潤(rùn)滑油200L包裝線系統(tǒng)的改造及應(yīng)用*

趙 勇，朱 杰

(蘭州石化公司 設(shè)備維修公司，甘肅 蘭州 730060)

1 概述

1.1 設(shè)備運(yùn)行原理

蘭州潤(rùn)滑油廠200 L 1號(hào)機(jī)主要由空桶輸送、灌裝機(jī)、噴碼機(jī)及碼垛機(jī)組成，灌裝機(jī)由1號(hào)灌裝工位和2號(hào)灌裝工位兩部分組成，全過程只需人工上桶和壓蓋，從定位、送桶、灌裝、稱重和碼垛全部采用自動(dòng)完成。碼垛機(jī)主要由垛盤倉(cāng)和承載小車構(gòu)成，承載小車主要是將成品重桶移放在垛盤上，每達(dá)到4桶小車動(dòng)作一次完成輸送。

1.2 設(shè)備狀況

200L-1#包裝線是蘭州潤(rùn)滑油廠包裝車間大桶包裝的重點(diǎn)設(shè)備之一，是1998年引進(jìn)北京航天研究所的一條半自動(dòng)包裝線，主要用于灌裝工業(yè)用油。由于該設(shè)備常年處于滿負(fù)荷運(yùn)行，灌裝機(jī)油嘴控制部分密封磨損，程序部分不夠完善，延遲時(shí)間不太恰當(dāng)，油壓過大時(shí)關(guān)閉灌裝嘴不夠及時(shí)，導(dǎo)致出現(xiàn)冒油;碼垛部分零部件磨損嚴(yán)重，產(chǎn)生機(jī)械疲勞，致使軌道磨損，鏈條拉斷，變頻器燒壞，垛盤倉(cāng)變形等故障多次出現(xiàn);稱重系統(tǒng)是單片機(jī)控制，部分控制元器件已經(jīng)停產(chǎn)，而且控制沖量較大，參數(shù)調(diào)整后緩沖效果不明顯，計(jì)量誤差也較大。為此，筆者經(jīng)過討論研究，經(jīng)潤(rùn)滑油廠同意，最后決定對(duì)200L-1#包裝線系統(tǒng)進(jìn)行改造。

2 改造方法及實(shí)現(xiàn)過程［1-2］

2.1 機(jī)械部分改造拆除

蘭州潤(rùn)滑油廠200L-1#包裝線碼垛機(jī)原先采用獨(dú)立控制系統(tǒng)，碼垛部分主要由小車、垛盤倉(cāng)，重桶輸送幾部分組成。小車長(zhǎng)期處于重負(fù)荷工作，產(chǎn)生機(jī)械疲勞，致使軌道磨損、鏈條拉斷、變頻器燒壞、垛盤倉(cāng)變形等故障多次出現(xiàn)，不能保證設(shè)備“長(zhǎng)、滿、安、穩(wěn)、優(yōu)”運(yùn)行。而且維護(hù)量大，耗材大。因此決定將碼垛部分拆除，另行設(shè)計(jì)加工改造如圖1所示，改造后如圖2所示。

圖1 成品輸送部分

圖2 灌裝主機(jī)實(shí)物圖

具體改造如下:①為保證整條包裝線穩(wěn)定運(yùn)行，拆除原來重桶輸送部分輥?zhàn)?，改為無動(dòng)力輸送的雙邊自由滾子，主要靠重力斜坡下滑，減少控制點(diǎn)、節(jié)省能源、減少維護(hù)量;②保留原分道器，在此段減少一重桶輸送電機(jī)，只留1臺(tái)電機(jī)作為重桶輸送;③另行設(shè)計(jì)加工噴碼輸送重桶輸送傳送帶，要求采用動(dòng)力輥?zhàn)?，雙邊鏈條傳動(dòng);④整套機(jī)械傳動(dòng)部分按噴碼動(dòng)力輸送部分，重桶分道器部分，重桶輸送部分排列組裝，要求重桶分道器部分出口到重桶輸送部分調(diào)整為3°坡度，其余為水平;⑤在噴碼輸送前段加以堆積信號(hào)，拆除原碼垛控制柜，將改造后的控制部分加到灌裝機(jī)控制柜，在原有的灌裝機(jī)PLC上作相應(yīng)的程序修改，再進(jìn)行相應(yīng)的處理;⑥在原有灌裝機(jī)上拆除電子秤，保留原安裝支架，安裝1套秤臺(tái)最大承載300 kg，精度為±0.15%，顯示最小分度值為0.1 kg，允許瞬時(shí)沖擊載荷350 kg的電子秤2臺(tái)，并配備稱重顯示控制器2臺(tái);⑦在原有的灌裝嘴進(jìn)油管線上加裝物料控制閥2套(要求精灌和粗灌一體化控制)拆除改造后的200L-1#包裝線如圖2所示。

2.2 控制部分改造

200L-1#灌裝機(jī)采用三菱PLC，型號(hào)為FXIN-60MR-001。由于拆除了碼垛機(jī)，所以需要解決全線的運(yùn)行條件。在原有的控制基礎(chǔ)上對(duì)外部布線和程序作相應(yīng)的改造，并作相應(yīng)的調(diào)試。

