摘要 本文對(duì)車身廠涂裝二車間前處理熱水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)介。長(zhǎng)期以來，前處理供熱管道補(bǔ)水工作，一直是以人工“手動(dòng)”作業(yè)，因此時(shí)常發(fā)生補(bǔ)水不足及過量補(bǔ)水問題，造成管道壓力波動(dòng)較大，并帶來一系列的設(shè)備故障、能源損失及人員操作等問題，因此，我們針對(duì)這個(gè)問題提出課題進(jìn)行研究，通過設(shè)計(jì)安裝熱水循環(huán)管道的壓力控制系統(tǒng)（自動(dòng)補(bǔ)水、泄壓裝置及報(bào)警功能），對(duì)熱水循環(huán)管道的壓力實(shí)施自動(dòng)控制，達(dá)到穩(wěn)定熱水循環(huán)管道壓力的目的，減少設(shè)備故障及因此帶來的能源及備件損耗。
關(guān)鍵詞：管道壓力波動(dòng) 設(shè)備故障 壓力控制系統(tǒng) 穩(wěn)定管道壓力
１、前言
現(xiàn)今，在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度普遍提高的企業(yè)當(dāng)中，人雖然仍然占據(jù)著主導(dǎo)地位，但人員在操作中存在著許多不確定的因素，已是不爭(zhēng)的事實(shí)，因此，自動(dòng)化控制的實(shí)施仍然是我們現(xiàn)今乃至今后一段時(shí)間著力發(fā)展的方向，PLC控制器的不斷長(zhǎng)足的發(fā)展，及日?；瘧?yīng)用，為我們實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制搭建了一個(gè)良好的應(yīng)用平臺(tái)，通過PLC控制器，我們可以方便的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制及改變控制方式，使之各項(xiàng)功能最大限度的服務(wù)于我們的企業(yè)。
2、 概述
涂裝×××前處理工藝，由預(yù)脫脂、主脫脂、純水沖洗、磷化、電泳、U/F噴淋等工藝部分組成，其中在大部分工藝環(huán)節(jié)中，都需要對(duì)處理液進(jìn)行加溫處理，車間的熱水循環(huán)系統(tǒng)是生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)，是車間產(chǎn)品品質(zhì)的重要保障。因此，本課題圍繞熱水循環(huán)系統(tǒng)展開，針對(duì)一些影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的因素，展開研究。
長(zhǎng)期以來，在對(duì)車間熱水循環(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)水作業(yè)中，一直是操作人員目測(cè)管道壓力，對(duì)系統(tǒng)的回水管路進(jìn)行“手動(dòng)”補(bǔ)水，對(duì)補(bǔ)水量及補(bǔ)水時(shí)間無法準(zhǔn)確把握，常常因補(bǔ)水不足或過量補(bǔ)水，使加壓泵進(jìn)口壓力過低或上水壓力過高現(xiàn)象，造成加壓泵進(jìn)口“軟連接”破損及換熱設(shè)備（板式交換器）泄漏故障，給車間的生產(chǎn)造成巨大的影響。以2008年為例，1~10月，共更換軟連接備件43個(gè)，每個(gè)價(jià)值2900元，共計(jì)發(fā)生維修費(fèi)用12.47萬元，造成的設(shè)備故障947分鐘，生產(chǎn)停線335分鐘，給工廠帶來了巨大的損失。 本文針對(duì)上述問題，根據(jù)車間的生產(chǎn)現(xiàn)狀，就如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，避免發(fā)生上述故障展開研究。
3、 現(xiàn)狀調(diào)查及對(duì)策方案的提出
3.1 現(xiàn)狀調(diào)查
3.1.1 工藝參數(shù)
車身廠涂裝二車間于2002年底投入生產(chǎn)使用。其中熱水循環(huán)系統(tǒng)為前處理設(shè)備提供７０～９０℃循環(huán)水，供前處理換熱設(shè)備工作使用，換熱設(shè)備（板式交換器）的額定工作壓力（水壓）在0.25~0.6MP。
管網(wǎng)加壓設(shè)備由兩臺(tái)離心式清水泵組成，最大提升壓力為0.4MP，清水泵型號(hào)為××××，補(bǔ)水管網(wǎng)壓力為0.4MP，由手控閥（DN80蝶閥）控制補(bǔ)水，補(bǔ)水壓力（循環(huán)水回水壓力）為0.15~0.25MP。
3.1.2 課題的提出
在對(duì)循環(huán)水管網(wǎng)補(bǔ)水作業(yè)中，由于不能對(duì)管網(wǎng)壓力及時(shí)進(jìn)行監(jiān)控、補(bǔ)水，致使在管網(wǎng)回水壓力下降至于0.15MP以下時(shí)，在加壓泵進(jìn)口出現(xiàn)局部負(fù)壓現(xiàn)象，造成泵口吸力（負(fù)壓）過大，使連接管網(wǎng)的橡膠材質(zhì)軟連接變形、扭曲、破損。
在由于操作不當(dāng)，補(bǔ)水壓力（循環(huán)泵進(jìn)口壓力）過高（大于0.25MP）的情況下，經(jīng)過泵體加壓，管網(wǎng)中的工作壓力超過換熱設(shè)備的額定壓力（達(dá)到0.8MP以上），使換熱設(shè)備因超壓，造成泄漏故障。
綜上述故障現(xiàn)象，都是因?yàn)椴僮魇д`，使管網(wǎng)壓力波動(dòng)過大（低壓或高壓）造成的，給我們的生產(chǎn)及設(shè)備帶來極大的損害，由此確定本次課題，《通過安裝壓力控制系統(tǒng) 穩(wěn)定前處理熱水循環(huán)管道壓力》。
