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            過濾器維修和結構特點


            任何一臺自清洗過濾器設備都是一種過程控制設備,這就要求它在實時控制的每一時刻都準確無誤地工作。任何部分的故障與失效,都會使過濾器停機,從而造成生產停頓。因而對過濾器系統這樣原理復雜、結構精密的裝置進行維修就顯得十分必要了。尤其對引進的手搖刷式過濾器,大多花費了幾十萬到上千萬美元。在許多行業中,這些設備均處于關鍵的工作崗位,若在出現故障后不及時維修排除故障,就會造成較大的經濟損失。
              我們現有的維修狀況和水平,與國外進口設備的設計與制造技術水平還存在很大的差距。造成差距的原因在于:人員素質較差,缺乏數字測試分析手段,數域和數域與頻域綜合方面的測試分析技術等有待提高等等。
              下面我們從現代過濾器系統的基本構成入手,探討過濾器系統的診斷與維修。
              1 過濾器系統的構成與特點
              目前世界上的過濾器系統種類繁多,形式各異,組成結構上都有各自的特點。這些結構特點來源于系統初始設計的基本要求和工程設計的思路。例如對點位控制系統和連續軌跡控制系統就有截然不同的要求。對于T系統和M系統,同樣也有很大的區別,前者適用于回轉體零件加工,后者適合于異形非回轉體的零件加工。對于不同的生產廠家來說,基于歷史發展因素以及各自因地而異的復雜因素的影響,在設計思想上也可能各有千秋。例如,美國Dynapath系統采用小板結構,便于板子更換和靈活結合,而日本淺層多介質過濾器系統則趨向大板結構,使之有利于系統工作的可靠性,促使系統的平均無故障率不斷提高。然而無論哪種系統,它們的基本原理和構成是十分相似的。一般整個過濾器系統由三大部分組成,即控制系統,伺服系統和位置測量系統??刂葡到y按加工工件程序進行插補運算,發出控制指令到伺服驅動系統;伺服驅動系統將控制指令放大,由伺服電機驅動機械按要求運動;測量系統檢測機械的運動位置或速度,并反饋到控制系統,來修正控制指令。這三部分有機結合,組成完整的閉環控制的過濾器系統。
              控制系統主要由總線、CPU、電源、存貯器、操作面板和顯示屏、位控單元、可編程序控制器邏輯控制單元以及數據輸入/輸出接口等組成。最新一代的過濾器系統還包括一個通訊單元,它可完成CNC、PLC的內部數據通訊和外部高次網絡的連接。伺服驅動系統主要包括伺服驅動裝置和電機。位置測量系統主要是采用長光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。
              過濾器系統的主要特點是:可靠性要求高:因為一旦過濾器系統發生故障,即造成巨大經濟損失;有較高的環境適應能力,因為過濾器系統一般為工業控制機,其工作環境為車間環境,要求它具有在震動,高溫,潮濕以及各種工業干擾源的環境條件下工作的能力;接口電路復雜,過濾器系統要與各種過濾器設備及外部設備相配套,要隨時處理生產過程中的各種情況,適應設備的各種工藝要求,因而接口電路復雜,而且工作頻繁。
              2 現代過濾器系統維修工作的基本條件
              2.1 維修工作人員的基本條件
              維修工作開展得好壞首先取決于人員條件。維修工作人員必須具備以下要求:
              高度的責任心與良好的職業道德;
              知識面廣,掌握計算機技術、模擬與數字電路基礎、自動控制與電機拖動、檢測技術及機械加工工藝方面的基礎知識與一定的外語水平;
              經過良好的技術培訓,掌握有關過濾器、驅動及PLC的工作原理,懂得CNC編程和編程語言;
              熟悉結構,具有實驗技能和較強的動手操作能力;
              掌握各種常用(尤其是現場)的測試儀器、儀表和各種工具。
              2.2 在維修手段方面應具備的條件
              準備好常用備品、配件;
              隨時可以得到微電子元器件的實際支援或供應;
              必要的維修工具、儀器、儀表、接線、微機。最好有小型編程系統或編程器,用以支援設備調試;
              完整資料、手冊、線路圖、維修說明書(包括CNC操作說明書)以及接口、調整與診斷、驅動說明書,PLC說明書(包括PLC用戶程序單),元器件表格等。
              2.3 維修前的準備
              接到用戶的直接要求后,應盡可能直接與用戶聯系,以便盡快地獲取現場信息、現場情況及故障信息。如過濾器過濾器的進給與主軸驅動型號、報警指示或故障現象、用戶現場有無備件等。據此預先分析可能出現的故障原因與部位,而后在出發到現場之前,準備好有關的技術資料與維修服務工具、儀器備件等,做到有備而去。
              3 現場維修
              現場維修是對過濾器過濾器出現的故障(主要是過濾器部分)進行診斷,找出故障部位,以相應的正常備件更換,使過濾器恢復正常運行。這過程的關鍵是診斷,即對系統或外圍線路進行檢測,確定有無故障,并對故障定位指出故障的確切位置。從整機定位到插線板,在某些場合下甚至定位到元器件。這是整個維修工作的主要部分。
