黏胶短纤生产线Autefa打包机的故障分析及排除方法

玄兆生

(唐山三友集团兴达化纤有限公司，河北 唐山 063305)

我司黏胶短纤生产线上使用的打包机是德国AUTEFA公司生产的Autefa LB4540型打包机。 该打包机是采用PLC加变频器总线控制模式，其运行平稳、自动化程度高，称重准确，保护全面，人机界面友好，报警信息准确可靠。但在实际运行中，打包机有时会由于挤丝、主压超压等故障电气报警，从而造成停机，影响正常生产。本文对打包机的常见故障进行了分析，同时提出了相应的处理措施。

1 Autefa LB 4540型打包机的流程

Autefa LB 4540型打包机的基本组成部分有：给料、称重、预压、转箱、主压、出包、液压站、电控。由打包机输棉风机将黏胶短纤维送至打包机称重仓，通过称重部分进行称重，之后送入预压侧棉箱，进行预压，一般经过6次称重与预压，达到设定包重。通过转箱，转至主压侧进行主压，主压后进行人工捆包，最后出包。当转箱转至主压侧时，预压部分继续进料。液压站部分为打包机提供油压动力，主要实现预压、主压、转箱、提棉箱。电控部分实现对打包机的顺序控制。其工艺流程如图1。

图1 Autefa打包机简单工艺流程

2 Autefa LB 4540型打包机电气控制与系统组成

Autefa LB 4540型打包机主要是以S7-300 PLC为核心控制器，西门子420系列变频器为驱动器，采用PROBAU-DP总线构成控制系统，采用西门子TP-170触摸屏作为人机界面。系统组成简单明了，全面且实用。其组成框图如图2所示。在图2中，主控制器采用S7-300[1]，CPU315-2DP，有2个通讯接口，分别为PROBUS-DP和MPI通讯方式，MPI通讯用于S7-300与现场触摸屏的通讯，其余变频等设备采用PROBUS-DP方式通讯。

图2 Autefa打包机电气控制系统图

2.1 称门控制部分

称门变频器采用西门子MM420系列，分别控制料门电动机与称门电动机，功率分别为0.75 kW。变频器控制称门与料门的打开与关闭。其动作顺序为：称门先关闭，料门开启，开始进料，到达设定重量，一般为45 kg左右，料门关闭，称门开启，进行排料。将短纤维排至预压箱。变频器的采用使料门与称门的开关平滑。故障与报警信息通过总线传至PLC，由PLC传输至触摸屏显示，称门与料门的开关位置由现场接近开关检测。

2.2 转箱控制部分

转箱的作用是将已经称好重量的预压侧棉箱转至主压侧，准备进行主压，同时将原主压侧的空箱转至预压侧准备下料。转箱用电动机由变频器驱动，变频器采用西门子MM420系列，通过编码器检测转箱的位置，转箱电动机功率为2.2 kW。

2.3 推料器控制部分

推料器变频器采用西门子MM420系列[2]，其作用是将从料仓下来的短纤维推至预压箱。Autefa打包机采用变频调速电动机及电磁抱闸实现推料过程。变频器的采用，使推料平滑；采用电磁抱闸，避免预压头压棉时短纤维膨胀外泄，推料器电动机为3 kW。

2.4 出包控制部分

出包小车的作用是将打好的短纤维成品包从主压侧取出，运到称台，进行最终称重。拖动变频器采用西门子MM420系列[2]，使用变频器，避免了到取包位置时撞击箱体，回退到称台时候撞击称重计量装置。

2.5 远程I/O及分布式输入输出模块

远程I/O是分布式输入输出模块，其型号为西门子6ES7-151系列，其安装位置在打包机本体，采集的信号为液压站的温度、压力等模拟量，料门、称门、推料器位置等接近开关数字量，控制输出的有液压站的电磁阀开关量信号。

2.6 称重系统

称重系统采用德国Mesomatic公司 DK800型[3]，是打包机中比较关键的设备，其作用是对每次给料进行计量，精确控制总包重。与国产打包机不同的是，包重的设定只需要设定总包重、给料次数及第一称的重量。

