觸摸屏作為人機界面。系統組成簡單明了，全面且實用。其組成框圖如圖2所示。在圖2中，主控制器采用S7-300[1]，CPU315-2DP，有2個通訊接口，分別為PROBUS-DP和MPI通訊方式，MPI通訊用于S7-300與現場觸摸屏的通訊，其余變頻等設備采用PROBUS-DP方式通訊。

圖2 Autefa打包機電氣控制系統圖

2.1 稱門控制部分

稱門變頻器采用西門子MM420系列，分別控制料門電動機與稱門電動機，功率分別為0.75 kW。變頻器控制稱門與料門的打開與關閉。其動作順序為：稱門先關閉，料門開啟，開始進料，到達設定重量，一般為45 kg左右，料門關閉，稱門開啟，進行排料。將短纖維排至預壓箱。變頻器的采用使料門與稱門的開關平滑。故障與報警信息通過總線傳至PLC，由PLC傳輸至觸摸屏顯示，稱門與料門的開關位置由現場接近開關檢測。

2.2 轉箱控制部分

轉箱的作用是將已經稱好重量的預壓側棉箱轉至主壓側，準備進行主壓，同時將原主壓側的空箱轉至預壓側準備下料。轉箱用電動機由變頻器驅動，變頻器采用西門子MM420系列，通過編碼器檢測轉箱的位置，轉箱電動機功率為2.2 kW。

2.3 推料器控制部分

推料器變頻器采用西門子MM420系列[2]，其作用是將從料倉下來的短纖維推至預壓箱。Autefa打包機采用變頻調速電動機及電磁抱閘實現推料過程。變頻器的采用，使推料平滑；采用電磁抱閘，避免預壓頭壓棉時短纖維膨脹外泄，推料器電動機為3 kW。

2.4 出包控制部分

出包小車的作用是將打好的短纖維成品包從主壓側取出，運到稱臺，進行最終稱重。拖動變頻器采用西門子MM420系列[2]，使用變頻器，避免了到取包位置時撞擊箱體，回退到稱臺時候撞擊稱重計量裝置。

2.5 遠程I/O及分布式輸入輸出模塊

遠程I/O是分布式輸入輸出模塊，其型號為西門子6ES7-151系列，其安裝位置在打包機本體，采集的信號為液壓站的溫度、壓力等模擬量，料門、稱門、推料器位置等接近開關數字量，控制輸出的有液壓站的電磁閥開關量信號。

2.6 稱重系統

稱重系統采用德國Mesomatic公司 DK800型[3]，是打包機中比較關鍵的設備，其作用是對每次給料進行計量，精確控制總包重。與國產打包機不同的是，包重的設定只需要設定總包重、給料次數及第一稱的重量。

2.7 轉箱編碼器

轉箱編碼器使用德國帝爾公司產品，其型號為CE65，其作用是將轉箱的位置轉化為數字量，送至PLC 300[1],對轉箱位置精確控制。相對于國產打包機只使用接近開關控制轉箱位置，轉箱編碼器控制的位置精度較高。

3 Autefa LB 4540型打包機運行中的電氣問題及其解決辦法

3.1 推料器不到位

在推料過程中，由于短纖維在推料板和箱體的縫隙中積聚，會造成推料器推不到前限位，在規定時間內，一般為1 s，前限位接近開關檢測不到推料板，產生推料器超時報警，報警代碼為132，從而使打包機自動停機。處理方法為根據報警“132”信息，確定為推料器未到位置，檢查擠絲部位，并清理，從而排除故障。

3.2 稱門、料門開關超時

在Autefa LB 4540型打包機程序設計中，稱門與料門的打開與關閉有時間限定，從而確保正常的下料與稱重。一般限定時間設定為1 s，如果在1 s之內，命令發出后沒有得到正確的反饋，即系統判斷稱門與料門開不到(或關不到)位置，則產生報警114，并造成打包機停機。造成這種故障的原因為:稱門與料門間有短纖維積聚，造成開關門時阻力大，從而在規定的時間內，沒有完成開關動作。處理方法為：檢查開關門部位擠絲情況，并清理。

3.3 主壓超壓

當現場觸摸屏出現報警163，打包機自動停機時，是“主壓超壓”報警停機。其原因一般為不合格成品包由烘干機機尾反投時過快，稱門來不及關閉，有部分料進入打包機，從而造成成品包超重，液壓壓力超壓，一般液壓壓力設定為265 bar。

3.4 超重報警

當觸摸屏出現報警信息98，造成打包機自動停機，此報警含義為“物料重量超出稱重控制器設定范圍”。其主要原因為下料多，下料快，在正常運行的短纖維中，有其它多余短纖維加入，比如返包的纖維加入過多過快造成。

3.5 稱零點偏移

報警信息為97，當稱門排料后，空稱狀態下，如果稱的顯示超過為-8 kg時，系統認為稱零點漂移，從而使打包機停機，處理方法為對稱進行零點標定。

3.6 主壓壓力傳感器故障

當觸摸屏出現161報警，造成打包機停機，其含義為“主壓壓力傳感器故障”。處理方法為：檢查壓力傳感器本身； 檢查傳感器與PLC間的接線。由于液壓站正常運行，主壓未動作時，觸摸屏顯示的主壓壓力不應低于3 bar，如果低于，系統認為不正常，產生報警。此時，我們使用萬用表串入傳感器回路，測量mA信號，如果信號為0 mA，可認為是斷線故障；如果信號大于0而小于4 mA,可確認是壓力傳感器故障，處理方法為：換線或更換壓力傳感器[4]。

4 Autefa LB 4540型打包機電氣儀表日常維護

4.1 安全光柵的清潔

保持安全光柵及各處光電開關的清潔，避免纖維及其它雜物的影響，以免造成打包機誤報警而停機。

4.2 電氣元件定期緊固

打包機連續運轉，存在震動，應定期對打包機本體的電氣部分進行緊固檢查，尤其對檢測位置的接近開關的固定點進行檢查緊固，避免松動。

4.3 定期校稱

稱重系統在打包機中處于較重要位置，應利用檢修機會，對稱重部分進行定期校準。

4.4 定期檢修電氣控制柜

對變頻器、PLC卡件接線進行定期檢查緊固，一般3個月1次，避免出現局部過熱，接觸不良等問題，尤其對控制柜及變頻器的散熱風機進行檢查，避免纖維堵塞。

5 結 語

Autefa LB 4540型打包機使用總線系統，避免了繼電器分散控制故障率高的問題。實際運行中，通過對打包機報警信息分析、理解，逐步積累運行經驗，提高了運行維護的能力。

[1] 劉鍇、周海.深入淺出西門子S7-300 PLC(第一版)[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004.

[2] MICROMASTER420通用型變頻器0.12kW—11kW說明書[Z].

[3] DK800—Instruction manual 說明書[Z].

[4] 童詩白.模擬電子技術基礎(第一版)[M].北京: 高等教育出版社，2003.