尿素裝置包裝計(jì)數(shù)器技改簡介

(河南能源化工集團(tuán)中原大化公司，河南 濮陽 457004)

我公司尿素裝置于1988年從意大利引進(jìn)，包裝是其最后一道工序，當(dāng)料包從探頭上經(jīng)過時(shí)，會產(chǎn)生一個(gè)脈沖傳到計(jì)數(shù)器上進(jìn)行計(jì)數(shù)；現(xiàn)場堵包、粉塵過大、主板不穩(wěn)定等諸多因素都會影響其計(jì)數(shù)精度，加之計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)上存在缺陷，雖然每年都進(jìn)行周期性維護(hù)，但仍然故障頻發(fā)，導(dǎo)致計(jì)數(shù)偏差很大，經(jīng)常造成客戶不滿意，甚至要求索賠，嚴(yán)重影響尿素外銷。因此，我們對包裝計(jì)數(shù)器進(jìn)行了徹底的技術(shù)改造，現(xiàn)簡介如下。

1 原計(jì)數(shù)器工作原理及故障分析

1.1 原計(jì)數(shù)器概況(圖1、圖2)

1.2 原計(jì)數(shù)器工作原理

原計(jì)數(shù)器是一款適用于傳送帶運(yùn)輸袋裝產(chǎn)品計(jì)數(shù)的儀器，集光電技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、HMI 技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的設(shè)備。當(dāng)對射式光電傳感器被傳送帶上的料包遮擋時(shí)，計(jì)數(shù)器主機(jī)接收到感應(yīng)信號，通過智能補(bǔ)償算法判斷過包數(shù)量并計(jì)數(shù)，程序啟動(dòng)后，聯(lián)動(dòng)繼電器吸合，控制二次回路，來實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)定量裝車，只要傳送帶上有料包通過傳感器，計(jì)數(shù)器都會產(chǎn)生計(jì)數(shù)。

圖1 原計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)圖

圖2 傳感器安裝圖

1.3 原計(jì)數(shù)器故障原因分析

探頭傳感器安裝位置在生產(chǎn)線末端裝車機(jī)前，整個(gè)運(yùn)輸線較長，中間拐彎的地方很多，在拐彎處容易發(fā)生堵包現(xiàn)象，造成探頭位置偏移甚至損壞；皮帶也容易發(fā)生故障，造成連包等情況；探頭在過道處露天安裝，過往的裝車工搬料包時(shí)容易使接線受損，造成接觸不良，這些都直接影響計(jì)數(shù)精度。

原計(jì)數(shù)器主板部分芯片繁多，接線復(fù)雜，任何一根線松動(dòng)或氧化均會引起計(jì)數(shù)器故障，造成計(jì)數(shù)器停止運(yùn)行；計(jì)數(shù)器內(nèi)置參數(shù)種類多，不易操作，當(dāng)工況變化時(shí)要及時(shí)調(diào)整參數(shù)，否則也會造成計(jì)數(shù)不準(zhǔn)；主板上電源模塊不穩(wěn)定，電壓稍有不穩(wěn)就會造成整塊主板損壞。

2 技改后計(jì)數(shù)系統(tǒng)概述及工作原理

2.1 技改方案概述

采用光電開關(guān)作為探頭傳感器，將探頭傳感器位置改到運(yùn)輸線前端包裝機(jī)后，包裝機(jī)包裝后直接計(jì)數(shù)，即使運(yùn)輸線后面出現(xiàn)堵包或皮帶故障也不會影響正常計(jì)數(shù)；探頭在室內(nèi)安裝，保證接線的安全性，杜絕人為因素造成不必要的損壞。

用SIEMENS S7-200 CN作為計(jì)數(shù)器核心元件，對原有3臺計(jì)數(shù)器進(jìn)行整合，用1臺SIEMENS S7-200 CN實(shí)現(xiàn)3臺計(jì)數(shù)器功能，設(shè)計(jì)并簡化計(jì)數(shù)程序，下裝到S7-200上，S7-200的接線只留探頭傳感器的，其他的一律取消；利用原計(jì)數(shù)器的外殼進(jìn)行改造，把S7-200固定在箱子內(nèi)，S7-200的顯示屏SIEMENS TD400C固定在切割后的面板上，并在按鍵上打印操作說明。

2.2 新計(jì)數(shù)器工作原理(圖3)

圖3 技改后計(jì)數(shù)器工作原理示意

光電探頭由振蕩回路產(chǎn)生的調(diào)制脈沖經(jīng)反射電路后，用數(shù)字積分光電開關(guān)或RC積分方式排除干擾，輸出光電開關(guān)控制信號，利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無；當(dāng)對射光束被傳送帶上的料包遮擋時(shí)，S7-200接收到脈沖信號，通過計(jì)算模塊和延遲模塊進(jìn)行計(jì)數(shù)。

2.3 計(jì)數(shù)器的調(diào)試

在實(shí)際包裝過程中，料包是不規(guī)則的，如果不加入延遲，會造成誤計(jì)數(shù)，測量料包通過探頭的時(shí)間為1.2～1.6 s，將計(jì)數(shù)器的延遲設(shè)計(jì)為0.3 s，這樣就可避免誤計(jì)數(shù)情況發(fā)生，使計(jì)數(shù)準(zhǔn)確。

3 運(yùn)行情況

自改造到現(xiàn)在，計(jì)數(shù)器運(yùn)行正常，計(jì)數(shù)精準(zhǔn)，操作簡單，一次故障也未發(fā)生，深受操作工及維護(hù)人員的贊賞。原計(jì)數(shù)器1臺需要1萬，平均每年都要更換2臺；技改后，S7-200和TD400只需2 000元，大大節(jié)約了備件費(fèi)用。買尿素的客戶再沒因?yàn)橛?jì)數(shù)不準(zhǔn)要求重新計(jì)數(shù)，技改大獲成功。

4 結(jié)束語

本次技改針對我國上世紀(jì)80年代引進(jìn)的自動(dòng)化包裝生產(chǎn)線存在的缺陷，改變探頭安裝位置，并利用SIEMENS S7-200 CN對原PLC進(jìn)行改造，成功解決了老式計(jì)數(shù)器存在的問題，且改造投資較少。經(jīng)過此次改造，計(jì)數(shù)器精度得到空前提高，包裝計(jì)數(shù)一袋不差，感應(yīng)探頭故障率大大下降，計(jì)數(shù)器幾乎免維護(hù)，操作和維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，不但效果顯著，而且具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

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