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錦州某公司年產(chǎn)４萬ｔ苯酐裝置共有３條包裝線，負責將來自結(jié)片機的苯酐物料進行自動定量包裝并輸送至碼垛機組單元，包裝線上任何一個故障都有可能導致整個裝置停車。由于原包裝線控制系統(tǒng)在功能和安全方面存在很多缺陷，再加上受苯酐腐蝕老化嚴重，經(jīng)常故障停車，直接影響了苯酐的生產(chǎn)能力并給設備的維護帶來困難。筆者對該系統(tǒng)進行了重新設計改造，并一次開車成功。
1苯酐包裝線工藝流程
來自結(jié)片機的苯酐物料進入破拱料倉經(jīng)攪拌后進入雙螺旋給料機中。包裝線控制系統(tǒng)啟動后，料門打開，雙螺旋給料機開始給料，大、小螺旋機同時工作，當加料到達２４ｋｇ時，大螺旋機停止，小螺旋機繼續(xù)工作。當加料到達２４．７５ｋｇ時，小螺旋機停止，料門關閉，在關閉過程中，給料系統(tǒng)利用小螺旋機停止后慣性給料，使物料值達到２５ｋｇ。操作工將包裝袋手動套入夾袋機構(gòu)，秤體斗門打開，苯酐經(jīng)過下料斗進入包裝袋，然后夾帶機構(gòu)動作，裝滿苯酐的包裝袋落在立袋輸送機上，經(jīng)過縫紉機進行封口，經(jīng)過倒帶機構(gòu)，整形機構(gòu)后進入碼垛機組單元。
2包裝線控制系統(tǒng)組成
包裝線控制系統(tǒng)主要由主控柜、現(xiàn)場防爆控制柜和現(xiàn)場儀表組成，控制系統(tǒng)以ＰＬＣ為核心，由程序檢測控制ＰＬＣ單元、檢測元件（接近開關、光電開關）、操作面板、控制元件（電磁閥、接觸器）以及執(zhí)行機構(gòu)（氣缸、電機）等幾個部分組成，并由Ｆ７０１稱重控制器協(xié)同ＰＬＣ共同完成定量稱重任務。
2.1主控柜
主控柜安裝在苯酐包裝線機柜間內(nèi)，柜內(nèi)安裝有ＰＬＣ、電機保護開關、接觸器、變頻器及開關電源等控制設備。原１＃、２＃包裝線控制系統(tǒng)放在一個控制柜內(nèi)，給系統(tǒng)維護工作增加了難度并降低了系統(tǒng)的安全性、可靠性。改造后１＃、２＃包裝線控制系統(tǒng)分別放在兩個控制柜內(nèi)，柜內(nèi)增加了照明燈具、軸流風扇及保護地匯流銅排。原ＰＬＣ供電電源及現(xiàn)場設備驅(qū)動電源均為２２０Ｖ（ＡＣ），給現(xiàn)場操作及維護帶來一定的安全隱患，而且原ＰＬＣ控制點數(shù)沒有冗余，一旦控制ＩＯ損壞只能更換整個ＰＬＣ。改造之后，控制系統(tǒng)ＰＬＣ選用歐姆龍的ＣＰＭ２Ａ-６０ＣＤＲ-Ｄ型產(chǎn)品（供電電源２４Ｖ（ＤＣ）），控制點數(shù)１∶１冗余。接觸器選用施耐德（線圈吸合電壓２４Ｖ（ＤＣ））ＬＣ１Ｄ０９ＢＤＣ型產(chǎn)品，現(xiàn)場按鈕、指示燈、電磁閥、限位開關采用明緯ＮＥＳ-１５０-２４型開關電源供電，增強了設備運行可靠性。電機保護開關選用西門子３ＶＵ１３系列斷路器，由于其配備了過電流瞬時脫扣器和反時限延時脫扣器，可以對電機進行過載、短路和斷相保護。
2.2現(xiàn)場防爆控制柜
目前防爆控制柜安裝在下料斗和縫紉機之間，保護等級為ＩＰ５４，防止苯酐粉塵進入柜內(nèi)腐蝕Ｆ７０１儀表和其他控制器件。現(xiàn)場防爆控制柜上安裝有控制電源開關、自動運行開關、急停開關、輸送機開關、立袋正反轉(zhuǎn)開關和手動卸料按鈕，并有設備各種運行狀態(tài)指示燈。在控制柜內(nèi)安裝Ｆ７０１稱重儀表，通過視窗可以觀察Ｆ７０１稱重儀表實時稱重數(shù)據(jù)和時序狀態(tài)信息。
2.3現(xiàn)場儀表
包裝線控制系統(tǒng)現(xiàn)場儀表主要由Ｆ７０１稱重控制器、稱重傳感器、傳感器接線盒、電磁閥及接近開關等組成。Ｆ７０１稱重控制器與３個ＭＴＢ-５０傳感器構(gòu)成稱重控制系統(tǒng)，與ＰＬＣ進行數(shù)字量信號通信，共同完成苯酐定量包裝任務。
３個稱重傳感器將苯酐物料重量信號轉(zhuǎn)化為毫伏信號送入Ｆ７０１稱重控制器，Ｆ７０１根據(jù)組態(tài)參數(shù)對重量值進行檢測判斷。Ｆ７０１啟動后，首先檢測秤體內(nèi)有無余料，如果余料在設定范圍內(nèi)，粗、中、精給料輸出通道ＯＮ，進行粗給料：
當重量值≥定量設定值－粗給料設定值時，粗給料輸出通道ＯＦＦ；
當重量值≥定量設定值－中給料設定值時，中給料輸出通道ＯＦＦ；
當重量值≥定量設定值－精給料設定值時，精給料輸出通道ＯＦＦ；
如果此時重量在規(guī)定誤差范圍內(nèi)，Ｆ７０１稱重控制器稱重完成輸出通道ＯＮ，否則給出超差信號。
苯酐包裝線采用兩級給料方式，即將中給料設定值與精給料設定值設成一致。苯酐包裝線Ｆ７０１稱重控制儀表組態(tài)參數(shù)為：定量值２５ｋｇ，粗給料設定值１ｋｇ，精給料和中給料設定值０．２５ｋｇ，過量不足設定值０．０５ｋｇ。
3控制系統(tǒng)邏輯
１、２苯酐半自動包裝生產(chǎn)線控制邏輯為：自動秤啟動后，ＰＬＣ給稱重控制器Ｆ７０１控制接口１６號啟動輸入端一個２ｓ的脈沖信號，若料斗為空（或料斗內(nèi)物料在３．０５ｋｇ范圍內(nèi)），Ｆ７０１稱重控制器控制接口輸出端７、９導通，ＰＬＣ輸出端１０ＣＨ０２點與１０ＣＨ０３點導通，粗加料與精加料電機同時啟動，電機帶動螺旋給料裝置旋轉(zhuǎn)，物料落入料斗內(nèi)。
當稱重料斗內(nèi)的物料重量達到２４ｋｇ時，Ｆ７０１控制接口輸出端７由ＯＮ變?yōu)椋希疲疲估^續(xù)為ＯＮ，ＰＬＣ１０ＣＨ０２點ＯＦＦ，１０ＣＨ０３點ＯＮ，精加料電機繼續(xù)運轉(zhuǎn)。
當料斗內(nèi)的物料重量達到２４．７５ｋｇ時，Ｆ７０１控制接口９變?yōu)椋希疲?，ＰＬＣ１０ＣＨ０３點變?yōu)椋希疲疲恿想姍C停止，料門關閉（在料門關閉瞬間利用精加料電機停止慣性有物料落入料斗中），Ｆ-７０１啟動比較等待延時定時器，將料斗內(nèi)苯酐實際重量與預置點２５ｋｇ進行比較，如實際重量不在２４．９５～２５．０５ｋｇ內(nèi)，則Ｆ７０１控制接口１０或１１端ＯＮ，ＰＬＣ１１ＣＨ０５點ＯＮ，Ｆ７０１操作箱盤面超差指示燈亮，提醒操作工人。無論是否超差，Ｆ７０１控制接口２２輸出點ＯＮ，ＰＬＣ輸出端１１ＣＨ０４點ＯＮ，Ｆ７０１操作箱盤面秤面指示燈亮，如果夾袋行程開關動作，ＰＬＣ１０ＣＨ０７點ＯＮ，夾袋電磁閥動作，１ｓ后，ＰＬＣ１０ＣＨ０６點ＯＮ，斗門電磁閥動作，３．５ｓ后ＰＬＣ１０ＣＨ０６點ＯＦＦ，Ｆ７０１再次被啟動，５．５ｓ后ＰＬＣ１０ＣＨ０７點ＯＦＦ，完成一個稱重循環(huán)過程。
立袋輸送機正反轉(zhuǎn)功能由變頻器直接控制，縫紉機電機一直處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，當縫紉機入口接近開關得電后，縫紉機離合器吸和，帶動縫紉機針往復運動，出口接近開關得電后，縫紉機離合器吸和，帶動縫紉機針往復運動，出口接近開關失電后，縫紉機切刀電磁閥得電０．５ｓ。ＰＬＣ稱重流程如圖１所示。

