概述
在我国烟草行业的滤棒成型设备中,引进德国HAUNI公司技术的KDF2纤维滤棒成型机组占有相当大的比例。设备采用继电器及分立元件组成其电气控制系统。AF2开松上胶机动力由KDF2滤棒成型机提供,经三台卧式无级变速器,分别驱动三组辊轮及上胶计量泵,组成其机械传动系统。上述电控系统及动力传动系统存在以下问题:
1) 故障率高:由于机器长期运行,同时采用的都是继电器及分立元件线路板组成,线路及器件的老化导致故障率提高;
2) 保养维修困难:由于采用的是硬件逻辑控制,一旦发生故障,故障点难以查找,并且器件不易更换。尤其是时钟脉冲放大器A16,及接纸监控装置A17两个核心元件,是采用德国HAUNI公司专用器件,备件难以采购,而且价格昂贵,可靠性又不高;
3) 操作及故障不直观、不便快速准确地查找故障点,延误了生产有效作业率。
4) 三组机械无机变速齿轮箱难于维护,备件昂贵。并且皮带的机械误差和累计误差会影响开松质量,进而影响滤棒质量。只能实现与主机速度可调的恒定匹配,没法实现根据主机速度动态匹配。
针对以上存在的问题,以“管理控制一体化”为设计思想,设计开发出KDF2新型电控系统:以SIEMENS S7-300 PLC为控制核心,辅以方便直观的触摸屏操作系统,采用现场总线PROFIBUS,取代原有的控制系统,大大加强其系统可靠性。对AF2开松上胶机传动系统予以改造,将其传动系统与KDF2主传动脱开,代之以伺服电机驱动各组辊轮及上胶计量泵。电控系统及传动系统改造有以下优点。
1) 故障率低:由于PLC具有防震、防尘、强抗干扰等优点,大大提高了系统性能,平均无故障时间可达10万小时以上;
2) 操作直观,便于生产管理:良好的人机界面,方便操作人员实时的了解设备运行状况、修改参数、查询产量,并实时直观报警,实现真正意义的“管控一体化”及“数据采集功能”;向厂级MIS系统提供KDF2运行状况数据。
3) 维修方便:采用总线技术,大大减少了线缆量,维护查线非常方便,由于我公司采用的都是国际上通用的软、硬件,便于烟厂技术人员掌握,同时备品备件也可在国内任一电气经销商处选购。
•改造内容
针对原系统的特点,我们改造主要着眼于以下几个方面:
1) 拆除原控制系统中的所有控制元件,所有的控制任务由PLC实现,用软件算法代替原硬件控制。
2) 拆除开松机的三套无级变速齿轮箱,代之以独立的三个伺服电机驱动。
3) 甘油脂计量泵及输送装置与KDF2主机脱开,用一个独立的伺服电机驱动。
4) 将圆周控制集成在本系统中,去除现有的指针式仪表,在触摸屏上用软件仪 表实现。
5) 用软件温控器代替原温控器。
6) 将原装盘机控制系统拆除,代之以西门子PLC控制,用现场总线连到主控PLC,信号连锁及信息共享。
7) 主电机采用我公司生产KDF2变频专用电动机,变频调速。
8) 用友好的人机界面取代原指示灯控制,便于故障查询、数据统计。
9) 使用一个独立的电控柜,各主要器件全部放在电控柜,用总线与现场连接,过渡部份均用接插件进行联接,原有气路不变,所有线路均重新布置,以换掉老化的线路从而消除隐患。
10) 预留KDF2数据采集接口,且将所需采集的数据放入数据库中,以备厂级MIS系统查用。
11) 增加胶水最低液位报警功能。
12) 故障报警数据库,有三班记录,便于查询。
13) 故障点显示在操作员面板上,便于操作工、修理工及时了解故障信息,迅速排除故障。