乳劑線結合數據系統解決設備問題兩例及思考

廖洪浩，王志剛

（樂凱膠片股份有限公司 河北 保定 071054）

1 引言

乳劑線又稱AEC，以乳劑和油乳為主要產品，是我公司和柯達公司根據合資合作協議，由柯達公司提供的一條先進乳劑、油乳制備生產線，這套生產線具有設備先進、自動化控制程度高、產品性能穩定等諸多優點，通過嚴密的程序編寫和大量的防錯設計，最大限度的預防由人為因素造成的各種質量問題，其設計思想非常超前，數據系統強大而完備，我們在使用和維護這套設備時，充分感受到了數據系統對于車間生產和設備維護的重大意義。

乳劑線的數據系統稱為PV系統，是乳劑線用于記錄生產數據，以便于技術人員進行分析，判斷生產狀態及設備狀態的一套數據系統。他能將在生產過程中傳感器反饋的各項數據進行收集、打包并保存，通過專用的軟件將其讀取用于分析。PV系統對于乳劑性能的監測具有很重要的意義，通過查看數據之間的對比，能夠明確看出問題所在，并以此為基礎進行問題的排查和解決。

2 通過查看PV系統解決設備問題

2.1 PV系統幫助查找跑膠問題

2.1.1 問題描述 2017年7月19日，油乳區操作員發現在生產過程中膠鍋內的膠沒有按照配方進入預混鍋，及時停止后發現膠進入了預混鍋旁邊的地漏，跑膠約200kg，生產過程中沒有按照預定程序實施三通閥轉換，多次手動切換三通閥之后，剩余的膠才得以進入預混鍋。

2.1.2 原因分析及處理過程 從膠鍋到預混鍋的輸送過程中，首先經過三通閥合并至共用的輸送泵，然后再經過三通閥分入不同鍋內，通過現象可以看出，膠已經從四樓輸送至三樓，說明放料部分并未出現問題，即問題出在輸送泵之后的三通閥處。

首先懷疑的是三通閥轉換不靈活，造成閥門閉合不嚴造成跑膠，經解體排查，三通閥內沒有異物，單獨測試動作靈活。

這時通過對PV系統的查詢，就看出了問題，如圖1所示，黃線為輸送泵的轉速，紅線為預混鍋內的質量，從圖中可以明顯看出轉速與預混鍋內質量的對應關系——當輸送泵轉速上升時，說明膠液已經開始輸送，而后輸送泵轉速保持穩定，預混鍋質量隨之直線上升。黃線的第二個波峰印證了這個對應關系，而第一個波峰則說明了當輸送泵開始輸送時，膠液完全沒有進入預混鍋，而是全部進入了地漏。那么這就說明了輸送泵之后的這三個三通閥并不是閥芯不到位，而是閥芯完全沒有動作。之后對于三通閥的檢查也印證了這一點——三通閥內無異物，切換有動作時能夠順利到位，拆解氣缸時，氣缸密封良好，沒有漏氣的現象。這樣一來就明確了問題的排查方向，問題并非來源于閥門，而是來源于信號，或是電控氣閥未接到配方中的指令，或是電控氣閥接到指令了，但是未能執行該指令，或是電控氣閥執行了指令，但是壓縮空氣壓力不足甚至沒有壓縮空氣導致閥門不動作。最終證實，壓縮空氣壓力不足是主因。

圖1 PV系統數據統計圖Fig.1 PV System Data Chart

2.2 PV系統指導解決Dp3系統問題

PV系統能夠記錄大量的設備數據，每天都能實時記錄，在數據記錄并打包后，存儲在服務器中，設備人員通過比較不同日期的數據曲線可以很容易的得出設備的運行狀況，乳劑區dopant3系統流量低問題的發現、查找和解決就是對PV系統一個應用實例。

2.2.1 問題描述 2016年底，乳劑區蠕動泵出現實際流量達不到設定流量的情況，經過更換乳膠管，恢復正常，2017年7月初，乳劑區dopant3（以下簡稱Dp3）蠕動泵再次出現達不到設定流量的現象，設備組將蠕動泵上的乳膠管更換之后，蠕動泵流量會達到流量的要求，但是經過四到五天的使用之后就達不到設定流量了，且試水時仍然流量正常。

2.2.2 原因分析及處理過程 2016年底時出現流量不達標的狀況時，根據以往經驗更換了蠕動泵的乳膠管，檢查到了蠕動泵輸出功率偏高（正常38%現在65%）的異常現象，懷疑羅拉泵泵頭精度下降，雖然泵輸出偏高，但是能夠達到使用需求，設備人員準備羅拉泵泵頭備件。7月6日乳劑生產黃乳劑{生產黃乳劑時通過Dp3加入的補加劑銥鹽14.4Kg，生產青乳劑時加入3.42Kg，生產品乳劑時加入6Kg，dopant3蠕動泵預設流量為6Kg/min，故而只有生產黃乳劑時才能看出Dp3蠕動泵的能力是否達標，其他兩種乳劑生產時，未達到穩定的流量就已經加料結束。dopant2（簡稱Dp2）與Dp3的蠕動泵預設流量相同，可以作為參考，dopant4系統已經停用，相關設備可以作為備件使用。}，再次出現流量達不到，于是更換了乳膠管，此時新購置的乳膠管備件已經到貨，于是更換了新的乳膠管。使用幾天之后，在17日檢查時發現乳膠管磨損嚴重，因此進行了新管的第二次更換。

