维护定制纺织设备所需的一切

1838 年，Martin 家族开始对帆布进行染色和整理，用于行李箱、遮阳篷、拳击台罩、剧院窗帘、狩猎服装和医用绷带等应用。为了满足众多不同的客户，该家族的公司设计并制造了范围广泛的定制机械。但是，当机器出现故障时，马丁公司的工程师和技术人员不能简单地从制造商那里请来服务工程师。他们必须尽快自行修复。

近两个世纪以来，马丁公司一直是父子相传。它成立于费城，并于 1949 年迁至目前位于新泽西州布里奇顿的地址。现任所有者的儿子、工厂工程师 Thomas Martin 表示，该公司长期以来一直在开发自己的生产设备。这部分是因为可以定制机器以完全满足其生产需求，还因为该公司为各种应用对帆布进行染色和整理，其中许多应用在利基市场。因此，其设备需要一定程度的灵活性，而大多数设备供应商为了设计更专业的机器而忽略了这一点。

“事实上，我们的大部分生产设备都是内部设计和制造的，这使我们能够灵活地满足客户的需求，并在极具挑战性的全球纺织市场中保持竞争力，”马丁说。

该公司的染色机或夹具有两个滚筒，当织物以每分钟 150 至 250 码的速度通过染液或洗涤液浴时，它们会前后移动织物。 “我们的一些机器可以追溯到 1950 年代，但我们正在不断升级......他们的控制和驱动系统，”马丁说。每个压路机都由带有电动液压控制的液压马达提供动力。电动机用于驱动为液压系统提供动力的泵。电动机由变频逆变器驱动控制，液压泵由具有斜坡功能的电子排量控制器 (EDC) 控制，可防止压路机过快启动或停止。编码器集成在滚轮中以向 EDC 提供反馈。

图 1. 纺织厂有许多电机，它们都在内部车间进行维修和改造。 Tom Martin 使用 Fluke 1587 数字绝缘万用表测试电机的内部绕组并检查其状况。

你打破它，你拥有它
当然，公司自建设备，就意味着它对维护和维修负全部责任。

“我们一直有一个非常大的维护部门，”马丁说。 “我们的设备在非常苛刻的条件下持续运行——包括腐蚀性液体、高温和高湿度——因此故障经常发生。即使某些东西没有损坏，我们的维护部门也在忙着改进它。”

在 Martin 看来，该公司早期的设备自动化努力失败了，因为该公司没有及时排除设备故障的专业知识。

“修复损坏的生产设备并不能满足客户的订单，因此长期以来，自动化和电气改进被搁置一旁，以提高整体机械可靠性，”马丁说。

为了保持生产持续进行，维护人员将覆盖自动化系统，以便继续生产。然后，大约在五年前，Martin 接管了电气系统的维护责任，并启动了新的电气故障排除方法，极大地提高了工厂机械的电气可靠性——以及公司在出现问题时快速有效地进行故障排除和解决的能力。

图 2. Martin 使用新型 Fluke 233 的远程显示器查看纺织绕线机上一个驱动电机的电源电压。远程显示器使他能够在远离移动机器部件和带电电压的安全距离内工作。在过去，操作这台机器和监控带电电压是两个人的工作。

“看见”电力
“我绝不认为自己是一个专业熟练的测试工具用户，而是一个依靠我的测试工具‘看’电的机械工程师，”马丁说。 “我使用 Fluke 工具是因为它们非常有效。我们采取的大多数测量都是在解决问题或进行改进的过程中产生的。现在，当机器因控制系统问题而停止运行时，我不再只是覆盖系统并手动操作机器，而是开始故障排除过程，相信我们可以让机器足够快地恢复全自动运行，以避免影响我们的生产目标。排除故障和解决问题比覆盖自动化（在解决实际问题时需要撤消更改）更有效。”

Martin 通常首先查看控制液压泵伺服的负 200 到正 200 毫安信号。

“Fluke 337 钳形表是我使用的第一个工具，例如，当操作员告诉我机器似乎正在减速时，即使他没有接触控制装置，”马丁说。 “我把它扔在伺服器的电线上。如果伺服正在接收电流，这表明问题出在伺服或泵上。如果伺服没有接收到电流，则问题出在上游、控制系统或接线中。在几秒钟内，我可以确定问题的一般区域。我可以将仪表移到驱动液压泵的电动机上，放大器读数可以让我大致了解织物承受的张力。如果安培数很高，我会开始寻找机械问题，例如轴承坏了。如果它很低，我会立即怀疑控制系统有问题。”