4結(jié)束語
通過改造，將原有的控制柜、ＰＬＣ、變頻器、現(xiàn)場電磁閥、接近開關及行程開關等控制元件進行了更換升級，對所有的線路都進行了重新鋪設?，F(xiàn)場儀表、現(xiàn)場防爆控制柜、室內(nèi)主控柜構(gòu)成了一套完整的苯酐包裝控制系統(tǒng)。苯酐１＃、２＃包裝線分兩個機柜分別控制，提高了生產(chǎn)線運行的冗余度，提高了生產(chǎn)效率。避免維護人員帶電操作，增強了安全性?？刂撇糠止δ芙Y(jié)構(gòu)清晰，圖紙與實際接線一致，減少了維護難度?，F(xiàn)場全部操作箱均采用密封結(jié)構(gòu)，避免了粉塵進入腐蝕設備，延長了設備使用壽命。自動秤在粗給料階段，粗精給料電機同時旋轉(zhuǎn)，增加了稱重速度，解決了大破拱頻繁堵料的問題。延長夾袋器放袋時間，料倉內(nèi)物料完全落在袋中，減少了粉塵外溢?，F(xiàn)場增設防碰撞機構(gòu)，避免了因料袋碰撞掉在地上的問題。苯酐包裝線控制系統(tǒng)運行一年來，性能良好，運行穩(wěn)定。

作者：李忠明

深圳市卓禾儀器有限公司是一家專門從事稱重儀表和全自動包裝碼垛生產(chǎn)線的研發(fā)及生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)，所生產(chǎn)的JY500系列稱重顯示控制器（包括配料秤儀表、皮帶秤儀表、包裝秤儀表、重量變送器等）高速高精度，使用壽命長。卓禾儀器有十數(shù)年的現(xiàn)場校驗經(jīng)驗，在業(yè)內(nèi)有良好的口碑，且有專門的售后工程師幫忙解決產(chǎn)品使用過程中遇到的技術(shù)問題，客戶可以放心省心順心的使用我司的產(chǎn)品。如果對我司的產(chǎn)品感興趣，歡迎咨詢。