基于PLC的粉狀工業(yè)炸藥包裝工藝設(shè)計(jì)研究

韓 琦 陳 東 山東凱樂(lè)化工有限公司

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基于PLC的粉狀工業(yè)炸藥包裝工藝設(shè)計(jì)研究

韓 琦 陳 東 山東凱樂(lè)化工有限公司

【文章摘要】

目前，我國(guó)存在多種類型的炸藥，例如，硝銨炸藥與銨油炸藥，上述炸藥生產(chǎn)已達(dá)到了自動(dòng)化、現(xiàn)代化和微機(jī)化，然而，在炸藥包裝中卻表現(xiàn)出一定的滯后性，若想實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化生產(chǎn)，則應(yīng)加大在包裝工藝設(shè)計(jì)活動(dòng)中的研究。筆者將依據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)，圍繞粉狀工業(yè)炸藥展開研究探討。

【關(guān)鍵詞】

PLC；粉狀；工業(yè)炸藥；包裝工藝

基于PLC的現(xiàn)代炸藥生產(chǎn)線與傳統(tǒng)生產(chǎn)線相比，具有顯著優(yōu)勢(shì)，每一個(gè)傳感器朝PLC傳送信號(hào)，而PLC對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)回傳指令，達(dá)到自動(dòng)輸送、包裝、稱重、封袋等工藝。經(jīng)由改造操作，包裝工藝更加先進(jìn)，作業(yè)人員有所縮減，勞動(dòng)強(qiáng)度有所減輕，包裝質(zhì)量得到改善。

1　粉狀工業(yè)炸藥當(dāng)前的包裝情況

目前，火炸藥生產(chǎn)初步實(shí)現(xiàn)了工業(yè)自動(dòng)化，但包裝工藝較為滯后，企業(yè)一般參照下述流程進(jìn)行包裝：投料、裝藥、稱重、扎口、裝大袋、縫袋、運(yùn)送，其中投料和裝大袋各兩人，裝藥工序配備4人，剩余工序各1人。炸藥經(jīng)混藥罐混合后，用車?yán)?，再投放至裝藥槽，然后工人借助藥鏟把粉末狀炸藥投放到塑料袋，通過(guò)臺(tái)秤進(jìn)行稱重，確認(rèn)質(zhì)量達(dá)標(biāo)后，進(jìn)行扎口操作，小袋組合完畢后裝大袋，利用縫包機(jī)進(jìn)行縫口，最后以成品的形式轉(zhuǎn)出。

通過(guò)該工藝可以發(fā)現(xiàn)，工藝技術(shù)相對(duì)滯后。包裝工藝只涉及鏟子、臺(tái)秤與手動(dòng)縫包機(jī)這些簡(jiǎn)單工具，再輔以人工便可完成整體包裝。主要是純?nèi)斯ぷ鞣?，需要較多人力，生產(chǎn)條件較為惡劣，工作效率不高。例如，年產(chǎn)量是5000噸，只是包裝工序便需要10人左右。因民爆生產(chǎn)企業(yè)所制造的產(chǎn)品具有一定的爆炸性，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程非常容易出現(xiàn)爆炸等危險(xiǎn)事故，屬于高危企業(yè)，此類企業(yè)存在多個(gè)危險(xiǎn)源點(diǎn)，如果出現(xiàn)安全事故，則引發(fā)群體傷亡事件，潛藏巨大的安全隱患。由此可知，迫切需要攻克炸藥包裝這一難題。

2　基于PLC的包裝工藝

參照工藝設(shè)計(jì)理念，堅(jiān)守安全第一、全面防范的方針政策。在實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，有效利用現(xiàn)代化產(chǎn)品，依托自身優(yōu)勢(shì)，科學(xué)設(shè)計(jì)，適當(dāng)改造。研制出PLC負(fù)責(zé)控制，外加傳感器以及執(zhí)行器件一起構(gòu)建形成的生產(chǎn)線，經(jīng)由改進(jìn)處理后，工藝路線具體如下：投料、送料、裝藥、量重、捆扎、擠壓調(diào)節(jié)、裝大袋、封袋、轉(zhuǎn)出。一般可將該工藝劃分成裝藥、量重以及擠壓調(diào)節(jié)。

2.1投料

完成混制操作后，利用周轉(zhuǎn)車將火炸藥轉(zhuǎn)運(yùn)至投料口。

2.2送料

粉料通過(guò)投料口倒入之后，經(jīng)螺旋送藥機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到料斗，利用藥位傳感器來(lái)調(diào)整藥面高度，如果高度超過(guò)規(guī)定上限，則藥位傳感器朝著PLC傳送信號(hào)，再通過(guò)PLC來(lái)調(diào)控變頻機(jī)，中斷送料操作。

