制丝生产线中辅助触点故障分析及程序改进
2014-09-01范书贤杨静
范书贤+杨静
摘要文章主要是为了解决制丝生产线上的负荷隔离开关的辅助触点故障给生产线造成的危害。通过对辅助触点故障产生原因进行分析，通过改善现场电控柜环境、对关键设备采用了双触点等措施来降低触点发生故障的机率；同时，在自动控制过程中，通过运用PLC所采集智能设备（变频器、电机启动器）的状态字等数据，来改进控制系统中存在的缺陷。实际运行效果表明：不仅触点出现故障的机率大大降低，而且彻底解决了生产线上因触点故障而造成的生产断流，为设备的稳定运行提供了保障。
关键词负荷隔离开关辅助触点；PLC；变频器西门子ET200S电机启动器
中图分类号：TM764.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0146-02
作为卷烟生产企业的制丝生产线，因其流水作业的特点，生产中不管哪个设备或器件出现故障，都将对整体生产线产生影响，尤其是在设备生产过程中的设备异常停机，对产品质量的危害更是严重。为此各卷烟生产企业制丝部均将万箱断流次数作为设备稳定的一个重要量化指标。而作为承接电机控制与驱动并起安全保护作用的安全隔离开关，在生产现场应用非常广泛。
1存在问题
我车间主要应用穆勒PZ-25（额定电流为25 A）系列负荷隔离开关作为安全维修开关和保险开关，用于通断现场驱动设备主回路。其辅助触点HI11（带1开1闭触点），辅助闭合触点被作为减负载触点切换，通过检测辅助触点状态，来作为控制设备启停的条件，起到安全保护的作用。生产过程中隔离开关辅助触点一旦出现故障，将使其本身及上游设备停机，造成生产线的断流，出现故障时只需更换新的辅助触点即可，虽然处理过程简单，但是断流的产生将严重影响产品质量。
2原因分析
正常情况下，隔离开关辅助接点的动触片与隔离开关的动触头是同步转动的，隔离开关在“合”或“分”时，辅助接点应在确定的导通或断开状态。通过对故障辅助触点硬件进行大量拆解，对触点产生故障的原因了如下汇总。
辅助触点内部接触点本身由于长期使用变形或触点接触点缺失造成。
触点接触点表面形成的一层碳化膜，致使触点不能接通。
辅助触点内部尘土多，附着在接触点上致使接触不良造成的。
造成上述故障的主要原因为，现场生产环境恶劣及现场电器控制箱密封性差，缩短了辅助触电的使用寿命，且在触点通断频繁的场合，辅助触点损坏的几率也大，存在暴力通断隔离开关现象。
3改进措施
3.1 硬件完善
主要通过提高现场I/O箱保养频次，在I/O箱门上加装密封胶条，特别是在出入线桥架接口处增强电控箱密封性，来减少烟土粉尘的进入，在环境恶劣的生产现场，通过为负荷隔离开关新增一副辅助触点的方式来降低辅助触点发生故障概率。
3.2 软件优化
在减少硬件故障的基础上，为了避免因辅助触点故障造成的设备异常停机，我们对现有的PLC控制程序做了改进。
1）原有报警控制逻辑。PLC控制在自动控制过程中，实施监控现场辅助触点信号状态，设备运行过程中一旦检测到辅助触点信号状态异常，就会触发本地报警，报警信息直接中止设备的运行，致使设备停机，然而主触点并没有断开，因此控制程序存在缺陷。其控制程序如图1所示。
图1原控制程序
2）应用场所及关联器件特点。穆勒PZ-25隔离开关在生产现场应用广泛，与其关联的设备主要为智能电器设备有丹菲斯VLT5000系列变频器和西门子ET200S电机启动器。这些智能设备可以通过PLC采集其运行状态信息和运行期间关键数据，如：变频器的状态字、报警字、电机电流等信息。
3）控制程序改进。针对现有控制模式下，一旦检测到辅助触点信号将会出现报警停车的情况。我们决定采用将PLC采集的关联设备实际运行状态信号，串联在控制回路的方式对程序进行完善。通过对参考变频器和ET200S说明文档，我们决定采用在原控制程序报警回路中增加智能设备的实际运行反馈状态，来解决实际运行中因误报警造成的设备异常停机。图2所示，为将变频器实际的运行反馈信号#PIW_StatusWord.Operation串联至当前的本地报警回路中。
图2变频设备改进后控制程序
4实施效果
通过改善电控柜的密闭性、为关键设备的隔离开关并联双触点以及通过PLC程序中对电机驱动的各类标准功能块程序的改进的方式。使触点故障次数由原来8次/月降低为2次/月，因辅助触点故障造成设备断流次数有原来的2次/月减少至0次/月，减少了对整条生产线的影响，此次改进取得了良好的效果。
参考文献
[1]廖长初.S7－300/ 400 PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，2008.
[2]崔坚.西门子S7可编程控制器－STEP7编程指南[M].北京：机械工业出版社，2007.
[3]SIEMENS.ET200S电机起动器[M].
