EKW5 电子控制单元在全密度挤压机离合器控制中的应用

尹万利

（中国石油大庆石化公司设备维修中心）

全密度挤压机PPF-273离合器是一个组合体，由一个启动换向部件和一个柔性部件组成。设定好的空气压力确定传输扭矩。 离合器安装在主驱动器和变速箱之间， 作用是防止双螺杆混料器过载。如果驱动扭矩超过了设定扭矩，离合器滑脱， 立即停止双螺杆挤压机， 以保护设备。 离合器由气动活塞、缸体、摩擦部分和弹性联轴节组成。离合器的工作动力源是仪表风。仪表风通过齿轮箱输入轴中心小孔进入离合器中，在仪表风压力的作用下，环形活塞被推向压力盘，离合器便被强制结合起来，离合器发生快速打滑时的扭矩值， 由仪表风的压力和弹簧力决定。 然而，弹簧力是预先设定好的，因此只能通过调节仪表风压力来控制该扭矩值。 当供给的仪表风压力偏小或者齿轮箱侧的负荷超大时，离合器发生打滑，即摩擦离合器的速差超过每2 min 4转， 此时则由EKW5电子控制单元控制自动快速放空， 摩擦离合器立即脱开而中止扭矩传递，在最短的时间内停止运转，起到保护造粒机的作用。

1 离合器控制原理

离合器控制原理如图1所示， 变速箱有两种速度（高速、低速）可以选择，首先通过变速箱上的选择杆选择应用的转速，选择完成后锁定在应用的位置上。 只有在变速箱静止时才能改变转速位置，在主电机和主驱动器（简称主驱）停止或辅助电机和辅助驱动器（简称辅驱）运行时不得改变转速位置。

图1 离合器控制原理

1.1 离合器啮合、脱开逻辑

启动辅助驱动器，当辅驱扭矩下降到预设值和达到所选择的时间30 s时， 操作站上的“Main drive ready to start”（主驱准备启动）指示灯亮。

离合器啮合逻辑如图2所示。 Permit是离合器啮合允许条件，当离合器没有啮合之前该条件必须满足，即在“1”信号情况下允许启动，啮合后Permit变为“0”不影响离合器运行。 Intlock是离合器的联锁条件，当联锁条件都满足时，即在“1”信号情况下满足离合器启动条件，同时也是联锁停机条件，即Intlock中有一个不满足（“0”信号时），离合器不能啮合，在啮合后，也要自动脱开。

在操作站上点击离合器Open（啮合）图标，即图2中的OpenAut变为“1”同时控制输出Ctrl变为“1”，图2b所示的Ctrl变为“1”，切粒机保护允许、开车阀熔融压力、熔融泵入口熔融压力、模板熔融压力、熔融泵出口熔融压力且紧急停车按钮都正常的情况下，如果选择高速侧ZS7001-91快速位置，EESV7202-2带电导通， 仪表风经过压力减压阀PICV7207-8和EESV7202-2按照设定压力通入轴中心小孔进入离合器中，使离合器啮合。 如果选择低速侧ZS7001-90慢速位置，EESV7202-1带电导通， 仪表风经过压力减压阀PICV7207-7和EESV7202-1按照设定压力通入轴中心小孔进入离合器中，使离合器啮合。

图2 离合器啮合、脱开逻辑

启动主电机（主驱），在所有主驱工艺联锁条件都满足，并且在离合器啮合30 s内的任意时间，通过按操作站上的主驱“Start”按钮，则主驱自动启动，造粒系统进行下一步开车。

1.2 EKW5电子控制器控制

离合器脱开的工艺联锁条件很多， 除了图2逻辑所述条件外， 笔者主要介绍EKW5电子控制器控制和监视离合器的过程。 EKW5电子控制器的控制原理如图3所示。

图3 EKW5电子控制器的控制原理

EKW5电子控制器的输入输出信号如下：

a. I0.0， 来自图1中SE7202-10驱动侧转速探头的脉冲信号；

b. I0.1和I0.2，来自图1中SE7202-11变速箱侧转速探头的脉冲信号；

c. 当I0.4带辅驱的时候，I0.4直接接高电位24 V（DC），不带辅驱时，将其悬空不接，即“0”点位；

d. I0.5，来自PLC的啮合/脱开指令；

e. I0.6，确认信号；

f. I0.7，主驱运行信号；

g. Q0.0和Q0.1，离合器啮合/脱开输出指令；

h. Q0.3，SDHH7202-12离合器滑差超限报警联锁输出（图2）。

EKW5的主要作用是保护离合器防止其过载，离合器发生快速打滑时的扭矩变大，如果驱动扭矩超过了设定扭矩，离合器滑脱，立即停止双螺杆挤压机，具体如下：

a. 零速监视功能。 开车之前，设备处于静止状态，如果在10 s内没有确认的脉冲由EKW5确认为停止。 这时对应的脉冲小于3 r/min，只有确认了停止状态下才能启动离合器。

b. 离合器的滑差监视。为EKW5的主要功能，如果SE7202-10驱动侧转速探头的脉冲信号与SE7202-11变速箱侧转速探头的脉冲信号差值在每分钟内超过了4个脉冲， 离合器通过继电器Q0.0 和Q0.1 的 输 出 脱 开。 继 电 器Q0.3 的SDHH7202-12离合器滑差超限报警联锁输出使Intlock变为“0”信号，离合器脱开，主驱停止。

c. 脉冲监视。 只有在主驱运行 “Main Drive ON”（I0.7LOW变为“0”信号）后，才能监视存在的脉冲信号，有一个10 s的延时时间。如果延时时间过后10 s内没有识别到脉冲， 离合器通过继电器Q0.0和Q0.1的输出脱开。

d. 故障确认。 输出Q0.3保持“ON”，直到故障原因已经消除，通过“Acknowledge fault”（I0.6）来确认故障后，才允许再次启动离合器啮合。

e. 离合器啮合与脱开控制。离合器须通过“engage clutch”指令（I0.5）啮合。 而该工作指令须在确认了离合器停止状态下，由EKW5执行。 啮合指令包括使“继电器触点Q0.0和Q0.1闭合”和“继电器触点Q0.2”持续0.5 s。

2 控制系统故障原因分析与处理方法

现将EKW5电子控制单元在全密度挤压机离合器控制应用过程中，发生故障的现象与原因分析和处理方法列于表1。

表1 EKW5电子控制单元应用时的故障原因分析与解决办法

3 结束语

笔者对EKW5电子控制单元在全密度挤压机离合器控制中的控制原理和作用，EKW5控制器的作用和相关逻辑控制过程，逻辑控制过程的主要故障现象和成因及处理办理进行了详细的介绍，为现场操控和对故障分析解决提供了理论基础和实践经验。