2.7 转箱编码器

转箱编码器使用德国帝尔公司产品，其型号为CE65，其作用是将转箱的位置转化为数字量，送至PLC 300[1],对转箱位置精确控制。相对于国产打包机只使用接近开关控制转箱位置，转箱编码器控制的位置精度较高。

3 Autefa LB 4540型打包机运行中的电气问题及其解决办法

3.1 推料器不到位

在推料过程中，由于短纤维在推料板和箱体的缝隙中积聚，会造成推料器推不到前限位，在规定时间内，一般为1 s，前限位接近开关检测不到推料板，产生推料器超时报警，报警代码为132，从而使打包机自动停机。处理方法为根据报警“132”信息，确定为推料器未到位置，检查挤丝部位，并清理，从而排除故障。

3.2 称门、料门开关超时

在Autefa LB 4540型打包机程序设计中，称门与料门的打开与关闭有时间限定，从而确保正常的下料与称重。一般限定时间设定为1 s，如果在1 s之内，命令发出后没有得到正确的反馈，即系统判断称门与料门开不到(或关不到)位置，则产生报警114，并造成打包机停机。造成这种故障的原因为:称门与料门间有短纤维积聚，造成开关门时阻力大，从而在规定的时间内，没有完成开关动作。处理方法为：检查开关门部位挤丝情况，并清理。

3.3 主压超压

当现场触摸屏出现报警163，打包机自动停机时，是“主压超压”报警停机。其原因一般为不合格成品包由烘干机机尾反投时过快，称门来不及关闭，有部分料进入打包机，从而造成成品包超重，液压压力超压，一般液压压力设定为265 bar。

3.4 超重报警

当触摸屏出现报警信息98，造成打包机自动停机，此报警含义为“物料重量超出称重控制器设定范围”。其主要原因为下料多，下料快，在正常运行的短纤维中，有其它多余短纤维加入，比如返包的纤维加入过多过快造成。

3.5 称零点偏移

报警信息为97，当称门排料后，空称状态下，如果称的显示超过为-8 kg时，系统认为称零点漂移，从而使打包机停机，处理方法为对称进行零点标定。

3.6 主压压力传感器故障

当触摸屏出现161报警，造成打包机停机，其含义为“主压压力传感器故障”。处理方法为：检查压力传感器本身； 检查传感器与PLC间的接线。由于液压站正常运行，主压未动作时，触摸屏显示的主压压力不应低于3 bar，如果低于，系统认为不正常，产生报警。此时，我们使用万用表串入传感器回路，测量mA信号，如果信号为0 mA，可认为是断线故障；如果信号大于0而小于4 mA,可确认是压力传感器故障，处理方法为：换线或更换压力传感器[4]。

4 Autefa LB 4540型打包机电气仪表日常维护

4.1 安全光栅的清洁

保持安全光栅及各处光电开关的清洁，避免纤维及其它杂物的影响，以免造成打包机误报警而停机。

4.2 电气元件定期紧固

打包机连续运转，存在震动，应定期对打包机本体的电气部分进行紧固检查，尤其对检测位置的接近开关的固定点进行检查紧固，避免松动。

4.3 定期校称

称重系统在打包机中处于较重要位置，应利用检修机会，对称重部分进行定期校准。

4.4 定期检修电气控制柜

对变频器、PLC卡件接线进行定期检查紧固，一般3个月1次，避免出现局部过热，接触不良等问题，尤其对控制柜及变频器的散热风机进行检查，避免纤维堵塞。

5 结 语

Autefa LB 4540型打包机使用总线系统，避免了继电器分散控制故障率高的问题。实际运行中，通过对打包机报警信息分析、理解，逐步积累运行经验，提高了运行维护的能力。

[1] 刘锴、周海.深入浅出西门子S7-300 PLC(第一版)[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.

[2] MICROMASTER420通用型变频器0.12kW—11kW说明书[Z].

[3] DK800—Instruction manual 说明书[Z].

[4] 童诗白.模拟电子技术基础(第一版)[M].北京: 高等教育出版社，2003.