200L大桶潤(rùn)滑油生產(chǎn)線技術(shù)改造

趙彥偉 王 銳

(中國(guó)石油蘭州石化設(shè)備維修公司)

200L大桶潤(rùn)滑油生產(chǎn)線技術(shù)改造

趙彥偉 王 銳

(中國(guó)石油蘭州石化設(shè)備維修公司)

分析蘭州潤(rùn)滑油廠200L大桶生產(chǎn)線的故障現(xiàn)象，以其1#自動(dòng)生產(chǎn)線為例，介紹相應(yīng)的機(jī)械部分與自控系統(tǒng)的技術(shù)改造方案。經(jīng)過(guò)技改，生產(chǎn)平穩(wěn)性提高，相應(yīng)生產(chǎn)線的安全可靠運(yùn)行時(shí)間也增加，降低了維護(hù)工作量。

包裝線 潤(rùn)滑油 故障分析 機(jī)械部分改造 自控系統(tǒng)改造

200L大桶生產(chǎn)線是蘭州潤(rùn)滑油廠包裝車間的重點(diǎn)設(shè)備之一，主要用于灌裝工業(yè)油品，200L大桶生產(chǎn)線擔(dān)負(fù)著該廠50%以上的包裝任務(wù)，設(shè)備常年處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，目前存在諸多故障，比如：灌裝機(jī)灌裝工位部分經(jīng)常冒油、計(jì)量誤差較大、碼垛部分鏈條斷裂、軸承破碎、鋼板變形、變頻器燒壞及垛盤倉(cāng)變形等。日常維護(hù)量大，給企業(yè)的生產(chǎn)效率帶來(lái)一定的影響。因此，提高200L大桶生產(chǎn)線的長(zhǎng)周期運(yùn)行顯得尤為重要。

1 設(shè)備故障分析

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，從故障頻次的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)分析，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障最多，分別占34%和31%，灌裝部分的故障占10%，電氣控制系統(tǒng)故障占8%。經(jīng)研究分析，200L大桶機(jī)組的故障主要體現(xiàn)在碼垛機(jī)械傳動(dòng)部分和氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，機(jī)械部分故障占65%以上，控制部分故障不到18%。主要體現(xiàn)在重桶輥道變形損壞、鏈輪鏈條斷裂、抽拉鋼板變形及氣缸受損等機(jī)械故障方面；其次就是灌裝嘴部分，主要是油嘴密封不嚴(yán)漏油、噴油等故障現(xiàn)象。

由于對(duì)不同故障處理的時(shí)間和方法不同，尤其當(dāng)機(jī)械故障中加入儀表電氣故障時(shí)，相應(yīng)的判斷與處理時(shí)間就會(huì)遠(yuǎn)高于簡(jiǎn)單的機(jī)械故障。這樣就給生產(chǎn)帶來(lái)直接的影響。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，要使200L大桶機(jī)組長(zhǎng)周期可靠運(yùn)行，必須首先解決碼垛部分的機(jī)械故障、灌裝工位部分的跑冒漏和控制部分的問(wèn)題，這樣就會(huì)大量減少故障頻率、提高生產(chǎn)效率、降低相關(guān)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2 故障原因分析

通過(guò)對(duì)碼垛工作過(guò)程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析，總結(jié)造成碼垛機(jī)械故障的原因主要有：

a. 由于重桶從小車直接落在垛盤倉(cāng)上，沖量很大(200L潤(rùn)滑油重量達(dá)180kg)，長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)工作很容易造成小車軌道和輸送軌道變形，致使小車鏈條斷裂，軸承破碎，甚至拖動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生故障。有時(shí)也會(huì)倒桶，砸壞檢測(cè)元件或造成檢測(cè)元件移位，使小車輸送機(jī)構(gòu)產(chǎn)生誤動(dòng)作，破壞更大。

b. 在添加垛盤的過(guò)程中，垛盤倉(cāng)連續(xù)上升或下降時(shí)，抓垛盤的4個(gè)撥抓必須同時(shí)伸出或收回。當(dāng)操作失誤，垛盤落在升降機(jī)上會(huì)徹底毀壞撥抓使得氣缸變形報(bào)廢；叉車在運(yùn)送垛盤時(shí)，鏟頭有時(shí)會(huì)頂、壓、碰在垛盤倉(cāng)體上，甚至造成懸掛提升機(jī)倉(cāng)體變形受損或提升鏈條斷裂。

c. 木質(zhì)垛盤在使用過(guò)程中易發(fā)生破損，造成設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中垛盤卡在垛盤倉(cāng)內(nèi)或輸送輥道上，造成電機(jī)過(guò)載，鏈條和固定支架斷裂。

d. 碼垛部分檢測(cè)控制信號(hào)較多，垛盤碰撞后易造成聯(lián)鎖，排除故障比較費(fèi)時(shí)，嚴(yán)重影響灌裝能力。

從以上4點(diǎn)可以看出，原設(shè)計(jì)存在一定的缺陷，重桶碼垛過(guò)程產(chǎn)生的沖量過(guò)大等不確定因素較多，碼垛部分故障頻次較高，是此類生產(chǎn)線問(wèn)題存在的根本原因，為此需從結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)化碼垛過(guò)程。

