摘  要：本文從德國High-Lux進(jìn)口節(jié)能燈生產(chǎn)線存在問題入手，系統(tǒng)分析了節(jié)能燈老煉機(jī)工段存在的故障及原因，詳細(xì)介紹了采用臺(tái)達(dá)PLC系統(tǒng)對(duì)老煉機(jī)工段進(jìn)行國產(chǎn)化改造的方案制定及實(shí)施全過程。

關(guān)鍵詞：PLC     老煉機(jī)      模塊      國產(chǎn)化改造

Abstract: In this paper, energy-saving lamp production line imported from German High-Lux exist problems, system analyzes the energy-saving lamp aging mechanic period of fault and the reasons of the existence, detailed introduces the PLC system to the aging mechanic section of the plan formulation and implementation of the reform of localization process.
Keyword: PLC      Aging machine      The module      Localization of transformation

1前言

建廠初期，從德國High-Lux進(jìn)口了兩條節(jié)能燈生產(chǎn)線，計(jì)劃進(jìn)軍我國節(jié)能燈的高端市場(chǎng)。但從調(diào)試階段開始我方人員就意識(shí)到，這兩條進(jìn)口生產(chǎn)線并不是我們想象的那樣先進(jìn)，雖經(jīng)我方人員不懈努力調(diào)試成功，但隨后在正常使用階段，生產(chǎn)線本身的設(shè)計(jì)缺陷日益突出。為了能夠使這兩條生產(chǎn)線能夠切實(shí)生產(chǎn)出高質(zhì)量的節(jié)能燈，本著“吸其精華，棄其糟粕”的原則，我們對(duì)節(jié)能燈生產(chǎn)線進(jìn)行了一場(chǎng)大規(guī)模的國產(chǎn)化改造。本文論述的老煉機(jī)電氣部分改造就是生產(chǎn)線國產(chǎn)化改造的一部分。

2問題的提出及原因分析

(1)問題的提出

節(jié)能燈生產(chǎn)線包括切管、成型、涂粉、烤焙、封口、排氣、老煉等主要工序，老煉機(jī)是節(jié)能燈生產(chǎn)線的燈管最后一道工序，主要承擔(dān)節(jié)能燈管的老煉任務(wù)，即實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)能燈管的點(diǎn)燃、接觸、色度、管壓等檢測(cè)。老煉機(jī)由大盤、小盤及電氣部分三部分組成，小盤負(fù)責(zé)對(duì)燈管施加二次高壓，從而激發(fā)燈管、點(diǎn)亮燈絲；大盤及電氣部分完成燈管的點(diǎn)燃、接觸、顏色、管壓等的檢測(cè)。大盤設(shè)有24個(gè)工位，可對(duì)24個(gè)燈管同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，每一個(gè)工位對(duì)應(yīng)一套電路(由KL2702模塊、鎮(zhèn)流器、管壓模塊組成)，完成對(duì)本工位燈管的點(diǎn)燃、管壓等的檢測(cè)。在老煉機(jī)的實(shí)際運(yùn)行過程中，經(jīng)常發(fā)生KL2702模塊和鎮(zhèn)流器燒壞現(xiàn)象，既造成備品備件的損耗，又增加了停機(jī)時(shí)間，直接影響正常生產(chǎn)和工序的良品率。因此，老煉機(jī)模塊及鎮(zhèn)流器燒壞問題急待解決。

原老煉機(jī)PLC系統(tǒng)及KL2702模塊為德國倍福公司產(chǎn)品。

(2)原因分析

根據(jù)老煉機(jī)目前存在的問題,我們通過一段時(shí)間的跟蹤，發(fā)現(xiàn)如下情況：當(dāng)老煉機(jī)剛開機(jī)及開機(jī)2-3小時(shí)內(nèi)，不會(huì)出現(xiàn)KL2702模塊和鎮(zhèn)流器燒壞現(xiàn)象；而當(dāng)老煉機(jī)開機(jī)時(shí)間超過3小時(shí)后，較容易出現(xiàn)系統(tǒng)故障及KL2702模塊和鎮(zhèn)流器燒壞現(xiàn)象。這樣我們得到如下結(jié)論：KL2702模塊的損壞跟環(huán)境溫度有關(guān)系。通過對(duì)周圍環(huán)境溫度及電氣線路的仔細(xì)分析和研究，認(rèn)定德方在電氣線路設(shè)計(jì)和模塊選型上存在缺陷。具體如下：

首先，KL2702模塊選型不恰當(dāng)。德方選用的模塊是倍福公司KL2702模塊，該模塊為2路230VAC輸出/0.3A，通過其內(nèi)部固態(tài)繼電器來控制230VAC信號(hào)的通斷，而實(shí)際輸入信號(hào)為318VAC，與選用模塊控制信號(hào)不匹配；而且，KL2702模塊較易受環(huán)境溫度影響，本地模塊數(shù)量為23塊，組合式模塊排列緊密，密度比較大，當(dāng)KL2702模塊長(zhǎng)時(shí)間工作或外部環(huán)境溫度較高時(shí)，內(nèi)部溫度會(huì)更高，模塊內(nèi)部固體繼電器長(zhǎng)時(shí)間在高溫下通斷318VAC信號(hào)，就容易造成模塊內(nèi)部固體繼電器或接觸不良或長(zhǎng)亮或不亮，表現(xiàn)為模塊損壞。

