1 引言
自動打包機是現(xiàn)代高速線材生產(chǎn)線特有的設備，它集機械、電氣、液壓控制為一體，動作準確，為現(xiàn)代化的線材生產(chǎn)線構筑了一道靚麗的風景線。
我廠2004年9月從瑞典SUND-BIRSTA公司引進的PCH-4KNB/5000P型打包機，于2004年底投入使用。該設備位于高線的精整區(qū)，對由P-F線的C型勾輸送過來的水平盤卷(卷重800~2800kg，外徑/內(nèi)徑為φ1250/850mm)進行自動水平壓實，并用打包線沿線卷方向成90°等分打四個平行接頭。
打包后的線卷最小長度大約為600mm，大大方便了盤卷的儲藏、運輸。
本文首先結合瑞典方面提供的外文技術資料及自己的理解，對自動打包機的自動化構成及動作過程進行介紹。然后根據(jù)近兩年的現(xiàn)場維護經(jīng)驗，對該打包機日常維護中出現(xiàn)的故障進行總結分析。
2 控制系統(tǒng)配置
2.1 控制系統(tǒng)的硬件配置
打包機的PLC系統(tǒng)是由一套S7 315-2DP和七套ET200S及一套E900組成，具體配置如圖1所示。
PLC主站采用西門子公司S7-300系列的CPU315-2DP，通過DP網(wǎng)與其它從站進行數(shù)據(jù)通訊，并進行數(shù)據(jù)處理。高速計數(shù)器模板型號為6ES7 138-4DA03-0AB0，共7塊，擁有脈沖編碼器7個。其中，G1、G2分別為1#、2#壓實車位置和速度反饋;G3為升降臺位置反饋;1S18、2S18、3S18、4S18為送線裝置的位置反饋。
2.2 控制系統(tǒng)的硬件配置(1) PLC軟件采用西門子的STEP7 V5.2。
(2) HMI軟件采用Beijer Electronics公司的E_DESIGNER_V6.13。圖2為打包機的主畫面。
●通過畫面可以看到打包機各部分的基本狀態(tài)。使用時只需通過畫面邊上的功能鍵即可進行相應操作和畫面的切換，簡單實用。
●具備調整功能，可對許多參數(shù)進行調整，例如壓實力、升降高度等。
●可提供打包機的診斷信息，當打包機出現(xiàn)故障時，該系統(tǒng)將顯示有關的HMI畫面。
3 控制原理及功能3.1 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)為打包機的核心部分，其工作的可靠性直接決定了打包機動作是否正?？煽?，這其中油溫控制就成為打包機液壓控制部分的關鍵。本系統(tǒng)采用PT100作為測量元件，測量值直接送入8#站的模擬量輸入模板的第一個通道PIW248。在PLC程序中，該溫度值每5s檢測一次，經(jīng)過程序工程量化后傳入數(shù)據(jù)塊DB80中的DBW0。
油溫的控制要求:油溫T>65℃:報警并停泵;油溫T≥60℃:報警但不停泵;油溫T＜20℃:報警但不停泵;油溫T＜15℃:報警并停泵;油溫T＜30℃:加熱器啟動;油溫T≥35℃:加熱器停止。
3.2 打包機主體(1)升降臺在兩個液壓缸的推動下，可沿垂直方向上下移動。實現(xiàn)壓實、打包操作期間，支撐盤卷并使其對正中心的功能，動作共分兩步。接近開關S10(升降臺初始位檢測)、編碼器G3(檢測升降臺高度)。升降臺的兩次升降高度均可由畫面更改;
(2)打包機的4套彎曲線道系統(tǒng)安裝在2#壓實車上，并由一根中心軸導向。打包機動作時，線道系統(tǒng)在液壓馬達的驅動下，向1#壓實車水平移動。接近開關S13(線道最前位)、S14(線道初始位)、S15(線道向前減速位)、S16(線道向后減速位);
(3)2#壓實車依靠車輪在軌道中移動，支撐可移動線道系統(tǒng)。壓實動作是由固定在軌道上的兩個液壓缸驅動。接近開關S6(2#壓實車初始位)、編碼器G2(2#壓實車前進速度和位置)、光電開關S8(檢測2#壓實車進入待打包線卷區(qū));
(4)1#壓實車與2#壓實車結構相似，但其上面裝有4個送線機構，4個打包頭。接近開關S3(1#壓實車初始位)、編碼器G1(1#壓實車前進速度和位置)、接近開關S12(檢測線道閉合)。送線機構主要由送線輪和導輪組成，通過液壓馬達驅動。接近開關S4(檢測送線機構中是否有線)，編碼器S18(送線長度，控制送線/拉直捆線)。打包頭主要由扭結、剪切和夾緊機構組成。整個打包頭可整體由送線位置S20(打包頭初始位)移至打包位置。S1(扭結裝置在扭結位)，S2(扭結裝置在送線位)，S3(扭結是否結束)，S5(夾緊機構中是否有線夾緊)。
(5) 打包過程。當帶有盤卷的鉤子停在打包機中心線位置，定位夾緊器閉合鎖定，并發(fā)出信號啟動打包機的工作循環(huán):
●線架電磁閥得電，氣動抱閘打開；
●1#、2#壓實車在液壓缸的驅動下同時向盤卷移動。同時，升降臺提升；
●1#、2#壓實車壓實盤卷的同時線道系統(tǒng)閉合；
●送線機構送出捆線；
●當捆線經(jīng)過S4時,編碼器S18開始記8700個脈沖,當線經(jīng)過S2后,再記395個脈沖,并且開始減速,一直到捆線夾緊位,線被夾住不動；
●捆線拉緊并將剩余的捆線送回線庫；
●完成扭結，剪切裝置切斷打包線；
●線道系統(tǒng)后退；
●線道系統(tǒng)和壓實車返回初始位。同時升降臺下降至初始位，打包好的盤卷掛在C型鉤上。
對于最大盤卷整個過程大約32S。
(6)安全防護裝置。4KNB型打包機在安全方面借鑒了以往的經(jīng)驗，采取了一系列手段，保證了設備的安全運行。操作臺設置了檢修用鑰匙開關，當此開關被按下并拔下鑰匙后，則主操作臺不能進行操作。四個送線機構上的機旁箱均設置急停按鈕。一個便攜式操作箱，維修時可用來操作打包頭，此時，主操作臺上的一切操作都被禁止。只有當操作箱插入主操作臺插座時，主操作臺才能進行操作，否則，主操作臺上除緊急停車指令外，其它指令都被鎖定。
4 日常故障分析表如附表所示。
5 結束語打包機自瑞典SUND BIRETA引進以來，雖然在使用中也曾出現(xiàn)過許多問題，但基本上滿足了當初的合同要求，平均扭結失敗率小于0.4％，扭結抗拉強度大于原線材抗拉力的92％。系統(tǒng)采用S7-300與E900相結合的DP網(wǎng)通訊方式，控制精度高，可靠性強，同時增強的系統(tǒng)自診斷功能，方便了維護，提高了設備作業(yè)率。
摘自：控制工程中文網(wǎng)
