摘要：产品质量是生产型企业的生命线，产品质量事故的发生对企业正常运作有着重大的影响，甚至会对企业造成重大的经济损失。设备作为生产的载体，承担着生产的大部分过程，直接影响着生产的效率和产品的质量。引进先进的PLC、传感器等先进技术对设备进行持续的技术改造是不断优化生产，提高产品质量，避免质量事故发生的有效途径。
关键词：技术改造；检测系统；PLC；传感器；HMI
烤片机是打叶复烤的关键设备，鱼鳞片是烤片机主网带的密封件，防止烤片机内网带片烟被风力吹散在设备外面。鱼鳞片是一片一片像鱼鳞一样搭着连接在主网带链条上，密封着烤片机整个网带输料区域，网带每米有5块鱼鳞片，50多米长的网带上就有500多片一侧，一旦有一片掉落就会混入片烟之中，带到下一工序，并包装送至客户加工，有可能损坏烟机设备的大型闸刀，造成客户较大的经济损失。
一、提出问题
烤片机鱼鳞片事故有两种：1、鱼鳞片掉落，鱼鳞片与链条的连接螺丝疲劳断裂，鱼鳞片掉落片烟中，造成质量事故；2、鱼鳞片在网带运行过程中碰触设备某些变形部件被压变形，由于鱼鳞片是一片片搭接的，造成大面积鱼鳞片积压变形倾倒，形成大型的设备故障。由于鱼鳞片造成的两种事故的后果均比较严重，会造成较大的人力、物力、财力的损失，公司迫切需要找到一种有效方法能方便地检测出鱼鳞片脱落及变形，对质量事故做到预防为主、防治结合。
二、分析问题
1、鱼鳞片掉落事故分析：烤片机的鱼鳞片的排列是紧凑地一块挨着一块，如果有一块掉落，就会在紧密的排列中出现一个空缺，检测空缺就成为检测鱼鳞片掉落的方法。如图（1）所示，图中传感器为欧姆龙E3F3-T36光电传感器，光信号由发射极发出，接收极接收。正常状态下，发射极发出的光信号无法穿透重叠安装的鱼鳞片，然而当鱼鳞片中间空缺一块时，光电管接收极就能接收到发射极发出的光线，再经过内部电路处理得到电信号。
图（1）
2、鱼鳞片变形事故分析：烤片机鱼鳞片有一片被撞击变形之后，随着主网带的运行，相搭接的鱼鳞片会一片接着一片地发生变形倾倒，倾倒的鱼鳞片与整齐的鱼鳞片的高度不一致，检测鱼鳞片的高度成为处理事故的一种有效手段。
三、方案制定
1、在烤片机入口处安装光电管，可以通过检测鱼鳞片的空缺发现鱼鳞片的掉落情况，并通过人机界面及声光报警提醒操作工故障已发生，及时做好应急处理；
2、在烤片机出口后续输送设备上安装金属探测仪，用于探测鱼鳞片，并控制后续输送设备动作使鱼鳞片从卸料口卸出，使之不进入打包工序。虽然烤片机出口装有大型磁铁，但是鱼鳞片是不锈钢材质，磁铁对其的磁场吸力太小，无法将鱼鳞片从片烟中吸出，所以有必要安装金属探测仪配合输送带及卸料口将鱼鳞片排出。
四、项目实施
1、光电管的安装：现场安装如图（1）所示，将烤片机左右两侧（预处理方向和除尘房方向）原加油器的线路改为光电管的信号线，接入烤片机PLC，通过修改程序和修改烤片机控制面板的画面，将光电管检测的信号转化为报警信号，将鱼鳞片的情况反馈为操作工。光电管类型分为三种：反射式、对射式、聚焦式，根据现场条件以及使用精度要求，选用对射式光电管（选用型号:欧姆龙E3F3-T36对射式光电传感器）来检测鱼鳞片的掉落以及倾倒。
光电管的输入点为：预处理方向I26.4,除尘房方向为I26.5，将光电管信号写入DB100.DBX114.4和DB100.DBX.114.5，其中DB100为烤片机报警数据块，输出至电笛声音报警Q4.1和光报警Q32.2。鱼鳞片光电检测的IO分配图如图（2）所示：
图（2）
图（3）
图（4）
2、金属探测仪的安装。
（1）金属探测仪选用德国赛多利斯集团生产的金属探测仪，型号为MDB-8E。金属探测仪发现金属，即输出信号至I30.6，控制输送带M1、M2、M4、M5做出相应的排出金属的动作。
（2）程序设计。M1、M2、M4、M5输送带布置图如图（3）所示，M1为正反转输送带，M1正转可以输送片烟至3#预压机，M1反转可以将片烟输送至卸料口卸出片烟；M2为正转输送带，可以输送片烟至1#、2#预压机；M4为正反转输送带，正转可以将片烟输送至M2输送带，反转可以将片烟输送至M1输送带。
对照图（3）所示，正常的物料流向M5→M4→（M1正转+M2）；当金属探测仪探测到金属时的物料流变化为M5→M4→M1反转。当金属探测仪检测到有金属时，排出金属的动作只和M5、M4、M1有关系。M5的动作是不会变化的，可以和原有程序保持一致。需要修改的程序是M4与M1的程序。图（4）所示为安装金属探测仪的主要的一些I/O分配图。
五：项目成果
鱼鳞片检测系统的加装后的作用：1、有效的防止大规模鱼鳞片撞击变形的设备事故，减少了维修人员建店维修的工作量；2、自从安装鱼鳞片检测系统后，公司再无发生大规模鱼鳞片倒塌变形的设备事故；3、由于鱼鳞片是不锈钢制作，加工要求高，数量大（1000片鱼鳞片）价格高（单价约￥50.00），一旦变形再次校正后其密封烤片机的效果就大打折扣，从而造成烤片机热量流失（能源浪费）以及烤片机烟叶从鱼鳞片缺口被吹出（原料浪费），所以鱼鳞片检测系统的加装同时具备节能降耗的功效；4、在工艺方面，由于金属探测仪的介入，减少了成品中金属类杂物的量，提高了产品质量。
参考文献
[1]SIEMENSSIMATICS7-400,M7-400可编程控制器模板规范参考手册.
[2]电工新技术.
论文作者:曾伟平
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/24
标签：鱼鳞论文; 光电管论文; 输送带论文; 卸料论文; 金属探测仪论文; 所示论文; 设备论文; 《电力设备》2019年第5期论文;