臺(tái)達(dá)PLC+KL2702模塊在老煉機(jī)生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、前言

建廠初期，從德國(guó)High-Lux進(jìn)口了兩條節(jié)能燈生產(chǎn)線，計(jì)劃進(jìn)軍我國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)產(chǎn)化改造。

改造后原理圖如圖2所示。

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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(guó)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)效益是非常可觀的。

（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(guó)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(guó)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。