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1、前言
建廠初期，從德國High-Lux進口了兩條節(jié)能燈生產(chǎn)線，計劃進軍我國節(jié)能燈的高端市場。但從調(diào)試階段開始我方人員就意識到，這兩條進口生產(chǎn)線并不是我們想象的那樣先進，雖經(jīng)我方人員不懈努力調(diào)試成功，但隨后在正常使用階段，生產(chǎn)線本身的設計缺陷日益突出。為了能夠使這兩條生產(chǎn)線能夠切實生產(chǎn)出高質(zhì)量的節(jié)能燈，本著“吸其精華，棄其糟粕”的原則，我們對節(jié)能燈生產(chǎn)線進行了一場大規(guī)模的國產(chǎn)化改造。本文論述的老煉機電氣部分改造就是生產(chǎn)線國產(chǎn)化改造的一部分。
2、問題的提出及原因分析
(1)問題的提出
節(jié)能燈生產(chǎn)線包括切管、成型、涂粉、烤焙、封口、排氣、老煉等主要工序，老煉機是節(jié)能燈生產(chǎn)線的燈管最后一道工序，主要承擔節(jié)能燈管的老煉任務，即實現(xiàn)對節(jié)能燈管的點燃、接觸、色度、管壓等檢測。老煉機由大盤、小盤及電氣部分三部分組成，小盤負責對燈管施加二次高壓，從而激發(fā)燈管、點亮燈絲；大盤及電氣部分完成燈管的點燃、接觸、顏色、管壓等的檢測。大盤設有24個工位，可對24個燈管同時進行檢測，每一個工位對應一套電路(由KL2702模塊、鎮(zhèn)流器、管壓模塊組成)，完成對本工位燈管的點燃、管壓等的檢測。在老煉機的實際運行過程中，經(jīng)常發(fā)生KL2702模塊和鎮(zhèn)流器燒壞現(xiàn)象，既造成備品備件的損耗，又增加了停機時間，直接影響正常生產(chǎn)和工序的良品率。因此，老煉機模塊及鎮(zhèn)流器燒壞問題急待解決。
原老煉機PLC系統(tǒng)及KL2702模塊為德國倍福公司產(chǎn)品。
(2)原因分析
根據(jù)老煉機目前存在的問題,我們通過一段時間的跟蹤，發(fā)現(xiàn)如下情況：當老煉機剛開機及開機2-3小時內(nèi)，不會出現(xiàn)KL2702模塊和鎮(zhèn)流器燒壞現(xiàn)象；而當老煉機開機時間超過3小時后，較容易出現(xiàn)系統(tǒng)故障及KL2702模塊和鎮(zhèn)流器燒壞現(xiàn)象。這樣我們得到如下結(jié)論：KL2702模塊的損壞跟環(huán)境溫度有關系。通過對周圍環(huán)境溫度及電氣線路的仔細分析和研究，認定德方在電氣線路設計和模塊選型上存在缺陷。具體如下：
首先，KL2702模塊選型不恰當。德方選用的模塊是倍福公司KL2702模塊，該模塊為2路230VAC輸出/0.3A，通過其內(nèi)部固態(tài)繼電器來控制230VAC信號的通斷，而實際輸入信號為318VAC，與選用模塊控制信號不匹配；而且，KL2702模塊較易受環(huán)境溫度影響，本地模塊數(shù)量為23塊，組合式模塊排列緊密，密度比較大，當KL2702模塊長時間工作或外部環(huán)境溫度較高時，內(nèi)部溫度會更高，模塊內(nèi)部固體繼電器長時間在高溫下通斷318VAC信號，就容易造成模塊內(nèi)部固體繼電器或接觸不良或長亮或不亮，表現(xiàn)為模塊損壞。
其次，該部分電氣線路設計不合理。當KL2702模塊內(nèi)部固體繼電器接觸不良或其它原因造成線路電流異常情況下，線路中沒有設置保護裝置，從而導致鎮(zhèn)流器損壞。
電氣線路改造前結(jié)構圖如圖1所示。