3 改進(jìn)方案

為了減少重桶直接從小車落到垛盤上的沖擊載荷，空垛盤輸送過(guò)程中的擠壓等變形、磨損、斷裂導(dǎo)致的機(jī)械故障，需從機(jī)械部分和控制部分兩方面入手改造。多次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研分析，經(jīng)潤(rùn)滑油廠同意，以200L-1#/2#機(jī)為例說(shuō)明，把原“L”形的落差式碼垛進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，拆除利用，改成“一”字型的自由編組堆垛，簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)，減少控制檢測(cè)點(diǎn)，對(duì)相關(guān)程序進(jìn)行改進(jìn)處理，力求達(dá)到操作簡(jiǎn)單、故障率低的效果。

3.1 機(jī)械部分改進(jìn)

為保證整條生產(chǎn)線穩(wěn)定運(yùn)行，拆除原來(lái)重桶輸送部分的輥?zhàn)?，改為無(wú)動(dòng)力輸送的雙邊自由輥?zhàn)?，主要靠重力斜坡下滑。這樣減少了控制點(diǎn)，節(jié)省了能源，方便了操作。保留原分道器部分，在此段減少重桶輸送電機(jī)，只留一臺(tái)電機(jī)用作重桶輸送。另行設(shè)計(jì)加工噴碼輸送重桶輸送帶，要求采用動(dòng)力輥?zhàn)樱p邊鏈條傳動(dòng)。整套機(jī)械傳動(dòng)部分按噴碼動(dòng)力輸送部分、重桶分道器部分和重桶堆垛輸送部分排列組裝，要求重桶分道器部分出口到重桶堆垛輸送部分調(diào)整成3°坡度，其余為水平。在噴碼輸送后段增加堆積信號(hào)，拆除原碼垛機(jī)控制柜，將改造后的控制部分加到灌裝機(jī)控制柜，在原灌裝機(jī)PLC上做相應(yīng)的程序修改，再進(jìn)行相應(yīng)的處理。

3.2 灌裝嘴控制回路和稱重系統(tǒng)改進(jìn)

原灌裝工位具有獨(dú)立的升降、灌裝工位(開(kāi)/關(guān)、大小流量)控制功能。另外，灌裝工位具有彈簧自動(dòng)復(fù)位功能，在出現(xiàn)降壓、斷電時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉灌裝工位。但由于長(zhǎng)時(shí)間的工作磨損，復(fù)位彈簧失效，當(dāng)p風(fēng)壓≤p油壓時(shí)，管線進(jìn)油泵未及時(shí)停車，靜態(tài)油壓大于風(fēng)壓就會(huì)導(dǎo)致灌裝工位關(guān)閉不嚴(yán)，灌裝嘴漏油甚至在灌裝結(jié)束瞬間會(huì)噴油，造成油品浪費(fèi)并污染環(huán)境。再加上原稱重系統(tǒng)是單片機(jī)控制，硬件干擾強(qiáng)，容錯(cuò)性差，受重桶沖擊過(guò)大時(shí)就會(huì)死機(jī)，嚴(yán)重影響灌裝精度和操作運(yùn)行。鑒于此，決定在原有灌裝工位油管線前加裝控制閥兩套(精、粗灌裝一體化控制)，要求同時(shí)控制灌裝嘴流量和物料控制閥工作，達(dá)到雙重進(jìn)料控制。即在保持原有灌裝嘴控制的基礎(chǔ)上，外加兩路物料控制信號(hào)，用粗、精灌裝信號(hào)同時(shí)控制灌裝嘴，物料控制閥，可以實(shí)現(xiàn)灌裝嘴切換雙保險(xiǎn)，即使灌裝工位出現(xiàn)問(wèn)題，物料控制閥也會(huì)做相應(yīng)的處理，不會(huì)冒油。這樣就徹底解決了由于不正常操作和憋壓導(dǎo)致的跑冒漏現(xiàn)象，避免了灌裝嘴漏油問(wèn)題。

