RAK051物理发泡线自控系统及常见故障分析

摘 要：RAK051物理发泡线是从奥地利罗森泰公司引进的大直径物理发泡绝缘生产线。本文主要介绍了该设备的系统构成及控制、系统流程。另外，对该设备日常生产过程中出现的故障进行了总结，并分析了故障产生的原因及解决方法。

关键词：物理发泡；自动控制；故障分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.201

0 引言

RAK051物理发泡线控制系统是集现代计算机技术、可编程控制技术、网络通讯技术、信号传感技术、现场总线技术、变频技术、直流驱动技术以及其他相关技术有机结合为一体的控制系统。该控制系统对物理发泡绝缘生产过程中的设备运行状况、工艺参数、产品质量检测、信息反馈、报警等很多过程进行集成控制，对反馈过来的信息进行采集、分析、计算、处理，从而完成对整个生产线的控制。

1 自动控制系统

1.1 系统的构成及控制

系统采用PC和PLC结构形式的控制系统。系统上位机由两台PC组成，下位机由13台PLC组成，还有多个变频器、直流驱动器和检测仪器。

上位机由一台操作PC和一台主控PC组成。两台计算机之间用网卡和同轴通信电缆连接，主控PC和PLC之间通过PROFIBUS总线连接。操作PC（人机界面）用于监控产品的线径、电容、发泡度、氮气压力、挤出机各段温度等生产原始数据，并能对生产线进行操作和设定各种工艺参数及控制设备运行的各种操作指令。主控PC完成对过程参数信息的采集、分析、计算、处理，并实时地将操作PC发出的各种控制操作指令及信息通过PROFIBUS总线和通讯处理器CP5412传送到各个PLC，再由PLC控制各个职能部件。

下位机由13台PLC组成，PLC完成对现场开/关量、模拟输入/输出量的采集处理，直接的控制工作都有PLC完成。放线、牵引、各挤塑机、预热器、注氮、收线等都有相对应的PLC，各个PLC分别去控制相应的变频器、驱动器、继电器等执行机构动作，从而控制各部分的正常工作。系统运行中PLC与上位机进行实时通信，操作人员在上位机上发出的操作命令及设定的参数也都实时送到PLC上执行。操作人员可随时根据显示的数据信息调整参数的设定。

1.2 控制系统流程

系统启动后进入初始化操作，随后系统启动主控线程和各个通讯线程，通讯线程1负责与各PLC的通讯，它实时地将外部的输入信号传入计算机，同时将计算机的输出命令通过PROFIBUS总线实时传给PLC，去控制外部的执行机构；通讯线程2负责与数据采集设备的通讯，它将数据采集设备的数据通过PROFIBUS总线实时传入计算机；主控线程负责将来自PLC和数据采集设备的数据进行处理，然后根据处理结果进行输出控制、参数数据显示、故障报警等，并形成实时图表、趋势曲线或文字信息在操作PC上直观显示出来，以便操作人员和技术人员及时准确掌握设备运行状况和产品性能的各种信息，从而作出相应措施。

2 常见故障分析和维修

2.1 主控PC和操作PC的故障

故障现象：在生产过程中，经常会出现主控PC和操作PC无法启动，或者运行中经常死机的现象。有段时间计算机无法启动主要集中在主控PC机上，只要是关机时间超过3天以上再开机，基本上都需要反复的重启，或者按复位键，才能正常启动，后来又过了一段时间计算机无法启动，显示器无显示。

维修过程：计算机无法启动有多种原因引起，首先排除了显示器故障，然后检查内存条，将内存条拔出，用橡皮擦净后，插入内存条后故障依旧。然后查电源及各个风扇运行状况，结果未发现异常，后来在给主板除尘时发现有几个电容有漏液现象，将其更换后，故障消除。

原因分析：主控PC机所在的电控柜密封较严，夏季空气比较潮湿，电控柜上的空调制冷效果差，导致柜里温度比较高，影响了机箱的散热，从而引起主板上的电容出现“爆浆”现象。

控制措施：修理空调，定时清理防尘罩。除此之外，计算机还出现有无法检测到相关附件如网卡等，原因多为主板CPU发热严重或连接电缆接触不良，拆卸主板除尘冷却，检查电缆连接即可消除故障。

2.2 通讯故障

故障现象：报警系统多次出现“EXTRUDER 1 L2-BUS COMMUNICATION ERROR ” L2通信出错

维修过程：查看PLC“BUS FAULT”指示灯亮，为总线故障，查总线电缆及其连接均正常，然后对PLC进行复位操作，故障依旧，于是判断可能是PLC内部总线接口电路故障，更换新的PLC ，故障消除。

该故障除PLC损坏外，总线插头松动接触不良、PLC程序掉电丢失、通讯处理器CP5412损坏等都有可能导致通讯故障。

2.3 注氮系统故障

故障现象：注氮机气缸有异常响声，氮气压力增速缓慢，不能满足生产要求。维修过程：首先怀疑氮气瓶压力不足，更换新氮气瓶后，故障依旧，然后检查压缩空气正常，初步判定故障点在增压泵上，然后仔细听声音，判定异常响声为低压气缸缸体与密封圈摩擦声音，打开低压气缸后发现缸体内油泥较多，清理油泥后，故障恢复。

原因分析：工厂空压站的压缩空气在进入低压缸时没有经过任何过滤器净化，长时间后，大量的水、油等杂质进入到低压缸内，形成油泥，从而影响低压缸的正常工作。

控制措施：在低压缸进气处加上过滤器。除了低压气缸容易出现故障外，高压缸活塞长时间工作之后，高压密封部分也是需要经常更换的地方。一般情况下，注氮机正常工作，但是注氮压力上不去，或者消声器漏气等故障，都是由于高压密封损坏而致，更换密封后故障一般都能消除。

2.4 PLC供电电源故障

故障现象：整条生产线突然停车，手动操作台按钮指示灯全灭，报警提示通信故障。维修过程：打开P1柜，发现PLC上所有指示灯都不亮，用万用表测量无直流24V，查供电电源时，发现开关电源损坏。更换新电源后，故障消除。但使用几天后，开关电源又烧坏。

原因分析：由于P1柜温度较高，尤其是夏天，开关电源在空中悬着，散热效果差，造成连续烧毁开关电源的情况。

改进措施：制作一个长70cm，宽20cm的铁板，将铁板两头固定在电控柜上，位置选在空调的出风口处，把开关电源固定在铁板上，彻底解决了供电电源故障。

3 结语

RAK051物理发泡线虽然有强大的报警系统，故障报警几乎含概了所有的故障点，但是故障提示只给出了具体那个部位有问题，处理一些简单问题尚可，遇到一些疑难问题，还是要经过认真分析和长期的经验积累才能解决。

作者简介：李兵兵（1982-），男，本科，工程师，主要从事设备管理技术工作。

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