[4]MOELLER.穆勒电气产品选型指南[M].
endprint
摘要文章主要是为了解决制丝生产线上的负荷隔离开关的辅助触点故障给生产线造成的危害。通过对辅助触点故障产生原因进行分析，通过改善现场电控柜环境、对关键设备采用了双触点等措施来降低触点发生故障的机率；同时，在自动控制过程中，通过运用PLC所采集智能设备（变频器、电机启动器）的状态字等数据，来改进控制系统中存在的缺陷。实际运行效果表明：不仅触点出现故障的机率大大降低，而且彻底解决了生产线上因触点故障而造成的生产断流，为设备的稳定运行提供了保障。
关键词负荷隔离开关辅助触点；PLC；变频器西门子ET200S电机启动器
中图分类号：TM764.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0146-02
作为卷烟生产企业的制丝生产线，因其流水作业的特点，生产中不管哪个设备或器件出现故障，都将对整体生产线产生影响，尤其是在设备生产过程中的设备异常停机，对产品质量的危害更是严重。为此各卷烟生产企业制丝部均将万箱断流次数作为设备稳定的一个重要量化指标。而作为承接电机控制与驱动并起安全保护作用的安全隔离开关，在生产现场应用非常广泛。
1存在问题
我车间主要应用穆勒PZ-25（额定电流为25 A）系列负荷隔离开关作为安全维修开关和保险开关，用于通断现场驱动设备主回路。其辅助触点HI11（带1开1闭触点），辅助闭合触点被作为减负载触点切换，通过检测辅助触点状态，来作为控制设备启停的条件，起到安全保护的作用。生产过程中隔离开关辅助触点一旦出现故障，将使其本身及上游设备停机，造成生产线的断流，出现故障时只需更换新的辅助触点即可，虽然处理过程简单，但是断流的产生将严重影响产品质量。
2原因分析
正常情况下，隔离开关辅助接点的动触片与隔离开关的动触头是同步转动的，隔离开关在“合”或“分”时，辅助接点应在确定的导通或断开状态。通过对故障辅助触点硬件进行大量拆解，对触点产生故障的原因了如下汇总。
辅助触点内部接触点本身由于长期使用变形或触点接触点缺失造成。
触点接触点表面形成的一层碳化膜，致使触点不能接通。
辅助触点内部尘土多，附着在接触点上致使接触不良造成的。
造成上述故障的主要原因为，现场生产环境恶劣及现场电器控制箱密封性差，缩短了辅助触电的使用寿命，且在触点通断频繁的场合，辅助触点损坏的几率也大，存在暴力通断隔离开关现象。
3改进措施
3.1 硬件完善
主要通过提高现场I/O箱保养频次，在I/O箱门上加装密封胶条，特别是在出入线桥架接口处增强电控箱密封性，来减少烟土粉尘的进入，在环境恶劣的生产现场，通过为负荷隔离开关新增一副辅助触点的方式来降低辅助触点发生故障概率。
3.2 软件优化
在减少硬件故障的基础上，为了避免因辅助触点故障造成的设备异常停机，我们对现有的PLC控制程序做了改进。
1）原有报警控制逻辑。PLC控制在自动控制过程中，实施监控现场辅助触点信号状态，设备运行过程中一旦检测到辅助触点信号状态异常，就会触发本地报警，报警信息直接中止设备的运行，致使设备停机，然而主触点并没有断开，因此控制程序存在缺陷。其控制程序如图1所示。
图1原控制程序
2）应用场所及关联器件特点。穆勒PZ-25隔离开关在生产现场应用广泛，与其关联的设备主要为智能电器设备有丹菲斯VLT5000系列变频器和西门子ET200S电机启动器。这些智能设备可以通过PLC采集其运行状态信息和运行期间关键数据，如：变频器的状态字、报警字、电机电流等信息。
3）控制程序改进。针对现有控制模式下，一旦检测到辅助触点信号将会出现报警停车的情况。我们决定采用将PLC采集的关联设备实际运行状态信号，串联在控制回路的方式对程序进行完善。通过对参考变频器和ET200S说明文档，我们决定采用在原控制程序报警回路中增加智能设备的实际运行反馈状态，来解决实际运行中因误报警造成的设备异常停机。图2所示，为将变频器实际的运行反馈信号#PIW_StatusWord.Operation串联至当前的本地报警回路中。
图2变频设备改进后控制程序
4实施效果
通过改善电控柜的密闭性、为关键设备的隔离开关并联双触点以及通过PLC程序中对电机驱动的各类标准功能块程序的改进的方式。使触点故障次数由原来8次/月降低为2次/月，因辅助触点故障造成设备断流次数有原来的2次/月减少至0次/月，减少了对整条生产线的影响，此次改进取得了良好的效果。
参考文献
[1]廖长初.S7－300/ 400 PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，2008.
[2]崔坚.西门子S7可编程控制器－STEP7编程指南[M].北京：机械工业出版社，2007.
[3]SIEMENS.ET200S电机起动器[M].
