阀岛技术在卷接设备上的应用

2022-11-20

在我车间的卷烟机及卸盘机设备上大量的应用了气动控制元件。如车间于九十年代引进的PROTOS70机上应用的是由单独的中间继电器来控制, 用来完成各种动作的电磁阀。在其应用中, 有着大量的信号连线、能量气流的管道, 容易造成气流泄漏、堵塞, 信号线虚接或短路, 使得设备故障率较高, 往往会引起整个设备的运行不正常甚至引发设备事故。而且由于气路较为复杂, 使得维修起来比较困难, 耗时较多。

进入新世纪之后, 在我车间引进的设备上已经出现了改变。其中气动系统应用了阀岛技术, 电—气组合体——阀岛的出现, 极大的降低了设备气动系统的故障发生率。阀岛技术即电控部分通过一个接口方便地连接到气路板并对其上的电磁阀进行控制, 不再需要对单个电磁阀独立地引出信号控制线.在减小接线工作量的同时提高操作的准确性, 同时也可与PLC系统相结合, 提高了排除故障的速度。

1 阀岛技术

“阀岛”一词来自德语Ventilinsel, 英文名为“Valve Terminal”。德国FESTO公司发明并最先应用。阀岛是由多个电控阀构成, 它集成了信号输入/输出及信号的控制, 犹如控制一个岛屿。

阀岛是新一代气电一体化控制元器件, 已从最初带多针接口的阀岛发展为带现场总线的阀岛, 继而出现可编程阀岛及模块式阀岛。阀岛技术和现场总线技术相结合, 不仅确保了电控阀的布线容易, 而且也大大地简化了复杂系统的调试、性能的检测和诊断, 方便维护工作。借助现场总线高水平一体化的信息系统, 使两者的优势得到充分发挥, 具有广泛的应用前景。

2 70机应用阀岛技术气动系统与原有气动系统的比较

在现在的70卷烟机中, 应用了大量的阀岛。在SE和MAX部分共应用了三个阀岛。

在70机上应用的是总线型阀岛, 总线型阀岛的突出特点是阀岛与外界的数据交换只需通过一根两股或四股屏蔽电缆实现.节省了接线时间, 减小了设备体积, 增强了抗干扰能力, 使数据传输更为可靠。它由PLC来进行信号控制, 每一组阀岛有16个阀组成。下面通过对接装机滤嘴控制离合Y9的分析来介绍应用了阀岛的气动系统与原有气动系统的不同。

Y9是用来控制滤嘴鼓组传送离合器的, 当Y9供电断开时, 压缩空气关断, 离合接合, 滤嘴传送投入使用。反之, Y9供电接通, 压缩空气接通, 离合脱开, 滤嘴传送关停。

原有的气动系统设计:先由外部检测来采集信号, 输入到逻辑控制装置A700中, 再由A700来控制是否输出信号到Y9, 从而控制滤嘴鼓组离合器。采用了阀岛的气动系统:也是先采集外部检测信号, 然后由PLC来控制是否输出信号到阀岛。

同样, 对于70机中的其它电磁阀也是相同原理。于是, 在原有系统中, 由逻辑控制装置到电磁阀需要一一对应, 即一个电磁阀要有一个控制线。而应用了阀岛的气动系统由PLC输出到阀岛只需要有一根现场总线来进行控制。同样, 作为能量来使用的气流, 在原有气动系统中, 由进气口到电磁阀需要一一对应的气管。而应用了阀岛的气动系统从进气口到阀岛只要有一根主气管就可以了。

从上面的分析可以看出, 阀岛中对信号流和能量流都可以作到节省, 更少的信号联接线, 更少的气管, 从而减少了因气管泄漏、堵塞, 信号线虚接或短路引起的故障, 在70卷烟机应用了阀岛之后, 减少十几根气管和控制线, 图1和图2为采用阀岛技术的气动系统与原有分立式气动系统的气管比较图和信号线比较图。

3 在70机中应用的阀岛

在70机新的气动系统中选用的是FESTO公司生产的带可扩展模块的阀岛CPV10-GE-D1-8B-14-R-A-8C。CPV型阀岛结构尺寸小 (其体积为15CM*12CM*10CM) , 性能优异, 可在一个位置上紧凑地安装两组阀的功能, 从而提高了它的性能, 所有阀都采用了先导式控制, 在调试中也可以手动控制.所有的功能都可各自互相组合。其使用了模块化的设计, 可与西门子等公司生产的PLC连接。阀岛通过PROFIBUS-DP总线与作为主站的PLC连接, 接收来自主站的命令控制气路的通断。对于PLC系统来说, 它相当于是一个分布式数字输出模块。

4 阀岛常见故障与排除

阀岛的常见故障有以下几个: (1) 硬件故障:需要厂家维修或更换。 (2) 气路阻塞:定期检查气路, 保持畅通。 (3) 硬件组态错误:利用阀岛面板上的指示可以检查具体错误, 重新进行硬件组态。参照表一可以帮助解决故障。 (4) DIP设置开关错误:检查DIP设置。阀岛上的2组DIP拨码开关, 其功能说明如图3。

通过近几年的使用, 我车间应用了阀岛技术的70卷烟机, 在阀岛控制上并没有出现大的故障.可见其具有一定的稳定性是一个可靠的控制系统单元。