圖1 老練機燈管檢測電路改造前原理圖
通過上述分析，我們認為：要根治該現(xiàn)象，必須將控制318VAC信號通斷的KL2702模塊更掉；同時在控制線路中增加保護裝置。
3、改造方案制定及實施
遵循上述思路，為降低維修成本，我們選用臺達公司PLC系統(tǒng)來替換德國倍福公司PLC系統(tǒng)，制定了以下措施：
(1)用臺達公司DVP14SS211R替換德國倍福公司BK3100模塊；用臺達公司DVP08SN11R 8通道繼電器輸出模塊替換德國倍福公司KL2702模塊；用臺達公司DVP04AD-S模擬量輸入模塊替換德國倍福公司KL9150模塊；
(2)采用線圈電壓24VDC的外接觸點型繼電器來配合臺達公司DVP08SN11N模塊實現(xiàn)對318VAC信號頻繁通斷的控制；
(3)在電氣線路中設置0.25A保險來保護鎮(zhèn)流器。
通過采用臺達公司PLC系統(tǒng)及加裝外部觸點型繼電器和設置保險等手段，我們完成了對老煉機電氣部分的國產(chǎn)化改造。
改造后原理圖如圖2所示。
圖2 老練機燈管檢測電路改造后原理圖
我們用一周的時間完成了對老練機的改造，經(jīng)過一年來的生產(chǎn)檢驗，老練機沒有再出現(xiàn)模塊燒壞和鎮(zhèn)流器燒壞現(xiàn)象，運行穩(wěn)定可靠，維護簡便，維修容易，維修成本極低，且從根本上杜絕了模塊和鎮(zhèn)流器的消耗問題。改造方案取得了良好效果，大大減少了停機時間，開機率大幅度的提高，節(jié)約了備品備件，為節(jié)能燈全自動化的生產(chǎn)線的連續(xù)化大生產(chǎn)打下了堅實基礎。
4、經(jīng)濟、社會效益分析
(1)經(jīng)濟效益分析
改造所需費用：DVP14SS211R模塊470元，DVPPF01-S模塊950元，DVP08SN11N模塊180元×4，DVP08SN11R模塊240元×5，DVP04AD-S模塊570元×2， 合計4480元.
按德國倍福KL2702模塊1650元/個、每月按損壞4個計算，每年損壞48個，共計消耗資金1650×48=79200元/年；進口鎮(zhèn)流器400元/個， 每月按損壞3個計算，每年損壞36個，共計消耗400×36=14400元/年。
生產(chǎn)線共有兩臺老煉機，僅進口KL2702模塊和進口鎮(zhèn)流器消耗一項，每年就可節(jié)約資金79200×2+14400×2=111600元。
從上述分析可以看出，利用4480元的一次性微小投入，換來每年111600元的費用節(jié)約，經(jīng)濟效益是非�？捎^的。
(2)社會效益分析
本次改造是我公司利用現(xiàn)有技術人員對進口設備進行的又一次國產(chǎn)化改造，它不但解決了節(jié)能燈生產(chǎn)線老煉機電氣部分模塊及鎮(zhèn)流器容易損壞的問題，而且改造實施后，大大減少了老煉機的故障率，有效提高了開機時間，并且從一定程度上預防了含汞燈管破碎，從而降低了空氣中汞蒸汽含量對環(huán)境的污染，保護了社會環(huán)境和員工的身體健康。
從上述分析可以看出，對老煉機電氣部分的國產(chǎn)化改造是我們完全依靠自身力量對進口機設備的一次革新改造，它的改造成功不但克服了進口設備的設計缺陷，而且為我們帶來了極大的經(jīng)濟與社會效益。
作者簡介：
郭棟 男 電氣工程師，現(xiàn)擔任安陽艾爾旺新能源環(huán)境有限公司電氣自控部部長。
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