2.3裝藥

在裝袋過(guò)程，通過(guò)人力把藥袋包裹到料斗出口位置對(duì)應(yīng)的夾袋料筒，接觸光電傳感器后，由光電傳感器朝PLC傳送信號(hào)，同時(shí)，PLC朝夾緊氣缸傳送指令，作出相應(yīng)動(dòng)作，為接料作準(zhǔn)備。

在料粉裝藥工藝，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)粉塵污染，該現(xiàn)象常常表現(xiàn)在手工裝藥與機(jī)械裝藥環(huán)節(jié)。產(chǎn)生這一問(wèn)題的主要原因是：因料粉投放到包裝袋時(shí)，和袋內(nèi)空氣進(jìn)行換位，同時(shí)，在料粉下落環(huán)節(jié)混進(jìn)部分空氣。上述因素的作用使得袋內(nèi)壓力顯著提升，并沿著包裝袋口緩緩溢出。經(jīng)由料粉的作用，使得氣流流出包裝袋，進(jìn)而形成粉塵污染。

參照這一分析過(guò)程發(fā)現(xiàn)，對(duì)于裝藥環(huán)節(jié)表現(xiàn)出的粉塵污染問(wèn)題，其針對(duì)性控制需從作用機(jī)理著手，并調(diào)整料斗出口結(jié)構(gòu)，合理控制。

2.4量重

在傳統(tǒng)工藝中，主要采用靜態(tài)機(jī)械量重，工作效率不高，經(jīng)由改進(jìn)處理后，實(shí)施動(dòng)態(tài)電力量重，通過(guò)稱重傳感器進(jìn)行控制。在快速生產(chǎn)工序，稱重精度最為重要。物料流量關(guān)乎著物料所產(chǎn)生的實(shí)際沖擊程度，若物料下料流量偏大，則稱重速度較為高效，然而，無(wú)法確保計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，若下料流量偏小，則計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性雖然較高，但稱重效率不是很理想。為權(quán)衡稱重速度與計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，針對(duì)給料速率，實(shí)施兩級(jí)控制，由PLC對(duì)大螺旋桿以及小螺旋桿進(jìn)行調(diào)控。

2.5扎口、擠壓調(diào)節(jié)

小袋通過(guò)大傳送帶轉(zhuǎn)移到頂端位置。大傳送帶內(nèi)配備了光電傳感器。在實(shí)際傳送環(huán)節(jié)，通過(guò)人工完成小袋扎口操作。再把小袋藥轉(zhuǎn)移到整形裝袋機(jī)，實(shí)施擠壓調(diào)節(jié)處理。

2.6裝大袋

光電傳感器朝PLC傳送次數(shù)信息，由PLC調(diào)控翻轉(zhuǎn)氣缸，把小袋藥轉(zhuǎn)移至大袋，同時(shí)，擺放在適宜的小傳送帶，通過(guò)小傳送帶轉(zhuǎn)移至工業(yè)縫包機(jī)。

2.7縫口

通過(guò)光電傳感器朝PLC傳送料包到位數(shù)據(jù)信息，由PLC控制工業(yè)縫包機(jī)正式運(yùn)轉(zhuǎn)，縫嚴(yán)大袋藥，完成縫口操作后，利用人工進(jìn)行轉(zhuǎn)出。

3　結(jié)語(yǔ)

粉狀炸藥包裝經(jīng)由改進(jìn)處理后，通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)發(fā)現(xiàn)，效果優(yōu)良，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)優(yōu)良，除縮減危險(xiǎn)工房操作人員、改善包裝質(zhì)量外，還減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了年產(chǎn)量。在工藝改進(jìn)處理后，經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益均得到顯著提高。

【參考文獻(xiàn)】

［1］范國(guó)勇，李曉龍，王文勝等.基于PLC的粉狀工業(yè)炸藥包裝工藝設(shè)計(jì)研究［J］.爆破器材，2015，41（6）：27-29.

［2］何傳龍.工業(yè)炸藥包裝過(guò)程在線檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用研究［D］.廣東工業(yè)大學(xué)，2013.

［3］黃志平，刁建彬，許亮等.工業(yè)炸藥包裝缺陷在線檢測(cè)方法研究［J］.煤礦爆破，2014，（4）：4-9.

【作者簡(jiǎn)介】

韓琦，1987年12月生，男，山東棗莊人，助理工程師，現(xiàn)就職于山東凱樂(lè)化工有限公司，從事生產(chǎn)線自動(dòng)控制研究等工作。

陳東，1988年8月生，男，山東棗莊人，助理工程師，現(xiàn)就職于山東凱樂(lè)化工有限公司，從事生產(chǎn)工藝控制、工藝改進(jìn)等工作。