孫國(guó)鈺

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

參考文獻(xiàn)

超細(xì)碳酸鈣包裝機(jī)軟硬件改造

孫國(guó)鈺

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

對(duì)全自動(dòng)定量包裝機(jī)的功能進(jìn)一步優(yōu)化改造，以原有包裝機(jī)的整體功能為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)包裝機(jī)軟硬件的改造設(shè)計(jì)，達(dá)到我公司理想的使用效果。

超細(xì)碳酸鈣；定量包裝機(jī)；變頻器;PLC;星型下料器

超細(xì)碳酸鈣項(xiàng)目為我公司濃海水綜合利用項(xiàng)目中的一個(gè)分項(xiàng)，該項(xiàng)目主要是利用濃海水精制過(guò)程中產(chǎn)生的碳酸鈣鹽泥經(jīng)過(guò)離心機(jī)分離、加熱爐烘干、磨機(jī)細(xì)化、分析機(jī)選料等工序分離生產(chǎn)出細(xì)度達(dá)325目的碳酸鈣粉末。然后通過(guò)三臺(tái)由無(wú)錫市劍鷹機(jī)械有限公司生產(chǎn)的包裝機(jī)分裝成25～50 kg一袋的小袋碳酸鈣銷售。

1 包裝機(jī)的選用

我公司采用的定量包裝機(jī)，其主要設(shè)備是包裝秤，自動(dòng)定量包裝秤(型號(hào)：DCS-50/A5)選用優(yōu)質(zhì)不銹鋼制成，稱重系統(tǒng)采用美國(guó)AMCELLS公司的傳感器和尤尼帕斯公司的F701稱重顯示儀的組合，控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)選用德國(guó)西門子公司的可編程序控制器和CKD公司的優(yōu)質(zhì)氣動(dòng)元件。

1.1 包裝機(jī)存在的優(yōu)點(diǎn)

該包裝機(jī)主要特點(diǎn)是耐腐蝕性強(qiáng)、稱重精確度高、響應(yīng)速度快、操作簡(jiǎn)單、顯示直觀，同時(shí)具有自動(dòng)去皮、自動(dòng)修正誤差、歸零點(diǎn)跟蹤、誤差報(bào)警等功能；體積小、反應(yīng)快，無(wú)故障運(yùn)行壽命可達(dá)10 000 h。同時(shí)，還配有自動(dòng)/手動(dòng)兩種運(yùn)行方式。在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，工人只做套袋輔助工作，無(wú)需參與機(jī)器的具體運(yùn)行。而手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，則為意外事故的處理提供了極大的便利，提高了排查故障時(shí)的速度。同時(shí)，手動(dòng)運(yùn)行也可以依靠稱量系統(tǒng)給出的準(zhǔn)確精度完成任務(wù)。本機(jī)應(yīng)用了高科技實(shí)時(shí)傳感技術(shù)，總體控制技術(shù)，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，選用優(yōu)質(zhì)元器件，并且具備多種安全措施，操作簡(jiǎn)單，安裝調(diào)試方便，經(jīng)濟(jì)效益高。

1.2 包裝機(jī)存在的缺點(diǎn)

包裝機(jī)安裝調(diào)試后，我們分析使用效果和操作流程，發(fā)現(xiàn)包裝機(jī)系統(tǒng)在使用過(guò)程中存在一些使用不便的地方，為了更完全的發(fā)揮包裝機(jī)的能力，我們對(duì)包裝機(jī)系統(tǒng)作了下述軟硬件的改造。

這三臺(tái)包裝機(jī)安裝調(diào)試完畢后由于原設(shè)計(jì)流程缺陷使星型給料器經(jīng)常被物料憋停，包裝機(jī)所帶PLC程序使加料過(guò)程復(fù)雜，包裝速度較慢，且廠方售后服務(wù)較差，未按合同要求提供包裝機(jī)所用PLC程序梯形圖，并對(duì)包裝機(jī)PLC程序加密，經(jīng)多次與包裝機(jī)廠方協(xié)商未果。且在包裝機(jī)PLC程序運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，要求包裝機(jī)廠方派技術(shù)人員處理，包裝機(jī)廠方卻以各種理由拒派技術(shù)人員到場(chǎng)，嚴(yán)重影響了我公司碳酸鈣產(chǎn)品的包裝、生產(chǎn)與銷售。事件發(fā)生后，設(shè)備部領(lǐng)導(dǎo)緊急召集電儀科電氣、儀表專業(yè)及設(shè)備、工藝等專業(yè)技術(shù)人員對(duì)包裝機(jī)控制方式及運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行研究、討論。

