1、前言

建廠初期，從德國High-Lux進口了兩條節能燈生產線，計劃進軍我國節能燈的高端市場。但從調試階段開始我方人員就意識到，這兩條進口生產線并不是我們想象的那樣先進，雖經我方人員不懈努力調試成功，但隨后在正常使用階段，生產線本身的設計缺陷日益突出。為了能夠使這兩條生產線能夠切實生產出高質量的節能燈，本著“吸其精華，棄其糟粕”的原則，我們對節能燈生產線進行了一場大規模的國產化改造。本文論述的老煉機電氣部分改造就是生產線國產化改造的一部分。

2、問題的提出及原因分析

(1)問題的提出

節能燈生產線包括切管、成型、涂粉、烤焙、封口、排氣、老煉等主要工序，老煉機是節能燈生產線的燈管最后一道工序，主要承擔節能燈管的老煉任務，即實現對節能燈管的點燃、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，經常發生KL2702模塊和鎮流器燒壞現象，既造成備品備件的損耗，又增加了停機時間，直接影響正常生產和工序的良品率。因此，老煉機模塊及鎮流器燒壞問題急待解決。

原老煉機PLC系統及KL2702模塊為德國倍福公司產品。

(2)原因分析

根據老煉機目前存在的問題,我們通過一段時間的跟蹤，發現如下情況：當老煉機剛開機及開機2-3小時內，不會出現KL2702模塊和鎮流器燒壞現象；而當老煉機開機時間超過3小時后，較容易出現系統故障及KL2702模塊和鎮流器燒壞現象。這樣我們得到如下結論：KL2702模塊的損壞跟環境溫度有關系。通過對周圍環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，通過其內部固態繼電器來控制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模塊較易受環境溫度影響，本地模塊數量為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境溫度較高時，內部溫度會更高，模塊內部固體繼電器長時間在高溫下通斷318VAC信號，就容易造成模塊內部固體繼電器或接觸不良或長亮或不亮，表現為模塊損壞。

其次，該部分電氣線路設計不合理。當KL2702模塊內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，從而導致鎮流器損壞。

電氣線路改造前結構圖如圖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系統來替換德國倍福公司PLC系統，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保險來保護鎮流器。

通過采用臺達公司PLC系統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，經過一年來的生產檢驗，老練機沒有再出現模塊燒壞和鎮流器燒壞現象，運行穩定可靠，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，節約了備品備件，為節能燈全自動化的生產線的連續化大生產打下了堅實基礎。

4、經濟、社會效益分析

(1)經濟效益分析

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。

生產線共有兩臺老煉機，僅進口KL2702模塊和進口鎮流器消耗一項，每年就可節約資金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元的費用節約，經濟效益是非常可觀的。

(2)社會效益分析

本次改造是我公司利用現有技術人員對進口設備進行的又一次國產化改造，它不但解決了節能燈生產線老煉機電氣部分模塊及鎮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境的污染，保護了社會環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濟與社會效益。

作者簡介：

郭棟 男  電氣工程師，現擔任安陽艾爾旺新能源環境有限公司電氣自控部部長。