1  引言
  自動(dòng)打包機(jī)是現(xiàn)代高速線(xiàn)材生產(chǎn)線(xiàn)特有的設(shè)備，它集機(jī)械、電氣、液壓控制為一體，動(dòng)作準(zhǔn)確，為現(xiàn)代化的線(xiàn)材生產(chǎn)線(xiàn)構(gòu)筑了一道靚麗的風(fēng)景線(xiàn)。
  我廠(chǎng)2004年9月從瑞典SUND-BIRSTA公司引進(jìn)的PCH-4KNB/5000P型打包機(jī)，于2004年底投入使用。該設(shè)備位于高線(xiàn)的精整區(qū)，對(duì)由P-F線(xiàn)的C型勾輸送過(guò)來(lái)的水平盤(pán)卷(卷重800~2800kg，外徑/內(nèi)徑為φ1250/850mm)進(jìn)行自動(dòng)水平壓實(shí)，并用打包線(xiàn)沿線(xiàn)卷方向成90°等分打四個(gè)平行接頭。
  打包后的線(xiàn)卷最小長(zhǎng)度大約為600mm，大大方便了盤(pán)卷的儲(chǔ)藏、運(yùn)輸。
  本文首先結(jié)合瑞典方面提供的外文技術(shù)資料及自己的理解，對(duì)自動(dòng)打包機(jī)的自動(dòng)化構(gòu)成及動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行介紹。
  然后根據(jù)近兩年的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該打包機(jī)日常維護(hù)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行總結(jié)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(jī)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。

圖1     打包機(jī)PLC系統(tǒng)

  PLC主站采用西門(mén)子公司S7-300系列的CPU 315-2DP，通過(guò)DP網(wǎng)與其它從站進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
  高速計(jì)數(shù)器模板型號(hào)為6ES7 138-4DA03-0AB0，共7塊，擁有脈沖編碼器7個(gè)。其中，G1、G2分別為1#、2#壓實(shí)車(chē)位置和速度反饋;G3為升降臺(tái)位置反饋;1S18、2S18、3S18、4S18為送線(xiàn)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(mén)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(jī)的主畫(huà)面。

圖2     打包機(jī)主畫(huà)面

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    ●通過(guò)畫(huà)面可以看到打包機(jī)各部分的基本狀態(tài)。使用時(shí)只需通過(guò)畫(huà)面邊上的功能鍵即可進(jìn)行相應(yīng)操作和畫(huà)面的切換，簡(jiǎn)單實(shí)用;
    ●具備調(diào)整功能，可對(duì)許多參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，例如壓實(shí)力、升降高度等;
    ●可提供打包機(jī)的診斷信息，當(dāng)打包機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，該系統(tǒng)將顯示有關(guān)的HMI畫(huà)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(jī)的核心部分，其工作的可靠性直接決定了打包機(jī)動(dòng)作是否正?？煽?，這其中油溫控制就成為打包機(jī)液壓控制部分的關(guān)鍵。本系統(tǒng)采用PT100作為測(cè)量元件，測(cè)量值直接送入8#站的模擬量輸入模板的第一個(gè)通道PIW248。在PLC程序中，該溫度值每5s檢測(cè)一次，經(jīng)過(guò)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(bào)警并停泵;油溫T≥60℃:報(bào)警但不停泵;油溫T＜20℃:報(bào)警但不停泵;油溫T＜15℃:報(bào)警并停泵;油溫T＜30℃:加熱器啟動(dòng);油溫T≥35℃:加熱器停止。
3.2  打包機(jī)主體 
  (1) 升降臺(tái)在兩個(gè)液壓缸的推動(dòng)下，可沿垂直方向上下移動(dòng)。實(shí)現(xiàn)壓實(shí)、打包操作期間，支撐盤(pán)卷并使其對(duì)正中心的功能，動(dòng)作共分兩步。接近開(kāi)關(guān)S10(升降臺(tái)初始位檢測(cè))、編碼器G3(檢測(cè)升降臺(tái)高度)。升降臺(tái)的兩次升降高度均可由畫(huà)面更改;
  (2) 打包機(jī)的4套彎曲線(xiàn)道系統(tǒng)安裝在2#壓實(shí)車(chē)上，并由一根中心軸導(dǎo)向。打包機(jī)動(dòng)作時(shí)，線(xiàn)道系統(tǒng)在液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下，向1#壓實(shí)車(chē)水平移動(dòng)。接近開(kāi)關(guān)S13(線(xiàn)道最前位)、S14(線(xiàn)道初始位)、S15(線(xiàn)道向前減速位)、S16(線(xiàn)道向后減速位);
  (3) 2#壓實(shí)車(chē)依靠車(chē)輪在軌道中移動(dòng)，支撐可移動(dòng)線(xiàn)道系統(tǒng)。壓實(shí)動(dòng)作是由固定在軌道上的兩個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)。接近開(kāi)關(guān)S6(2#壓實(shí)車(chē)初始位)、編碼器G2(2#壓實(shí)車(chē)前進(jìn)速度和位置)、光電開(kāi)關(guān)S8(檢測(cè)2#壓實(shí)車(chē)進(jìn)入待打包線(xiàn)卷區(qū));
  (4) 1#壓實(shí)車(chē)與2#壓實(shí)車(chē)結(jié)構(gòu)相似，但其上面裝有4個(gè)送線(xiàn)機(jī)構(gòu)，4個(gè)打包頭。接近開(kāi)關(guān)S3(1#壓實(shí)車(chē)初始位)、編碼器G1(1#壓實(shí)車(chē)前進(jìn)速度和位置)、接近開(kāi)關(guān)S12(檢測(cè)線(xiàn)道閉合)。送線(xiàn)機(jī)構(gòu)主要由送線(xiàn)輪和導(dǎo)輪組成，通過(guò)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。接近開(kāi)關(guān)S4(檢測(cè)送線(xiàn)機(jī)構(gòu)中是否有線(xiàn))，編碼器S18(送線(xiàn)長(zhǎng)度，控制送線(xiàn)/拉直捆線(xiàn))。打包頭主要由扭結(jié)、剪切和夾緊機(jī)構(gòu)組成。整個(gè)打包頭可整體由送線(xiàn)位置S20(打包頭初始位)移至打包位置。S1(扭結(jié)裝置在扭結(jié)位)，S2(扭結(jié)裝置在送線(xiàn)位)，S3(扭結(jié)是否結(jié)束)，S5(夾緊機(jī)構(gòu)中是否有線(xiàn)夾緊)。
  (5) 打包過(guò)程。當(dāng)帶有盤(pán)卷的鉤子停在打包機(jī)中心線(xiàn)位置，定位夾緊器閉合鎖定，并發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)打包機(jī)的工作循環(huán):
    ●線(xiàn)架電磁閥得電，氣動(dòng)抱閘打開(kāi);
    ●1#、2#壓實(shí)車(chē)在液壓缸的驅(qū)動(dòng)下同時(shí)向盤(pán)卷移動(dòng)。同時(shí)，升降臺(tái)提升;