在25日時，再次出現流量不足的問題，第三次進行了更換。由于更換時間很短，同時使用的是新購置的乳膠管，因此更換之前，查看了PV系統中記錄的泵輸出曲線，可以看到當剛剛更換完乳膠管的那幾批明顯輸出較低，但是每一批都會惡化，泵的輸出不斷上漲，從這個現象來看，乳膠管質量仍然是主要懷疑對象。如圖2所示。

圖2 Dp3蠕動泵輸出曲線Fig.2 Dp3 Peristaltic Pump Output Curve.

然而7月25日更換之后，在8月1日再次出現流量達不到的情況。由于間隔時間過短，因此我們開始懷疑該現象與乳膠管本身質量之間是否有實際關系。拆開蠕動泵之后，查看蠕動泵泵輪，發現中間部分出現磨損，因此懷疑是否是此處打滑造成蠕動泵的輸出，并更換了全新的泵輪，更換之后試水正常，但是在生產過程中仍然達不到設定流量。這樣就排除了泵輪的問題。

驗證泵輪并無問題之后，再次回看PV系統中的相關曲線，發現如果泵本體出現問題，那么不應出現泵輸出不斷升高的狀況，同時還發現記錄曲線中，并不是批次越靠后，泵輸出值越高，而是在整體升高的趨勢下，無規則的變化。雖然仍然懷疑乳膠管質量問題，但是該現象較為奇怪。如圖3所示。

圖3 黃乳劑加藥時Dp3蠕動泵穩定輸出值折線圖Fig.3 The Dp3 Peristaltic pump stable output value line of Yellow emulsion medicated

由于Dp2系統一直處于正常狀態，因此決定使用Dp2系統驗證乳膠管質量。將7月25日安裝在Dp3蠕動泵上的那根乳膠管安裝在Dp2蠕動泵上，實驗時發現流量正常，泵輸出尚優于Dp2蠕動泵原來的狀況。由此可以完全判定乳膠管質量沒有問題。如圖4所示。

圖4 Dp2蠕動泵實驗輸出曲線Fig.4 Peristaltic pump output curve in experiment

排除了乳膠管質量問題和蠕動泵本身的問題之后，問題的源頭指向了Dp3系統管路。如果管路出現堵塞，也會造成流量上不去。

首先檢查管路，使用手電照射塑料管路，未發現異常狀況。其次是檢查Dp3的鍋底閥。使用手電照射查看，未發現異常，向Dp3罐內打水，打開鍋底閥后，水流動非常緩慢，可以初步判定鍋底閥出現了問題。為了進一步確認問題所在，我們決定將Dp4鍋底閥移到Dp3上進行測試。結果將Dp4鍋底閥安裝到Dp3上之后，打水實驗結果非常好，問題得到了解決。拆解Dp3鍋底閥之后，發現Dp3原鍋底閥內堵了一塊塑料布，此塑料布幾乎堵死了鍋底閥，導致流量始終無法達到預設值。這也證實了泵的穩定輸出值不斷波動上漲的原因實際上是塑料布被不斷向鍋底閥閥體深處吸的原因——因為塑料布的移動過程中堵塞程度是成無規則變化的。

取出堵塞物并將Dp3系統裝好并試車，可以看到Dp3系統流量穩定，蠕動泵輸出穩定，保持在38.2%左右。如圖5所示。

圖5 Dp3蠕動泵輸出曲線對比Fig.5 The comparison of Dp3 peristaltic pump output curve

2.3 PV系統對設備維護的作用

在這兩個問題的處理過程中，我們可以看到PV系統起到了很關鍵的作用，其分析過程體現了PV系統對于設備維修的意義——我們既能通過單獨一條曲線分析問題所在，也能通過比對不同批號產品的曲線變化，觀察設備的變化趨勢，從而得出設備維護的思路。

比如從跑膠問題的解決中，通過數據分析，我們能輕而易舉的看出三通閥不動作這個問題點，給問題分析指出了明確的方向，使分析過程少走很多彎路。分析問題的過程也印證了這一點——在我沒有看到PV系統中的這張趨勢圖之前，排查工作做了很多的無用功，浪費了大量的精力。突出檢測功能對問題排查的優點