安裝一套秤臺(tái)最大承載300kg，精度±0.15%，顯示最小分度值0.1kg，允許瞬時(shí)沖擊載荷350kg的電子秤兩臺(tái)，并配備稱重顯示控制器CB920X兩臺(tái)。CB920X直接連接稱重傳感器，有兩路可編程的控制輸出點(diǎn)，有RS485通信功能，具有極強(qiáng)的抗干擾能力。

3.3 自控部分改造

按照200L大桶潤(rùn)滑油生產(chǎn)線的工藝技術(shù)要求，選用三菱FXIN-60MR-001 PLC，配備人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)灌裝狀態(tài)的監(jiān)控，對(duì)生產(chǎn)線做系統(tǒng)編程調(diào)試，達(dá)到使用要求。

在重桶輸送入口處加以上入桶檢測(cè)信號(hào)，用來(lái)啟動(dòng)編組輥道輸送機(jī)，并加以電機(jī)過(guò)載保護(hù)信號(hào)。

編組輥道后端改為無(wú)動(dòng)力雙邊輸送的自由輥?zhàn)?，靠重桶自身重力向斜坡下滑，直到重桶堆積區(qū)，最多可以存放12桶(光電檢測(cè))，當(dāng)重桶堆積區(qū)存夠4桶，叉車用吊桶器一次搬走。如果重桶堆積區(qū)超過(guò)12桶(光電檢測(cè))時(shí)，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，整條線報(bào)警，全線停機(jī)。直到叉車抓吊存儲(chǔ)區(qū)重桶小于12桶，滿垛檢測(cè)區(qū)報(bào)警解除，全線自動(dòng)運(yùn)行。

在加裝的兩套物料控制閥處編制相應(yīng)的控制程序，要求灌裝啟動(dòng)后，粗灌閥和精灌閥同時(shí)打開(kāi)，當(dāng)儀表顯示達(dá)到設(shè)定值(目標(biāo)值-粗計(jì)量值)時(shí)，粗灌裝閥關(guān)閉，達(dá)到精灌量(目標(biāo)值-過(guò)沖量值)時(shí)，精灌裝閥關(guān)閉，過(guò)沖量為自動(dòng)修正量。調(diào)試CB920X配料控制器，調(diào)試好內(nèi)部參數(shù)，在觸摸操作屏進(jìn)行參數(shù)設(shè)定即可完成。要求做到：定目標(biāo)重量，定粗計(jì)量，定過(guò)沖量。

200L-1#生產(chǎn)線改造后的灌裝過(guò)程如下：

a. 設(shè)備開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行。人工將桶推上皮帶輸送機(jī)，若兩個(gè)檢測(cè)開(kāi)關(guān)沒(méi)有被同時(shí)持續(xù)遮擋，皮帶輸送機(jī)連續(xù)將桶輸送到灌裝機(jī)組。

b. 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。

c. 檢測(cè)開(kāi)關(guān)d1未被擋光后灌裝擋叉置位放桶，擋光后回位。

d. 灌裝工位檢測(cè)d2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(kāi)始。

e. 在預(yù)尋口檢測(cè)p閉合后預(yù)尋口缸動(dòng)作，尋口到位檢測(cè)j有信號(hào)后停止尋口電機(jī)，灌裝頭下降。

f. 灌裝頭降至低位后復(fù)位小夾口缸并啟動(dòng)灌裝。

g. 在灌裝完成后若旋蓋工作檢測(cè)e透光，則放出重桶并開(kāi)始重復(fù)以上過(guò)程。

h. 重桶出灌裝機(jī)后人工旋蓋，然后經(jīng)過(guò)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(kāi)關(guān)q被遮擋啟動(dòng)后分道機(jī)，當(dāng)重桶擋住光電開(kāi)關(guān)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。

灌裝運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控界面如圖1所示。

圖1 灌裝區(qū)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)蘭州潤(rùn)滑油廠200L大桶生產(chǎn)系統(tǒng)的整體改造，有效降低了材料費(fèi)和維護(hù)工作量，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障自診斷功能，也減少了誤操作，實(shí)現(xiàn)了200L大桶生產(chǎn)線的長(zhǎng)周期運(yùn)行，達(dá)到了預(yù)期效果。目前，此改造方案已經(jīng)應(yīng)用于該廠的200L-3#和4#生產(chǎn)線，運(yùn)行效果良好。

趙彥偉(1979-)，工程師，從事DCS、PLC及SIS等自動(dòng)化系統(tǒng)和儀表的維護(hù)工作，236751604@qq.com。

TQ06

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1000-3932(2017)01-0108-03

2016-01-15，

2016-11-10)