常用的液位控制主要是容器內(nèi)加裝金屬浮子并利用液位上升下降控制液位，浮子上有固定金屬環(huán)給接近開關(guān)傳遞信號或直接采用浮球行程開關(guān)輸出信號，由于浮子或浮球自身的機械方式與液體成分比重很難滿足精確的位置控制要求，若直接采用光電方式控制可以解決因機械產(chǎn)生的誤差，并且光電開關(guān)的非接觸控制可靠性更高,不受角度、顏色、角度影響，可直接反饋控制信號給PLC接受，以達到自動控制目的。 （一）故障原因及分析 1．故障現(xiàn)象。 真空浸漆機的運行方式： 設備每天工作時間20小時以上，設備共32個工位節(jié)拍時間約5分鐘，，每工位掛24個產(chǎn)品，設備運行采用三菱F94系列觸摸屏操控，浸漆、回漆、滴漆時間、烘爐溫度等工藝參數(shù)均通過觸摸屏設定。變壓器的烘干、浸漆及漆溫是控制產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工序，若控制不當 會造成變壓器溫升超差、外觀不良、性能超差等質(zhì)量問題，烘干是采用單支2KW電熱管均勻分布在爐內(nèi)并通過PLC溫控模塊控制，液位控制是采用金屬浮子組合接近開關(guān)控制漆位高度，漆溫是采用普通溫控制器(Pt100）傳感器)控制保證絕緣漆的粘度范圍內(nèi)，在生產(chǎn)過程中操作工人反映常出現(xiàn)以下問題，發(fā)生頻率時高時低。 （1）．浸漆槽上漆時絕緣漆冒到地面上，浸漆槽是采用正壓上漆，負壓真空回漆，經(jīng)統(tǒng)計每次冒漆量出約5～10Kg，若操作工發(fā)現(xiàn)不及時可達50Kg以上，此時只有斷開液位控制信號才能停止上漆，狀態(tài)最好時每個星期也會出現(xiàn)1～2次，最嚴重時每星期多達10次以上，冒到地面的絕緣漆因有雜質(zhì)及成分變化不能回用造成浪費，絕緣漆本身帶腐蝕性造成設備線路及元器件損壞或失靈。 （2）．變壓器表面浸漆不良，部分工位的變壓器表面只浸到一半漆或有些工位不能浸漆的燈絲線端子也浸上漆，造成部分浸漆不良的變壓器重新浸漆后外觀不良及重新打端子的變壓器燈絲線短只能讓步使用，給產(chǎn)品造成較大的質(zhì)量隱患。 2．故障原因分析。 針對出現(xiàn)的問題工藝設備組織了質(zhì)量及生產(chǎn)部門開展了專題攻關(guān)，選取了5號浸漆機作為實驗機進行攻關(guān)，用將近1周時間綜合分析設備、工藝、人員等情況并進行實驗，判斷主要由于進/回漆管道故障或液位控制方式失靈造成，并進行相關(guān)實踐分析： （1）．管道故障的可發(fā)點只有管道球閥開啟和關(guān)閉不良引起；因液位控制是采用上限位控制，程序控制上漆在50秒內(nèi)未能達到上限位時設備報警停機，需重新上漆才能進行下一步自動運行，但觀察上漆與回漆時管道球閥開啟或關(guān)閉都非常靈活（球閥采用德國進口），并沒有發(fā)現(xiàn)卡死或密封不良情況，若上漆球閥卡死后上漆量在50秒內(nèi)肯定達不到上限位，機器會馬上報警，如果球閥密封不良時上漆或回漆的速度肯定更快，檢查了液位上限信號都能準確的控制加壓系統(tǒng)的開啟與關(guān)閉。排除管道系統(tǒng)的不是造成故障的根源。 （2）．液位控制器失靈：浸漆槽液位控制是通過外部連接液體等高直徑為Φ35圓形玻璃管。通過玻璃管內(nèi)的金屬浮子的下升下降位置通過電感式接近開關(guān)傳送位置信號給PLC。電感式接近開關(guān)采用洞頭飛凌FA24T-20KA型的，有效感應距離為0～20mm，實際接近開關(guān)與金屬浮子的距離只有15mm不到，在觀察過程中發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)的金屬浮子有時上下動作不靈活或動作時快時慢反映不及時，有時還出現(xiàn)絕緣漆淹沒金屬浮子的現(xiàn)象，造成控制液位與實際浸漆槽所需的液位高度有很大的誤差，金屬浮子控制高度誤差與實際漆位高度誤差在0～200mm波動。有時金屬浮子還沒達到上限位接近開關(guān)感應位置，接近開關(guān)就已經(jīng)輸出到位信號。有時也出現(xiàn)有感應信號時接近開關(guān)不輸出信號，檢查為接近開關(guān)故障，更換開關(guān)后5～10天內(nèi)重復故障，發(fā)現(xiàn)若控制液位比浸漆槽液位低時若高度誤差較大浸漆槽漆滿冒出后控制液位還未到上限位，若控制液位的金屬浮子在上漆時受到上漆推力與空氣壓力作用發(fā)生上下跳動接觸到上限信號停止上漆，此時浸漆槽液漆量過少未能滿足浸漆要求造成變壓器表面不能完全浸漆。