光伏镀膜设备故障的应急处理分析

王海东王文堂李军海

摘要：随着国家对光伏玻璃市场产能过剩的形势加大管控，各光伏玻璃企业为了在激烈的市场竞争中占据优势，对设备产能和生产效率要求极高，如何高效、快捷的排除设备故障，保证自动化设备在快节拍状态下连续稳定运行是各企业面临的技术性问题。

关键词：光伏镀膜；设备；故障；应急处理

引言

近年来，随着国家对光伏玻璃企业降低补贴、限制产能等系列政策措施的出台，光伏玻璃行业经过行业洗牌，已逐步形成少数规模化、集约化、高度自动化企业竞争的格局。主流光伏企业在规模效益、产品质量、成本控制、技术研发等方面占据竞争优势。通过提升设备产能、加快生产节拍、提高良品率、降低人工成本等措施提高企业的盈利空间。这些措施的实施对自动化设备运行稳定性提出更高要求，光伏玻璃工厂是自动化连续生产的工厂，任何设备故障都可能造成全线停机，生产失控。本文针对光伏玻璃镀膜生产线各工序设备的运行特点和故障信息，分析快速应急处理，尽快恢复设备运行的方法。

1、光伏镀膜生产线设备工况

1.1变频传动系统工况

变频传动系统是光伏玻璃工厂的主要传动系统，各工序传动辊运行、钢化炉传动、镀膜皮带传动等均采用变频传动，变频传动可以通过调节电机频率达到运输玻璃速度的调整要求，要求速度反馈的场合编码器的同步运行可以精确记录电机转速和玻璃位置，在节能降耗的同时，也保证了电机运行参数的稳定性。在生产现场，变频器通讯故障、过热、过载故障的发生，会造成传动故障停机。

1.2伺服驱动系统工况

伺服驱动系统主要在玻璃上下片、钢化炉炉体传动、镀膜机胶辊升降系统中应用。伺服驱动系统调速范围宽、定位精度高、可以实现速度、位置、电流闭环控制，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和抗干扰能力。在生产现场，伺服驱动系统过载、跟随误差超限、软（硬）限位超程、短路、散热、制动故障的发生，会造成设备故障停机。

1.3动力执行系统工况

动力执行系统主要包括传动电机、水泵、风机、电磁阀等。其运行工况受现场恶劣环境影响和系统输出转矩冲击等因素影响，会造成电机温升、轴承异音、机体振动、阀体卡涩等设备故障。

1.4控制系统工况

控制系统是光伏镀膜玻璃生产线的中枢系统，主要由PLC、工控机、触摸屏及各控制元件组成。在生产现场主要起动作控制、指令输出控制、玻璃检测、玻璃定位等关键环节的控制功能。光电开关作为自动化控制的关键电气元件，广泛应用于光伏玻璃自动化生产线上，在各生产工序分别起到定位、检测、判断、限位等重要作用。光电开关一旦出现损坏或失误，将出现设备无法定位、检测失灵、判断错误、超限过载等严重故障。热电偶和固态继电器作为钢化炉加热控制和温度检测的关键元件，对钢化玻璃钢化强度、颗粒度、弯曲度等钢化玻璃性能参数控制上起主要作用。加热和温控元件一旦出现损坏或失误，将出现钢化玻璃强度不足、颗粒度超差、玻璃弯曲、落球试验不合格等钢化缺陷或废品产生。真空发生器检查装置主要用在上片机和下片机上，起吸取玻璃真空压力数值检测作用，真空装置故障将会造成设备停机、真空失误、机器摔片等故障发生。PLC作为适应工业现场的可编程控制器，输出点的损坏也会造成设备动作紊乱、无输出或误输出等故障，控制系统故障产生原因复杂，故障表征指向性不明确。

2、光伏镀膜生产线设备故障的应急处理

2.1变频传动和伺服驱动系统故障的应急处理

伺服驱动器是在变频技术的基础上，在驱动器内部增置电流环、速度环、位置环控制，实现带编码器反馈的闭环控制，伺服驱动器可以看作高端变频器，其在故障表征上具有共同特点。在光伏镀膜生产线上，伺服或变频系统过热故障一般出现在夏季高温季节，周围环境温度较高时，如西门子MM420变频器、ISI多轴伺服驱动器常出现过热故障，一般采用增加外置冷却风扇、增加空气对流即可使故障快速消除。过载故障一般出现在上下片机伺服驱动系统中，如施耐德伺服驱动器驱动的上片机X轴在导轨卡涩时会出现AL007电机及伺服驱动器过负荷故障，一般无需更换伺服启动器，可以导轨加油润滑既可。伺服驱动器制动故障主要出现在产品节拍过快，伺服内部制动不能消耗制动能量，在生产中，一般可采用外接制动电阻的方式快速解决此类故障。伺服跟随误差超限故障一般是编码器电缆反馈出错，编码器电缆在拖链内重复弯折接触不良所致，当出现此故障时一般将备用编码器电缆临时更换既可快速解除故障。

2.2、动力执行系统故障的应急处理

动力执行系统是输出动力、转矩的主要装置，传动电机、水泵、风机运行中表现的电机温升、轴承异音、机体振动等故障，一般可通过优化变频器参数实现，如合理设置加减速时间和停机时间参数，可实现电机平滑启停，如自动连线设备某段传送带电机故障，如全线停机会对班产量造成重大影响，通过在触摸屏上单独设置该段变频器输出频率和速度为0，可以单停该段电机实现更换不影响其他生产线正常运行。

2.3控制系统故障的应急处理

2.3.1PLC输出点故障的应急处理

PLC在光伏镀膜生产线上广泛应用，其以高可靠性和高适应性可长期工作在工业环境下，通过模拟式或数字式的输入输出来控制各工序机械设备或生产过程。PLC在使用中会发生某输出点损坏的故障，一般可在程序中重新找备用输出点替代，此种故障的输出点主要是需频繁动作，浪涌电流和干扰冲击影响较大的输出，可通过在输出中加中间继电器隔离避免此类故障。

2.3.2光电开关故障的应急处理

光电开关在光伏镀膜生产线各工序中广泛应用，分别起定位、检测、判断、限位等重要作用。光电开关故障会出现设备无法定位、检测失灵、判断错误、超限过载多种状况，一般可通过调节光电开关灵敏度或更换开关解决，但应用在光伏镀膜生产线上的光电开关型号不一，在无备用件时。可在PLC程序中作应急程序替代开关，通过分析程序中动作时序，选择PLC中相关动作输出点和适当延时条件输出某中间点，来临时替代光电开关输入点。此种处理方法需多次采样延时时间，尽量做到动作时序和原程序一致，是一种应急状态下快速解决问题的方式。

2.3.3热电偶和固态继电器故障的应急处理

钢化炉温控系统故障主要表现为热电偶测量失效、固态继电器长加热等，会直接导致出炉玻璃废品，针对此类故障，一般可将失效热电偶检测信号并入前后各区热电偶信号中，固态继电器可拔掉保险，防止炉温局部过热。

3、结语

在光伏镀膜玻璃生产中，掌握自动化设备故障的应急处理，可以高效、快速的排除设备故障，及早恢复设备正常运行，对提升设备产能和生产效率有重要意义。

参考文献

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[2]马廷宏.机械电气设备故障应急的处理研究[J].时代农机，2018，45(11):187-187

[3]唐昌柱.机械电气设备故障的应急处理[J].建筑工程技术与设计，2017（26）:191-191

作者简介

王海东（1984-），男，河南安阳人，本科，机械助理工程师，从事光伏玻璃机械自动化设备维护和检修工作。研究方向：机电一体化。