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    ●1#、2#壓實(shí)車(chē)壓實(shí)盤(pán)卷的同時(shí)線(xiàn)道系統(tǒng)閉合;
    ●送線(xiàn)機(jī)構(gòu)送出捆線(xiàn);
    ●當(dāng)捆線(xiàn)經(jīng)過(guò)S4時(shí),編碼器S18開(kāi)始記8700個(gè)脈沖,當(dāng)線(xiàn)經(jīng)過(guò)S2后,再記395個(gè)脈沖,并且開(kāi)始減速,一直到捆線(xiàn)夾緊位,線(xiàn)被夾住不動(dòng);
    ●捆線(xiàn)拉緊并將剩余的捆線(xiàn)送回線(xiàn)庫(kù);
    ●完成扭結(jié)，剪切裝置切斷打包線(xiàn);
    ●線(xiàn)道系統(tǒng)后退;
    ●線(xiàn)道系統(tǒng)和壓實(shí)車(chē)返回初始位。同時(shí)升降臺(tái)下降至初始位，打包好的盤(pán)卷掛在C型鉤上。
對(duì)于最大盤(pán)卷整個(gè)過(guò)程大約32S。
  (6) 安全防護(hù)裝置。4KNB型打包機(jī)在安全方面借鑒了以往的經(jīng)驗(yàn)，采取了一系列手段，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。操作臺(tái)設(shè)置了檢修用鑰匙開(kāi)關(guān)，當(dāng)此開(kāi)關(guān)被按下并拔下鑰匙后，則主操作臺(tái)不能進(jìn)行操作。四個(gè)送線(xiàn)機(jī)構(gòu)上的機(jī)旁箱均設(shè)置急停按鈕。一個(gè)便攜式操作箱，維修時(shí)可用來(lái)操作打包頭，此時(shí)，主操作臺(tái)上的一切操作都被禁止。只有當(dāng)操作箱插入主操作臺(tái)插座時(shí)，主操作臺(tái)才能進(jìn)行操作，否則，主操作臺(tái)上除緊急停車(chē)指令外，其它指令都被鎖定。

4  日常故障分析表
  如附表所示。

附表     日常故障現(xiàn)象分析及處理

5  結(jié)束語(yǔ) 
  打包機(jī)自瑞典SUND BIRETA引進(jìn)以來(lái)，雖然在使用中也曾出現(xiàn)過(guò)許多問(wèn)題，但基本上滿(mǎn)足了當(dāng)初的合同要求，平均扭結(jié)失敗率小于0.4％，扭結(jié)抗拉強(qiáng)度大于原線(xiàn)材抗拉力的92％。系統(tǒng)采用S7-300與E900相結(jié)合的DP網(wǎng)通訊方式，控制精度高，可靠性強(qiáng)，同時(shí)增強(qiáng)的系統(tǒng)自診斷功能，方便了維護(hù)，提高了設(shè)備作業(yè)率。