而從Dp3系統問題的解決過程中，我們可以看到，在這個問題的解決過程中，首先通過不同批次的數據進行對比，能夠明確問題所在，之后通過對數據的進一步分析，就能看到蠕動泵輸出的無規律的變化，從而得到不一樣的結論。如果沒有PV系統，那么就只能看到流量不能滿足需求，而他不穩定的狀態則無法明確的得到，那么判斷問題時就會一直把思路放在泵本身，而不會發現泵有時是能夠達到流量標準的，從而走向歧途。

3 解決這兩個問題中的心得

通過這兩個問題的解決，我得到了一些心得體會，主要在于兩個方面，第一方面是關于PV系統的使用，第二個方面是關于這兩個問題本身的總結。

3.1 關于PV系統的使用

在解決這兩個問題的過程中，并不是一帆風順的，傳統排障措施我們使用的是排除法，根據故障現象分析羅列種種產生該問題的因素，甄別主因逐一排查，這種方法受到“人”的因素制約較多，往往會走彎路，費工費時。例如：乳劑區蠕動泵出現實際流量達不到設定流量的問題，就將主因確定在了羅拉泵泵頭與乳膠管上面大費周折，而利用“PV系統”很容易辨識“泵前供料不足”為故障主因。在解決問題時還是走了彎路的原因還是在于對PV系統的不熟悉，之前乳劑線沒有將這套PV系統與設備問題分析有機結合起來，而當我通過它來指導設備維護時，問題可以說迎刃而解，對我們的工作起到了巨大的幫助。

乳劑線的這套PV系統非常強大，它不僅僅能用于指導工藝生產，通過它對設備進行觀察能夠發現不同的視角，同時，通過長時間的統計，我們能夠清晰的看出設備的變化趨勢，比如銀鍋輸送齒輪泵輸出持續升高，就有可能是齒輪泵出現了磨損，而一成熟MBS攪拌的注入壓力升高則有可能是MBS的噴射小孔出現了部分堵塞需要疏通，這樣通過不斷總結，即可摸索出合適的設備維護保養周期，并以此來指導設備的預檢預修。

3.2 關于這兩個問題本身的總結

上文所提到的兩個設備問題雖然問題點完全不同，所使用的設備不同，思路也完全不同，但是，他們的系統其實是相同的——都屬于物料輸送系統；所運行的都是物料從一個儲槽轉移到另一個儲槽中的過程；都是使用輸送泵進行輸送。因此在解決這一類系統的問題時，我們完全可以總結出一套相同的判斷程序。

例如膠跑料問題的判斷中，他的判斷應是這樣的：

A.膠鍋重量降低；

B.預混鍋重量未升高（說明物料出現損失）；

C.輸送泵有輸出；

D.流量正常（說明管路正常）；

E.判斷所有的三通閥的動作，可以發現輸送泵之后分鍋的三通閥無動作，說明問題出在此處；

F.判斷氣動三通閥的壓縮空氣壓力，如果沒有氣壓，則說明之前的電控氣閥出現了問題，閥門未得到信號；如果氣壓低于規定氣壓，而閥門無動作，說明出現了漏氣點或閥門損壞；如果氣壓正常，則說明閥門損壞；

G.人工判斷閥門狀態即可斷定問題所在，同時加以解決。

將這個思路應用在解決Dp3系統問題上也能通用——Dp3系統的判斷過程應該是這樣的：

a)Dp3罐重量下降

b)GR鍋重量上升

c)兩罐重量變化相同（說明管路連接正常）

d)輸送泵輸出偏高

e)流量偏低（說明流量出現問題）

f)判斷前后閥門動作正常

g)人工判斷蠕動泵正常

h)檢查管路堵塞（閥門未正常打開、管路中有雜物等）

這兩個問題的解決思路經過這樣總結，能發現雖然問題不同，過程不同，但是我們卻能夠總結出一個完整的主要思路，即第一判斷管路連接，第二判斷輸送流量，第三判斷泵動作，第四判斷閥門動作，第五判斷管路堵塞。所有的此類系統出現的問題，都可以使用這個主要思路判斷，從這個主要思路中分出不同的分叉，就像一棵樹的所有枝葉都擁有同一個樹干一樣。在乳劑線的設備中，這種物料輸送系統非常常見，各物料槽都是通過輸送系統進行連接的，因此對這種輸送系統總結出一個固定的判斷思路，將對乳劑線的設備維護起到一定的指導作用。

4 結語

PV系統對于每一個設備維護人員來說，都是一個強有力的幫手，從查看設備狀態到分析設備問題，都能給出數據支持，設備技術人員通過對這些設備狀態和問題分析的長時間積累，就能夠總結出一套合適的標準，然后用這個標準來支持預檢預修，從而避免大的設備事故發生。而從設備人員本身來說，看待設備問題更應透過現象看本質，對問題進行總結，找出其中的更深層次的相同與不同，這樣才更有利于未來水平的提高。