首先在電子秤部位加裝CB920X配料控制器2臺(tái)，并且調(diào)試設(shè)置好內(nèi)部參數(shù)，要求做到:①設(shè)定目標(biāo)質(zhì)量;②設(shè)定粗計(jì)量;③設(shè)定過沖量，具體參數(shù)如表1所列;④校驗(yàn)好信號(hào)靈敏度并且接線到PLC相應(yīng)端子。

表1 200L-1#灌裝機(jī)CB920X參數(shù)表

其次，在加裝的2套物料控制閥處作相應(yīng)控制程序，要求儀表啟動(dòng)后，粗灌閥和精灌閥同時(shí)打開，當(dāng)儀表顯示達(dá)到(目標(biāo)值顯示為粗計(jì)量值)時(shí)，粗灌裝閥關(guān)閉，達(dá)到(目標(biāo)值顯示為過沖量值)時(shí)，精灌裝閥關(guān)閉，過沖量為自動(dòng)修正量。保持原有灌裝嘴控制結(jié)構(gòu)，外部加裝2套物料控制信號(hào)，用粗精灌裝信號(hào)同時(shí)控制灌裝嘴，物料控制閥，這樣可實(shí)現(xiàn)灌裝嘴切換雙保險(xiǎn)，即使灌裝嘴結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，物料控制閥也會(huì)作相應(yīng)的處理，不會(huì)出現(xiàn)冒油。這就徹底解決了因不正常操作和憋壓導(dǎo)致的跑冒現(xiàn)象。圖3為實(shí)現(xiàn)灌裝機(jī)灌裝要求的應(yīng)用程序。

圖3 灌裝機(jī)應(yīng)用程序

最后，碼垛部分拆除后，改為無動(dòng)力輸送的雙邊自由滾子，靠重桶自身重力向斜坡下滑，直到重桶堆積區(qū)，最多可存放12桶(光電檢測(cè))，當(dāng)重桶堆積區(qū)存夠4桶，叉車即可用吊桶器一次搬走。如果重桶堆積區(qū)超過8桶(光電檢測(cè))以上，重桶存放區(qū)會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，提示叉車及時(shí)處理重桶堆積工作，若不及時(shí)處理，堆積達(dá)到12桶時(shí)，整條線報(bào)警，全線停機(jī)。隨后按照改造要求和控制思路進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，使整條包裝線運(yùn)行平穩(wěn)即可。

3 改造后設(shè)備的運(yùn)行過程［3］

當(dāng)操作人員閉合主電路，在氣壓達(dá)到標(biāo)定值后按下自動(dòng)運(yùn)行按鈕，此時(shí)若無故障提示，運(yùn)行指示燈點(diǎn)亮，設(shè)備開始自動(dòng)運(yùn)行。人工將桶推上皮帶輸送機(jī)，若檢測(cè)開關(guān)未被同時(shí)持續(xù)遮擋，皮帶輸送機(jī)將連續(xù)將桶輸送到灌裝機(jī)組。在檢測(cè)到空桶堆積后皮帶輸送機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，堆積解除后恢復(fù)解除。

檢測(cè)開關(guān)未被擋光后灌裝擋叉置位放桶，擋光后回位。灌裝工位檢測(cè)被擋光后灌裝輸送機(jī)停止，夾桶缸動(dòng)作并啟動(dòng)尋口電機(jī)，尋口開始。在預(yù)尋口檢測(cè)閉合后預(yù)尋口缸動(dòng)作，尋口到位檢測(cè)有信號(hào)后停止尋口電機(jī)，灌裝頭下降。灌裝頭降至低位后復(fù)位小夾口缸并啟動(dòng)灌裝。在灌裝完成后若旋蓋工作檢測(cè)透光，則放出重桶并開始重復(fù)以上過程。重桶出灌裝機(jī)后人工旋蓋，然后經(jīng)過噴碼輸送機(jī)噴碼;噴碼后重桶進(jìn)入分道機(jī)首先檢測(cè)開關(guān)被遮擋啟動(dòng)分道機(jī)，當(dāng)重桶碰到撥動(dòng)開關(guān)時(shí)后分道機(jī)停止，重桶隨后進(jìn)入重桶輸送自由區(qū)堆積，等待叉車吊桶吊走。

4 結(jié)語

此次改造共有三部分改造，首先拆除了故障最高、耗材最大、維修耗時(shí)費(fèi)力最多的區(qū)域碼垛機(jī);其次徹底解決了灌裝機(jī)冒油和漏油問題，實(shí)現(xiàn)了安全環(huán)保的生產(chǎn)理念;最后解決了電子秤計(jì)量不準(zhǔn)和沖量過大等原因造成的故障。本次改造減少控制規(guī)1面，控制點(diǎn)36點(diǎn)，電機(jī)4臺(tái);減少了控制點(diǎn)，節(jié)省了能源和易損件，大大地減少了維護(hù)工作量。

［1］ 楊志杰.三菱FX系列PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用指南［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

［2］ 廖常初.PLC編程及應(yīng)用［M］.重慶:重慶大學(xué)出版社，2002.

［3］ 葉 岷.200L-1#包裝線使用用戶手冊(cè)［Z］.2005.