如果排除伺服和泵，Martin 使用 Fluke 189 数字万用表 (DMM) 检查 EDC。 “我在等着用 289 替换 189，但它不会死，”马丁笑道。他检查 EDC 的输出以查看它是否提供运行信号。如果是这样，那么问题很可能出在 EDC 和伺服之间的接线上。下一步通常是检查使 EDC 信号斜坡上升的电阻-电容电路。他也用 189 测量电容器和电阻器。

图 3. Martin 使用 Fluke 568 查看织物运行之间干燥滚筒的温度。操作员可以通过设置蒸汽压力来调整罐头上的温度。典型的温度范围是 215 到 275 华氏度。

夹具操作员控制面板还控制每台机器上的许多电子电磁阀控制的水阀，这些水阀将冷热水输送到浴槽，并为液压系统提供冷却水。这些阀门有一个内部先导阀，它打开和关闭一个小孔，然后打开和关闭主阀。

“过去，我们无法诊断阀门的问题，因此我们通常会更换整个阀门并将其带回车间进行更广泛的测试，”马丁回忆道。 “这涉及大量停机时间。现在我们可以对阀门进行适当的诊断，并且在大多数情况下，修复它们的停机时间要少得多，因为 189 的最小/最大模式足够快，可以对阀门的电压瞬变进行有意义的测量。”

例如，阀门有时会卡在开或关位置。 Martin 通过为他想要打开或关闭的阀门通电来解决该问题，然后使用 189 DMM 测量阀门断电时的电压瞬变峰值。 “这些是 24 伏交流线圈，当阀门正常工作时，通常只有 80 伏交流电的可测量瞬态峰值，”他说。

阀内导阀的机械运动延长了瞬态尖峰，但降低了测量的峰值电压。例如，当 189 指示最大电压为 170 伏交流电时，这清楚地表明阀门先导侧存在机械问题。

“虽然起初，我什至认为测量瞬态尖峰是一种无用的测量，除了设计抑制电路之外，我的 189 向我证明了它具有提供有意义的信息的性能和可重复性，可用于对内部机械性能进行故障排除电磁阀，”马丁说。 “这个奇怪的测量完全改变了我们对整个工厂安装的电磁阀进行故障排除、诊断和维修的能力。”

最近，两个温控器出现故障。操作员通常通过关闭控制器电源并向蒸汽阀操作员手动发送开/关信号来解决此类故障。相反，Martin 使用 Fluke 1587 数字绝缘万用表来执行低压绝缘测试。这些表明单元没有短路；相反，问题被隔离在一张可以轻松更换的卡上。

在开始许多故障排除任务之前，Martin 使用 Fluke VoltAlert 检查电线是否带电以进行个人保护。他还使用 189 仪表对用于从工厂废水中回收热量的系统中泵、电磁阀和液位传感器上的变频驱动器进行故障排除。

图 4. Martin 使用 773 毫安过程钳形表检查电子温度控制器和运行的电-气压力传感器之间的 4 mA 至 20 mA 信号一个蒸汽阀。他将 773 上的输出百分比读数与电子控制器在诊断模式下显示的输出进行比较。

自动化结束循环
Martin 希望在生产设备中加入更多的自动化。他正在为整个工厂和所有生产设备开发基于 PC 的控制系统。该公司已经安装了湿度传感器，为新系统提供数据。为了校准和排除传感器故障，Martin 购买了 Fluke 971 温度湿度计。 “971 已迅速成为监测电气外壳温度的重要工具，”他说。

Martin 将基于 PC 的系统视为关闭公司生产设备和废水热回收系统之间循环的方式。

“我将系统设计为易于以非永久性方式覆盖，从而使生产设备能够在具有自动化旁路的状态下可靠运行，”他说。 “我认为基于 PC 的控制解决方案是通过快速简便的逻辑调整或覆盖集成多个系统的最佳方式，无需更改物理接线。”

马丁说，如果没有准确有效地诊断电气问题的能力，他就无法实施这样的系统。 “福禄克仪表满足了这一需求，并提供了一个了解工厂正在发生的事情的窗口。它们提供了可见性，使我能够快速诊断问题，然后指导他人解决问题。这节省了维护团队的时间，更重要的是，使我们能够以最少的中断保持生产机器的运行，以实现更高水平的吞吐量和质量。”

他最近的控制投资？新型 Fluke 773 毫安过程钳表，用于对 4 mA 至 20 mA 信号进行故障排除。 “虽然我以前不得不断开电路并使用我的数字万用表进行在线电流测量，但钳形表是一个非常灵巧的小工具，绝对可以完成工作。”

如需更多信息，请访问 Fluke Corporation 网站 www.fluke.com。