[4]MOELLER.穆勒电气产品选型指南[M].
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摘要文章主要是为了解决制丝生产线上的负荷隔离开关的辅助触点故障给生产线造成的危害。通过对辅助触点故障产生原因进行分析，通过改善现场电控柜环境、对关键设备采用了双触点等措施来降低触点发生故障的机率；同时，在自动控制过程中，通过运用PLC所采集智能设备（变频器、电机启动器）的状态字等数据，来改进控制系统中存在的缺陷。实际运行效果表明：不仅触点出现故障的机率大大降低，而且彻底解决了生产线上因触点故障而造成的生产断流，为设备的稳定运行提供了保障。
关键词负荷隔离开关辅助触点；PLC；变频器西门子ET200S电机启动器
中图分类号：TM764.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0146-02
作为卷烟生产企业的制丝生产线，因其流水作业的特点，生产中不管哪个设备或器件出现故障，都将对整体生产线产生影响，尤其是在设备生产过程中的设备异常停机，对产品质量的危害更是严重。为此各卷烟生产企业制丝部均将万箱断流次数作为设备稳定的一个重要量化指标。而作为承接电机控制与驱动并起安全保护作用的安全隔离开关，在生产现场应用非常广泛。
1存在问题
我车间主要应用穆勒PZ-25（额定电流为25 A）系列负荷隔离开关作为安全维修开关和保险开关，用于通断现场驱动设备主回路。其辅助触点HI11（带1开1闭触点），辅助闭合触点被作为减负载触点切换，通过检测辅助触点状态，来作为控制设备启停的条件，起到安全保护的作用。生产过程中隔离开关辅助触点一旦出现故障，将使其本身及上游设备停机，造成生产线的断流，出现故障时只需更换新的辅助触点即可，虽然处理过程简单，但是断流的产生将严重影响产品质量。
2原因分析
正常情况下，隔离开关辅助接点的动触片与隔离开关的动触头是同步转动的，隔离开关在“合”或“分”时，辅助接点应在确定的导通或断开状态。通过对故障辅助触点硬件进行大量拆解，对触点产生故障的原因了如下汇总。
辅助触点内部接触点本身由于长期使用变形或触点接触点缺失造成。
触点接触点表面形成的一层碳化膜，致使触点不能接通。
辅助触点内部尘土多，附着在接触点上致使接触不良造成的。
造成上述故障的主要原因为，现场生产环境恶劣及现场电器控制箱密封性差，缩短了辅助触电的使用寿命，且在触点通断频繁的场合，辅助触点损坏的几率也大，存在暴力通断隔离开关现象。
3改进措施
3.1 硬件完善
主要通过提高现场I/O箱保养频次，在I/O箱门上加装密封胶条，特别是在出入线桥架接口处增强电控箱密封性，来减少烟土粉尘的进入，在环境恶劣的生产现场，通过为负荷隔离开关新增一副辅助触点的方式来降低辅助触点发生故障概率。
3.2 软件优化
在减少硬件故障的基础上，为了避免因辅助触点故障造成的设备异常停机，我们对现有的PLC控制程序做了改进。
1）原有报警控制逻辑。PLC控制在自动控制过程中，实施监控现场辅助触点信号状态，设备运行过程中一旦检测到辅助触点信号状态异常，就会触发本地报警，报警信息直接中止设备的运行，致使设备停机，然而主触点并没有断开，因此控制程序存在缺陷。其控制程序如图1所示。
图1原控制程序
2）应用场所及关联器件特点。穆勒PZ-25隔离开关在生产现场应用广泛，与其关联的设备主要为智能电器设备有丹菲斯VLT5000系列变频器和西门子ET200S电机启动器。这些智能设备可以通过PLC采集其运行状态信息和运行期间关键数据，如：变频器的状态字、报警字、电机电流等信息。
3）控制程序改进。针对现有控制模式下，一旦检测到辅助触点信号将会出现报警停车的情况。我们决定采用将PLC采集的关联设备实际运行状态信号，串联在控制回路的方式对程序进行完善。通过对参考变频器和ET200S说明文档，我们决定采用在原控制程序报警回路中增加智能设备的实际运行反馈状态，来解决实际运行中因误报警造成的设备异常停机。图2所示，为将变频器实际的运行反馈信号#PIW_StatusWord.Operation串联至当前的本地报警回路中。
图2变频设备改进后控制程序
4实施效果
通过改善电控柜的密闭性、为关键设备的隔离开关并联双触点以及通过PLC程序中对电机驱动的各类标准功能块程序的改进的方式。使触点故障次数由原来8次/月降低为2次/月，因辅助触点故障造成设备断流次数有原来的2次/月减少至0次/月，减少了对整条生产线的影响，此次改进取得了良好的效果。
参考文献
[1]廖长初.S7－300/ 400 PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，2008.
[2]崔坚.西门子S7可编程控制器－STEP7编程指南[M].北京：机械工业出版社，2007.
[3]SIEMENS.ET200S电机起动器[M].
[4]MOELLER.穆勒电气产品选型指南[M].
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