YS371 分配车定位接近开关预警系统研制与应用

1、引言

在制造业智能化转型与精益生产推进背景下，提升设备有效作业率、挖掘降本增效空间是企业核心目标。制丝车间作为卷烟生产关键环节，设备运行稳定性直接影响生产连续性与产品质量。YS371 分配车是控制烟丝进入暂存柜的重要设备，通过检测板与 14 个定位接近开关控制运行轨迹，但接近开关异常或损坏难以及时发现，易引发堵断料、停机等问题，制约生产效率。为此，本文围绕该分配车定位接近开关预警系统的研制与应用展开研究，旨在通过技术改进与管理优化，解决设备运行痛点，提升生产保障能力。

2、现状调查与分析

2.1 故障数据统计

据 2022 年 1-5 月数据统计，YS371 分配车平均每月故障次数为 1 次，每次故障的停机时间平均为 33 分钟。故障发生时，不仅导致生产中断，还需耗费大量人力清理堵料，严重影响设备有效作业率。

2.2 接近开关工作状态分析

正常工作状态：在停机或生产过程中，被检测板触发时，接近开关指示灯亮（红色）；未被触发时，指示灯灭（白色）。图 1

检测异常状态：在停机或生产过程中，未被检测板触发时，接近开关指示灯闪烁。图 2

损坏状态：在停机或生产过程中，被检测板触发时指示灯灭（白色），或未被触发时指示灯常亮（红色）。图 3

2.3 原因分析

外部因素：保养人员清洁保养设备时，踩踏检测板支架或因空压气管拉扯卡住支架，导致支架变形，进而撞坏接近开关。

内部因素：接近开关自身质量缺乏有效检测手段，无法预先发现检测异常情况，只能在故障发生后被动处理。

3、存在问题

3.1.检测板易受损：现有检测板硬度不足，在保养操作中易因外力导致支架变形，引发接近开关损坏。

3.2.人员操作不规范：保养人员缺乏对检测板的防护意识，操作过程中易对设备造成意外损伤。

3.3.异常难察觉：接近开关检测异常或损坏时，缺乏实时预警机制，难以及时发现问题，易延误处理时机。

3.4.故障处理滞后：故障发生后，操作工难以快速定位问题点，导致维修时间延长，影响生产恢复。

4、制定对策和实施方案

4.1 强化检测板防护

选择硬度高的材料重新制作检测板，提升其抗冲击能力，减少因支架变形导致的接近开关损坏。

4.2 加强人员培训

组织保养人员开展专项培训，强调设备保养过程中对检测板的防护要求，规范操作流程，避免因人为因素造成设备损伤。

4.3 研制预警系统

利用穷举法和西门子 S7-1500PLC 编程编写定位接近开关预警逻辑[2]，针对以下情况利用现有 IFIX 画面资源，在中控画面制作接近开关异常报警显示模块，使操作工能快速定位问题所在。发出报警提示：

分配车自动运行开始后，10 分钟未寻到柜；

分配车自动运行寻到柜后，除该柜的接近开关外，其他接近开关亮或闪烁；

分配车自动运行寻到柜后，正向或反向运行时间超过 8 分钟；

分配车自动运行寻到柜后，正向或反向运行时间小于 5 分钟；

14 个定位接近开关中，同时有两个及以上亮或闪烁；

分配车停机状态下，任何一个接近开关闪烁。

5、实施效果和分析

5.1 故障指标改善

2022 年 8-11 月项目实施后，YS371 分配车平均故障次数降至 0 次/月，故障停机时间平均为 0min， /次，问题得到有效改善。

5.2 效益分析

有形效益：1.能源损耗：电：300k wx0.5hx 0.86 元/kw·h 次/月 x12月 ⁼¹ 548 元；气： 20m³， /次 x1 次/月 x12 月 x4.32 元 /m³=1036.8 元;

2.人力损耗（停机 0.5hι 次）：4600/22 天 /8hx0.5hx10 人 x1 次/月 x12 月=1568 元;

3.物耗（造碎损耗约达 20kg/Ω 次）：（ 1×12 ）批 ×20kg×200 元/k g=4.8 万元;

总计年节约成本 S=0.1548+0.1037+0.1568+4.8=5.2 万元-5.2 万元。

无形效益：减少设备断料次数，提升设备净有效作业率，提高了生产效率，保证了生产的连续性，保障了产品的质量。

6、结束语

YS371 分配车定位接近开关预警系统的成功应用，有效解决了设备运行中接近开关异常难察觉的问题，实现了故障次数与停机时间的“双零”目标，显著降低了生产损耗，提升了设备管理水平。项目通过技术改进与管理优化相结合的方式，验证了智能化预警在设备保障中的重要作用。未来，可进一步拓展该技术思路，应用于车间其他关键设备，持续深化智能制造转型，为企业降本增效与高质量发展提供更强动力。

7、参考文献：

[1] 王某某. 基于激光测距仪的分配车寻柜系统设计（期刊）[J]

自动化应用.2019 （01）

[2] 向晓汉. 西门子 S7-1500 PLC 编程从入门到精通[M]. 化学工业出版社，2022.