3.2 設(shè)想方案的提出
設(shè)想方案：通過PLC控制器控制外圍硬件設(shè)施，在低于補(bǔ)水壓力時(shí)，通過控制，打開補(bǔ)水閥門，對(duì)循環(huán)管網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)水，當(dāng)管網(wǎng)壓力高于換熱設(shè)備的額定壓力時(shí)，通過電磁閥控制泄壓，穩(wěn)定循環(huán)管網(wǎng)的壓力，達(dá)到保護(hù)設(shè)備設(shè)施的目的。
控制流程圖：
① 管網(wǎng)補(bǔ)水控制設(shè)想方案
管網(wǎng)補(bǔ)水系統(tǒng)控制流程圖（圖1）
② 管網(wǎng)泄壓控制設(shè)想方案
管網(wǎng)泄壓控制流程圖（圖2）
4．改造設(shè)想方案的實(shí)施
4.1 可編程控制器（PLC）的選取
本車間現(xiàn)場(chǎng)使用中的可編程控制器（PLC）品牌有兩種：A-B可編程控制器、OMRON可編程控制器?？紤]設(shè)備的通用性及經(jīng)濟(jì)投入，選擇OMRON可編程控制器為改造系統(tǒng)的控制部件。
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的控制需要的I /O點(diǎn)數(shù)為24點(diǎn)，考慮今后控制系統(tǒng)的擴(kuò)大及無特殊功能需要的特點(diǎn)，最終選取可編程控制器型號(hào)為：CPM2AH-40COD-A
基本功能：CPM2AH-40COD-A（CPU單元類型）是設(shè)有40個(gè)內(nèi)裝I /O端子端子的PC，有三種輸出可用（繼電器輸出，漏型晶體管輸出和源性晶體管輸出）和2種電源可用（100/240V AC或24V DC）。
4.2 閥門電動(dòng)裝置型號(hào)的選取
4.2.1 選取條件
1) 閥門電動(dòng)裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以電動(dòng)操作和手動(dòng)操作；
2) 當(dāng)電機(jī)過熱時(shí)，具有過熱保護(hù)功能；
3) 當(dāng)閥門發(fā)生卡阻等異?，F(xiàn)象時(shí)，通過轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)，可以及時(shí)切斷電機(jī)電源，保護(hù)設(shè)備及防止事故發(fā)生。
4) 電源：380VAC/三相/50Hz或220VAC/單相/50Hz；
5) 可配套安裝ND50不銹鋼蝶閥。
4.2.2 選取控制器型號(hào)： LQA10 -1（天津市北方閥門控制設(shè)備公司）
控制器輸出參數(shù)及接線圖：
4.2.3 其它配套元器件的選取
1) 電接壓力表：YX-150 測(cè)量范圍0~0.6MP /0~1MP（各1塊）
2) 輸出繼電器：P52型 電壓 24V DC
3) 轉(zhuǎn)換開關(guān)：
4) 指示燈：
5. 根據(jù)控制流程圖（圖1、圖2）設(shè)計(jì)梯形圖
5.1 PLC輸入點(diǎn)設(shè)計(jì)分配
PLC輸入點(diǎn)分配及接線圖（圖3）
輸入點(diǎn)分配匯總表：
閥門電動(dòng)裝置內(nèi)部接線圖
5.2 PLC輸出點(diǎn)設(shè)計(jì)分配
輸出點(diǎn)分配接線圖（圖五）
輸出點(diǎn)分配匯總表：
5.3 主回路及控制回路設(shè)計(jì)
閥門控制裝置主回路及控制回路（圖六）
5.4 設(shè)計(jì)梯形圖
5.5 程序調(diào)試及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
梯形圖設(shè)計(jì)完成后，連接開關(guān)及限位開關(guān)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)模仿調(diào)試程序的功能，在調(diào)試修改完成后，現(xiàn)場(chǎng)安裝應(yīng)用調(diào)整，交付生產(chǎn)使用。
6、結(jié)束語
通過本次課題的研究探討以及實(shí)施應(yīng)用，達(dá)到了預(yù)期的效果。同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了熱水循環(huán)控制系統(tǒng)中的一些不足之處，系統(tǒng)中的兩臺(tái)循環(huán)泵（一工作一備用）的啟動(dòng)與停止是由接觸器控制，在設(shè)備發(fā)生故障的時(shí)候不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換及故障部位的顯示，自動(dòng)化控制程度低下，這就成為我下次研討的課題。篇外話，現(xiàn)今，隨著公司生產(chǎn)管理水平的日益提高，生產(chǎn)時(shí)間決定著生產(chǎn)成本，作為一名設(shè)備維修者，如何將PLC技術(shù)應(yīng)用到設(shè)備故障診斷中來，指導(dǎo)我們快速的維修，恢復(fù)生產(chǎn)，是我們今后應(yīng)著力研究探討的課題。
最后，對(duì)在本次課題研究中給與我大力支持的，車間電器主管工程師藺文峰表示衷心的感謝。
參考文獻(xiàn)：
1. CPM2A/CPM2AH可編程序控制器操作手冊(cè) 歐姆龍（上海）有限公司
2. 可編程序控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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