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自动包装生产线故障分析及诊断

来源:网络转载更新时间:2021-08-06 14:54:12点击次数:2062次

1引言
洛阳某有限责任公司公司于1996年从日本NewLong公司引进一套全自动包装码垛生产线‚生产能力为25t/h‚该套设备由全自动称量电子秤、自动包装机、自动缝口机、金属检测器、喷码打印机、码垛机等组成。为了提高包装线的生产能力‚称重系统采用了日本YAMATO公司的FEC-500型双秤配置‚各配备一只100kg的悬臂梁式称重传感器‚由交流伺服电动机控制物料进给‚该电子秤完成25kg的物料称量仅用时6.8s‚从而实现了高速定量填充的目的。该生产线前部三台刮片式真空泵‚通过真空电磁阀的控制‚准确地将空袋吸附在下料口处‚25kg的物料利用自重落入袋内‚自动包装机将填装好的料袋夹持好送到输送机皮带上‚在通过折边机后‚到达自动型缝口机‚当料袋到达时‚缝口机底部的光电开关发出启动信号‚离合器带电‚缝口机进行封口‚完毕后缝口机内部的电磁阀动作‚气缸带动切刀将线辫切断。随后经过金属检测器检测、喷墨打印机打印批号后‚码垛机将料袋以每层5袋‚8层共40袋堆装成1t送到满垛输送机处。
2故障分析及处理
2.1故障之一
2002年10月包装机出现故障‚程序进行到袋夹持后就不再向下执行‚而操作员经手动把这个动作做完后‚程序继续执行‚然而在自动时每走到这一步就会出现同样的情况。遵循从外到内的原则‚查找与袋夹持有关的外部零部件‚结果发现行走部分一个限位开关连杆头磨损‚导致不能正常反馈位置信号‚引起了逻辑错误。
排除了外部原因之后‚再从内部查找故障‚电气原理图与逻辑梯形图是两个有力的工具。针对比较复杂的逻辑故障‚如果条件允许‚则将PLC与手提电脑通过外部通讯电缆进行连接‚把内部逻辑图形显示在屏幕上‚能够清晰地监控内部每一个逻辑输入输出点的状态‚然后再与原始PLC内部逻辑图进行对照‚故障就能迎刃而解。
2.2故障之二
码垛机的栅格转向是堆装的重要环节。当料袋输送到栅格处时‚首先被一气缸支撑离开传动辊‚这只气缸外壁上安装有两只磁感应接近开关‚用于监测气缸位置的回馈信号‚当料袋离开传动辊后‚电机侧离合器带电‚电机带动离合器经传动齿轮箱‚将料袋旋转90°‚之后支撑气缸落下‚传动辊将料袋送出栅格转向区。
2003年4月‚码垛机栅格转向处出现动作不稳定
的现象‚有时能够旋转90°‚有时只旋转45°‚经过细致认真地观察‚在查阅了相关电气仪表资料后‚从PLC上可以看到转向输出信号Y074存在‚而固态继电器SSR输出电压也正常‚为DC24V‚离合器的两个输入线圈CLG(传动)、BRG(刹车)电压切换也正常‚此时检查了执行元件‚初步怀疑离合器的性能有下降现象‚停机后将离合器拆下‚结果发现其内部的摩擦片严重磨损‚从而导致电机的输出功率不能被有效的传输‚更换了摩擦片后‚故障现象消失。这是由于外部执行元件受环境因素影响较大、设备本身长期机械磨损所致。
2.3故障之三
该生产线推袋输送机动作非常频繁‚每天启动停止达4500次‚驱动电机为三相交流异步电动机‚采用FHJI公司FVRE7S型变频器调速‚通过对变频器内部多级速度的设定‚推袋输送机使用了二级变速控制‚变频器在推袋时输出频率为51.5Hz‚回程过程中通过一个接近开关发出信号‚使变频器的输出频率切换为25Hz‚低速运行直至停止。
该变频器自投用以来‚显示面板经常出现OC1故障‚查找故障代码为过流保护动作导致异常停机‚通过现场多方分析‚在检查了电机的绝缘及三相平衡电流后‚未发现有异常;根据故障所发生的时段分析‚故障发生在启动或带负载的瞬间‚于是将变频器启动加速时间由原来的0.5s增加到0.7s‚并将电机的多级速度2的频率降低为48Hz。这样‚利用降低电机速度的办法‚最终消除了OC1故障现象。
虽然电机过流的问题能够解决‚但是2001~2002年变频器内部设定的数据连续丢失3次‚重新输入数据后仍然能正常投用。初步怀疑是电机电缆的屏蔽线未接或未接好造成‚检查后没有发现问题。随后将问题的焦点转移到电磁干扰上来‚用专用FULUKE测试仪测量后‚发现控制柜总进线的干扰谐波为60%‚而正常的干扰谐波范围应在15%~20%‚进一步测量推袋输送机变频器的谐波时‚发现波动范围为4%~80%。由于该变频器容量小‚仅为1.5kVA‚故未安装AC电抗器‚强电的多次谐波产生的干扰‚多次冲击变频器的数据保护电平‚最终导致内存数据的丢失‚后采取在推袋输送机变频器前加装LC阻抗元件‚干扰最终得以排除。
以上分析反映出变频器的电磁抗干扰问题不容忽视‚变频器应严格按照电磁抗干扰标准进行‚在有对电磁抗干扰弱的电力设备的地方‚或有敏感电路的地方‚要考虑采取较为完善的措施来防止强电对其他设备的影响.
3排除系统故障的常用方法
内部故障诊断的顺序是从电源部分入手到公用电路部分‚然后再到专用电路部分。电源部分元器件一般功率较大‚常根据有无异常发热及有无正常输出电压来判断故障。公用电路通常是系统的输入输出回路‚它们是把各个设备状况的输入信号汇集起来‚转化为可识别的信号提供给系统‚同时经系统处理后将指令传送出去。由A/D、D/A转换元件、运算放大器、光电耦合器、微型固态继电器组成若干相类似的通道‚通过对这些通道电路静态与动态性能的比较测量‚就可以确定某一通道是否存在故障。
比较测量法是通过对测试端子进行电压与波形的测试‚再与正常状况下的记录相比较的一种查找故障的方法。对于冗余设置或同类型机电仪综合体‚为了更加有效的快速判断故障‚也可采取切块替换法。
4结束语
故障排除后‚还要从技术与管理两方面分析故障产生的原因‚并采取适当的措施避免类似故障的再次发生。对此次维修的故障现象、原因分析、解决过程、所更换的元器件及零配件、遗留的问题等要做好记录。如果进行了必要的改造‚还应在设备资料中配置符合国标的图纸和相关资料‚为下次维修工作打下坚实的基础。
    

 

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