2 改造方案的執(zhí)行

2.1 包裝機(jī)硬件改造

首先改造的是包裝機(jī)上面的星型給料器電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式，該星型給料器電動(dòng)機(jī)原控制方式為電氣接觸器吸合自保持長(zhǎng)延時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)控制，即不論下道工藝流程的包裝機(jī)包裝與否，其上道工藝流程中的星型給料器都在給后續(xù)包裝機(jī)的料倉(cāng)供給物料，如果包裝機(jī)未包裝或包裝機(jī)操作人員包裝速度過(guò)慢，會(huì)造成星型給料器下道工序的包裝機(jī)料倉(cāng)物料的積結(jié)。此情況下，操作人員要經(jīng)常觀察包裝機(jī)料倉(cāng)的料位，料位滿時(shí)要去樓上停止星型給料器的繼續(xù)給料，如果料位觀察不到或停止星型給料器不及時(shí)，會(huì)造成星型給料器電動(dòng)機(jī)的憋住跳車，嚴(yán)重時(shí)甚至燒毀星型給料器電動(dòng)機(jī)。在此情況下，需要包裝機(jī)操作人員聯(lián)系電氣人員復(fù)位或聯(lián)系設(shè)備人員更換燒毀的星型給料器電動(dòng)機(jī)，造成包裝任務(wù)不能及時(shí)完成以及電氣設(shè)備的損壞，因此我們需對(duì)星型給料器與包裝機(jī)的給料方式進(jìn)行控制方式的改造。

我們將星型給料器電動(dòng)機(jī)的接觸器控制方式改為變頻器拖動(dòng)控制方式，用以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)星型給料器給料的速度，實(shí)現(xiàn)星型給料器給料的速度與碳酸鈣包裝機(jī)包裝的速度同步。星型給料器變頻器的轉(zhuǎn)速控制由上位機(jī)DCS的4-20mA控制，在包裝操作人員改變包裝袋子的大小與包裝機(jī)包裝的袋重時(shí)，可由工藝操作人員控制星型給料器的給料速度，實(shí)現(xiàn)同步給料的功能。

為了減少人為的去操作星型給料器電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止操作，我們又將星型給料器變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)指令接點(diǎn)取自碳酸鈣包裝機(jī)細(xì)給料電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的PLC輸出控制點(diǎn)，在操作工包裝時(shí)，形成星型給料器電動(dòng)機(jī)與碳酸鈣包裝機(jī)細(xì)給料電動(dòng)機(jī)共同啟動(dòng)、停止。

星型給料器電動(dòng)機(jī)改造前與改造后PLC原理圖對(duì)比如圖1、圖2。

圖1 原有PLC控制圖

圖2 改造后PLC控制圖

經(jīng)過(guò)上述改造后，避免了星型給料器長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)給料時(shí)造成的星型給料器電動(dòng)機(jī)的憋停問(wèn)題以及對(duì)設(shè)備損壞的發(fā)生，節(jié)省了包裝人員與操作人員的操作時(shí)間，并且減少了星型給料器電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)的電力損耗。

2.2 包裝機(jī)軟件改造

原包裝機(jī)廠家自帶的操作順序?yàn)殚_始包裝時(shí)，包裝機(jī)真空桿起動(dòng)吸去包裝袋內(nèi)的空氣后，粗給料電動(dòng)機(jī)和細(xì)給料電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)給料包裝；在包裝過(guò)程中間，粗給料電動(dòng)機(jī)和細(xì)給料電動(dòng)機(jī)停止下料，包裝機(jī)真空桿再次吸去袋內(nèi)物料中夾帶的空氣后，包裝機(jī)繼續(xù)給料包裝，完成一次包裝機(jī)包裝全過(guò)程。通過(guò)使用與觀察，我們把原包裝機(jī)PLC控制程序清除，輸入了重新編制的新程序，程序去掉了一次吸去包裝袋內(nèi)物料中夾帶空氣的過(guò)程，改為在包裝機(jī)加料啟動(dòng)后包裝機(jī)真空桿與包裝機(jī)的粗給料電動(dòng)機(jī)、細(xì)給料電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，在包裝機(jī)粗給料加料完畢后，包裝機(jī)真空桿同時(shí)停止吸去包裝袋內(nèi)物料中夾帶空氣。

改造之前，原有包裝機(jī)包裝能力是120～150袋/h·臺(tái)(50 kg/袋)，我公司包裝的是40 kg/袋，一次包裝的全過(guò)程在65 s左右，實(shí)際包裝能力為2.2 t/h左右。改造之后，該包裝機(jī)一次包裝的全過(guò)程在55 s左右，故改造后實(shí)際的包裝能力超過(guò)2.6 t/h。

改造完成后，我們對(duì)包裝機(jī)新PLC系統(tǒng)與操作流程進(jìn)行了新的調(diào)試，實(shí)踐證明，改造后的新系統(tǒng)減少了操作流程與事故率，提高了包裝機(jī)的包裝速度，使包裝機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)包裝機(jī)系統(tǒng)軟硬件的改造，減少了包裝機(jī)系統(tǒng)的操作流程與事故發(fā)生率，提高了包裝機(jī)系統(tǒng)的工作效率，擺脫了包裝機(jī)生產(chǎn)廠家對(duì)我們的技術(shù)封鎖。我們將在以后的使用過(guò)程中，通過(guò)各項(xiàng)改造，使設(shè)備更穩(wěn)定的運(yùn)行，確保包裝任務(wù)的完成。

參考文獻(xiàn)

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TQ132.32

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1005-8370(2017)03-35-03

2017-02-17

孫國(guó)鈺(1983—)，唐山三友化工股份有限公司純堿分公司設(shè)備部工程師。