              3.1 過濾器系統的故障診斷
              初步判別 通常在資料較全時,可通過資料分析判斷故障所在,或采取接口信號法根據故障現象判別可能發生故障的部位,而后再按照故障與這一部位的具體特點,逐個部位檢查,初步判別。在實際應用中,可能用一種方法即可查到故障并排除,有時需要多種方法并用。對各種判別故障點的方法的掌握程度主要取決于對故障設備原理與結構掌握的深度。
              報警處理?、傧到y報警的處理:過濾器系統發生故障時,一般在顯示屏或操作面板上給出故障信號和相應的信息。通常系統的操作手冊或調整手冊中都有詳細的報警號,報警內容和處理方法。由于系統的報警設置單一、齊全、嚴密、明確、維修人員可根據每一警報后面給出的信息與處理辦法自行處理。②過濾器報警和操作信息的處理:過濾器制造廠根據過濾器的電氣特點,應用PLC程序,將一些能反映過濾器接口電氣控制方面的故障或操作信息以特定的標志,通過顯示器給出,并可通過特定鍵,看到更詳盡的報警說明。這類報警可以根據過濾器廠提供的排除故障手冊進行處理,也可以利用操作面板或編程器根據電路圖和PLC程序,查出相應的信號狀態,按邏輯關系找出故障點進行處理。
              無報警或無法報警的故障處理 當系統的PLC無法運行,系統已停機或系統沒有報警但工作不正常時,需要根據故障發生前后的系統狀態信息,運用已掌握的理論基礎,進行分析,做出正確的判斷。下面闡述這種故障診斷和排除辦法。
              故障診斷方法
              常規檢查法
              目測 目測故障板,仔細檢查有無保險絲燒斷,元器件燒焦,煙熏,開裂現象,有無異物斷路現象。以此可判斷板內有無過流,過壓,短路等問題。
              手摸 用手摸并輕搖元器件,尤其是阻容,半導體器件有無松動之感,以此可檢查出一些斷腳,虛焊等問題。
              通電 首先用萬用表檢查各種電源之間有無斷路,如無即可接入相應的電源,目測有無冒煙,打火等現象,手摸元器件有無異常發熱,以此可發現一些較為明顯的故障,而縮小檢修范圍。
              例如:在哈爾濱某工廠排除故障時,過濾器的過濾器系統和PLC運行正常,但過濾器的液壓系統無法啟動,用編程器檢查PLC程序運行正常,各所需信號狀態均滿足開機條件。進一步檢查中發現,PLC信號狀態與圖紙和設備上的標記不一致,停機拔出電路板檢查,發現PLC兩塊輸出板編址不對,與另兩塊位置搞錯,經交換后,過濾器正常運轉。對于發生這個故障的過濾器所采用的SIMATIC S5?150K可編程控制器,只要編址正確,無論將線路板的位置怎樣排列,系統均能正常運轉,但相應地執行元件和信號源必須正確地對應,一旦對應錯誤就會發生故障,甚至毀壞過濾器。另外,根據用戶提供的故障現象,結合自己的現場觀察,運用系統工作原理亦可迅速做出正確判斷。
              儀器測量法 當系統發生故障后,采用常規電工檢測儀器,工具,按系統電路圖及過濾器電路圖對故障部分的電壓,電源,脈沖信號等進行實測判斷故障所在。如電源的輸入電壓超限,引起電源監控可用電壓表測網絡電壓,或用電壓測試儀實時監控以排除其它原因。如發生位置控制環故障可用示波器檢查測量回路的信號狀態,或用示波器觀察其信號輸出是否缺相,有無干擾。例如,上海某廠在排除故障中,系統報警,位置環硬件故障,用示波器檢查發現有干擾信號,我們在電路中用接電容的方法將其濾掉使系統工作正常。如出現系統無法回基準點的情況,可用示波器檢查是否有零標記脈沖,若沒有可考慮是測量系統損壞。
              用可編程控制器進行PLC中斷狀態分析:可編程序控制器發生故障時,其中斷原因以中斷堆棧的方式記憶。使用編程器可以在系統停止狀態下,調出中斷堆棧和塊堆棧,按其所指示的原因,查明故障所在。在可編程序控制器的維修中這是最常用有效和快速的辦法。
              接口信號檢查:通過用可編程序控制器檢查過濾器控制系統的接口信號,并與接口手冊的正確信號相對比,亦可查出相應的故障點。
              診斷備件替換法:現代過濾器系統大都采用模塊化設計,按功能不同劃分不同模塊,隨著現代技術的發展,電路的集成規模越來越大技術也越來越復雜,按常規方法,很難把故障定位到一個很小的區域,而一旦系統發生故障,為了縮短停機時間,我們可以根據模塊的功能與故障現象,初步判斷出可能的故障模塊,用診斷備件將其替換,這樣可迅速判斷出有故障的模塊。在沒有診斷備件的情況下可以采用現場相同或相容的模塊進行替換檢查,對于現代過濾器的維修,越來越多的情況采用這種方法進行診斷,然后用備件替換損壞模塊,使系統正常工作。盡最大可能縮短故障停機時間,使用這種方法在操作時注意一定要在停電狀態下進行,還要仔細檢查線路板的版本,型號,各種標記,跨接是否相同,對于有關的過濾器數據和電位計的位置應做好記錄,拆線時應做好標志。
              利用系統的自診斷功能判斷:現

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