經(jīng)反復試驗斷定液位控制失控為產(chǎn)生故障源頭。 （二）采取改進方案 1．解決的關(guān)鍵問題點 要解決的以上的故障，關(guān)鍵在于如何保證控制液位與所需液位的高度接近等高，并確保液位控制信號的準確性、精度及元器件的使用環(huán)境及工作要求，在采用改進措施時必須考慮以下兩個關(guān)鍵點問題。 （1）利用金屬浮子感應的結(jié)構(gòu)是很難滿足控制液位的要求。 （2）接近開關(guān)與使用環(huán)境及使用要求不匹配。 （3）程序控制方式需優(yōu)化。 2．采取的改進措施 綜合現(xiàn)場使用情況及要求，結(jié)合積累的工作經(jīng)驗，決定采用光電開關(guān)直接檢測容器液體高度，把金屬浮子去掉只留取空玻璃管，加大玻璃容器與浸漆槽上下通管口徑，示意圖如下： 在具體的實施過程中，采取了下述的改進方法： （1）尋找可穿透玻璃容器檢測容器內(nèi)液體的光電開關(guān)，先后試用了進口及國產(chǎn)的光電開關(guān)，試用過歐姆龍對射及反射式光電開關(guān)信號不靈敏容易故障。經(jīng)多次實驗從反映速度、使用環(huán)境、產(chǎn)品質(zhì)量方面對比選用了日本基恩士品牌的對射穿透式光電開關(guān)，并與基恩士技 術(shù)人員到現(xiàn)場的多次驗證，綜合使用情況選用了透過型（NPN）PZ-M51光電開關(guān)，該產(chǎn)品 采用了P.S.D(位置敏感檢測器)及A.R.P自動功率增強電路，不受目標的顏色、角度、背景或共12頁第3頁 灰塵的影響，該開關(guān)檢測距離為10m，最大反應時間1.5ms工作電壓為12～24VDC，該產(chǎn)品參數(shù)見PZ-M51產(chǎn)品使用說明資料。 設備運行流程： I/O分配表如下： （2）原電路采用交流接近開關(guān)直接控制一個交流繼電器(MY2)J12，通過繼電器的常開點控制X12點接通給PLC信號。改用光電開關(guān)后電路需加裝一個DC24V開關(guān)電源作為光電開關(guān)的接受單元及傳送單元的供電源，接受單元的輸出控制繼電器MY4NJ（24VDC）（歐姆龍品牌），再利用繼電器的常開觸點控制X12點的通斷。 （3）將液位管內(nèi)部金屬浮子拆卸后，清洗玻璃管，并將上下通口由Φ8改為Φ12，因為管徑加大后液體流動性較好，液位控制點與所需液位點的高度一致性更好。 （4）以上3步完成后，因光電開關(guān)是對射式，必須在玻璃管兩端用工裝固定光電開關(guān)，安裝時保證牢固并且兩光電開關(guān)要直線水平，工裝可以調(diào)整兩光電開關(guān)的上下移動方便調(diào)整液位高度。電源線外部做安全防護，可在外加套一層絕緣套管。 梯形圖如下： （三）改進后的效果 從2005年上半年至目前使用，經(jīng)對浸漆機進行液位控制改進后，我司的11臺浸漆機在投入生產(chǎn)使用后，至今未出現(xiàn)過因液位控制器造成浸漆槽冒漆及浸漆不良現(xiàn)象，有效的保證了產(chǎn)品的浸漆質(zhì)量,節(jié)約了因冒漆浪費的絕緣漆最少在500Kg以上，直接挽回因液位失靈造成的生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量流失費用達10萬元以上，保證了設備的的正常運行，降低設備的維修保養(yǎng)費用，降低了浸漆機的日常維護工作量，此改進方案連材料成本在1500元人民幣以下。 （四）結(jié)束語 浸漆機液位裝置光電控制的改進，主要是根據(jù)光電開關(guān)的特點，可靠性，工作方式及工廠企業(yè)對產(chǎn)品制造及質(zhì)量要求方面考慮，通過改進后的生產(chǎn)實踐證明，目前我司的設備供應商常熟興達及帝森公司生產(chǎn)的真空連續(xù)浸漆機已采用光電方式控制液位。本次改造主要是工作中的經(jīng)驗積累，參考了一些專業(yè)書籍，通過認真、詳細分析地故障原因，解決了設備使用中的技術(shù)難題，收到的很好效果。作為企業(yè)的一名設備維護管理人員首先要為著解決問題，為公司創(chuàng)造收益，增強自己的技術(shù)水平的方向為主體，也希望自己的成績得到公司的認可。 參考文獻及資料: 1. 2004～2005基恩士傳感器資料、基恩士網(wǎng)站china.keyence.com 2. PZ-M51產(chǎn)品使用說明 3. 浸漆機說明書資料 4. 孫惠芹、劉南平、張材中編著：《傳感器入門》，北京科學出版社 2006 5. 牛永奎、冷芳編著：《傳感器及應用》，清華大學出版社 2007