其次，該部分電氣線路設(shè)計(jì)不合理。當(dāng)KL2702模塊內(nèi)部固體繼電器接觸不良或其它原因造成線路電流異常情況下，線路中沒有設(shè)置保護(hù)裝置，從而導(dǎo)致鎮(zhèn)流器損壞。

電氣線路改造前結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 老練機(jī)燈管檢測(cè)電路改造前原理圖

通過上述分析，我們認(rèn)為：要根治該現(xiàn)象，必須將控制318VAC信號(hào)通斷的KL2702模塊更掉；同時(shí)在控制線路中增加保護(hù)裝置。

3改造方案制定及實(shí)施

遵循上述思路，為降低維修成本，我們選用臺(tái)達(dá)公司PLC系統(tǒng)來替換德國倍福公司PLC系統(tǒng)，制定了以下措施：

(1)用臺(tái)達(dá)公司DVP14SS211R替換德國倍福公司BK3100模塊；用臺(tái)達(dá)公司DVP08SN11R  8通道繼電器輸出模塊替換德國倍福公司KL2702模塊；用臺(tái)達(dá)公司DVP04AD-S模擬量輸入模塊替換德國倍福公司KL9150模塊； 

(2)采用線圈電壓24VDC的外接觸點(diǎn)型繼電器來配合臺(tái)達(dá)公司DVP08SN11N模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)318VAC信號(hào)頻繁通斷的控制； 

(3)在電氣線路中設(shè)置0.25A保險(xiǎn)來保護(hù)鎮(zhèn)流器。

通過采用臺(tái)達(dá)公司PLC系統(tǒng)及加裝外部觸點(diǎn)型繼電器和設(shè)置保險(xiǎn)等手段，我們完成了對(duì)老煉機(jī)電氣部分的國產(chǎn)化改造。

改造后原理圖如圖2所示。

圖2 老練機(jī)燈管檢測(cè)電路改造后原理圖

我們用一周的時(shí)間完成了對(duì)老練機(jī)的改造，經(jīng)過一年來的生產(chǎn)檢驗(yàn)，老練機(jī)沒有再出現(xiàn)模塊燒壞和鎮(zhèn)流器燒壞現(xiàn)象，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維護(hù)簡(jiǎn)便，維修容易，維修成本極低，且從根本上杜絕了模塊和鎮(zhèn)流器的消耗問題。改造方案取得了良好效果，大大減少了停機(jī)時(shí)間，開機(jī)率大幅度的提高，節(jié)約了備品備件，為節(jié)能燈全自動(dòng)化的生產(chǎn)線的連續(xù)化大生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益分析

(1)經(jīng)濟(jì)效益分析

改造所需費(fèi)用：DVP14SS211R模塊470元，DVPPF01-S模塊950元，DVP08SN11N模塊180元×4，DVP08SN11R模塊240元×5，DVP04AD-S模塊570元×2， 合計(jì)4480元.

按德國倍福KL2702模塊1650元/個(gè)、每月按損壞4個(gè)計(jì)算，每年損壞48個(gè)，共計(jì)消耗資金1650×48=79200元/年；進(jìn)口鎮(zhèn)流器400元/個(gè)， 每月按損壞3個(gè)計(jì)算，每年損壞36個(gè)，共計(jì)消耗400×36=14400元/年。

生產(chǎn)線共有兩臺(tái)老煉機(jī)，僅進(jìn)口KL2702模塊和進(jìn)口鎮(zhèn)流器消耗一項(xiàng)，每年就可節(jié)約資金79200×2+14400×2=111600元。

從上述分析可以看出，利用4480元的一次性微小投入，換來每年111600元的費(fèi)用節(jié)約，經(jīng)濟(jì)效益是非?？捎^的。

(2)社會(huì)效益分析

本次改造是我公司利用現(xiàn)有技術(shù)人員對(duì)進(jìn)口設(shè)備進(jìn)行的又一次國產(chǎn)化改造，它不但解決了節(jié)能燈生產(chǎn)線老煉機(jī)電氣部分模塊及鎮(zhèn)流器容易損壞的問題，而且改造實(shí)施后，大大減少了老煉機(jī)的故障率，有效提高了開機(jī)時(shí)間，并且從一定程度上預(yù)防了含汞燈管破碎，從而降低了空氣中汞蒸汽含量對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)了社會(huì)環(huán)境和員工的身體健康。

從上述分析可以看出，對(duì)老煉機(jī)電氣部分的國產(chǎn)化改造是我們完全依靠自身力量對(duì)進(jìn)口機(jī)設(shè)備的一次革新改造，它的改造成功不但克服了進(jìn)口設(shè)備的設(shè)計(jì)缺陷，而且為我們帶來了極大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

作者簡(jiǎn)介

郭棟 男  電氣工程師，現(xiàn)擔(dān)任安陽艾爾旺新能源環(huán)境有限公司電氣自控部部長(zhǎng)。