全自動(dòng)包裝秤在尿素生產(chǎn)中的應(yīng)用

張 成，齊大地

(新疆中能萬源化工公司, 新疆瑪納斯 832203)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能制造概念已經(jīng)滲透到人們生活中的各個(gè)角落，特別是在工業(yè)自動(dòng)化控制方面。新疆中能萬源化工公司(以下簡稱新疆中能)所用的MF2001NT型全自動(dòng)定量包裝秤(1#～3#)，具有自動(dòng)上袋、自動(dòng)套袋、自動(dòng)縫包等功能，其設(shè)計(jì)、運(yùn)用理念較為先進(jìn)，但是在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)用中存在一些不足，影響正常的包裝，故進(jìn)行了部分改進(jìn)。改進(jìn)后，減少了儀表的故障率，提高了全自動(dòng)包裝秤的有效使用時(shí)間，包裝效果較好，可以推廣到同行業(yè)裝置上應(yīng)用。

1 全自動(dòng)包裝秤套袋光電開關(guān)的改進(jìn)

新疆中能所用的全自動(dòng)包裝秤(1#～3#)在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)包裝秤吹袋、套袋光電開關(guān)不能檢測等故障，以致包裝秤不能正常運(yùn)行，而這些故障大部分都是由套袋光電開關(guān)造成的，原因可能為光源變?nèi)酢⒔泳€板老化、收發(fā)光源信號不對應(yīng)等，每套秤的套袋檢測有4對這樣的光電開關(guān)，一個(gè)接線板，其中一對出現(xiàn)問題，包裝秤就不能正常投入使用。而該套袋光電開關(guān)引起的問題，頻繁時(shí)一天幾次，有時(shí)一周就要更換一次，而每次更換一對發(fā)射與接收的對射式光電開關(guān)都要進(jìn)行光線的調(diào)整，將會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間，有時(shí)光電開關(guān)更換后再進(jìn)行對光，需要2 h左右，特別是產(chǎn)量較大時(shí)，包裝秤不能使用，尿素生產(chǎn)將會(huì)被迫減量，嚴(yán)重影響了產(chǎn)量。

分析探討上述問題后認(rèn)為可能導(dǎo)致包裝秤頻繁出問題的原因?yàn)椋?/p>

(1)部分光電開關(guān)發(fā)射的信號較強(qiáng)，發(fā)射光穿過袋子無法檢測；

(2)由于包裝秤頻繁動(dòng)作，光電開關(guān)容易松動(dòng)，發(fā)射端與接收端不在同一個(gè)水平面上，接收端無法檢測到信號；

(3)光電開關(guān)使用壽命較短，發(fā)射端光源容易變?nèi)酢⒔泳€板老化，每對光電開關(guān)平均每月需要更換一次。鑒于光電開關(guān)更換不僅浪費(fèi)時(shí)間，且增加成本，后經(jīng)研究，將對射型一發(fā)一接的分離型光電開關(guān)改成了自發(fā)自接的一體型光電開關(guān)，該光電開關(guān)所發(fā)出的光能夠自發(fā)自接，不存在對光操作，更換時(shí)可以節(jié)省大量時(shí)間，且該光電開關(guān)光線強(qiáng)弱及正反作用都可調(diào)，使用壽命較長，每個(gè)光電開關(guān)平均可以使用5個(gè)月左右。同時(shí)，由于該光電開關(guān)具有強(qiáng)弱及正反作用可調(diào)的功能，因此該光電開關(guān)也可以替代擋袋、縫包檢測等光電開關(guān)，通用性較好，減小了光電開關(guān)的庫存量。

2 全自動(dòng)包裝秤噴碼機(jī)自控能力的改進(jìn)

安全、環(huán)保及質(zhì)量是企業(yè)發(fā)展的重要生命線，包裝噴碼機(jī)的打印，可以實(shí)時(shí)實(shí)地記錄出包裝的產(chǎn)品生產(chǎn)線，以及產(chǎn)品出廠的時(shí)間，為產(chǎn)品的質(zhì)量追蹤提供了有力的保證。

但是由于噴碼機(jī)不間斷地長時(shí)間運(yùn)行，經(jīng)常導(dǎo)致噴碼機(jī)噴頭出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，噴碼不清晰，嚴(yán)重時(shí)造成噴碼機(jī)不能正常使用。人為的手動(dòng)式清洗，一方面不僅增加了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且造成了環(huán)境污染；另一方面，由于噴碼機(jī)噴頭內(nèi)裝有7個(gè)很小的噴頭電磁閥，很容易使噴碼機(jī)噴頭堵塞、結(jié)垢，造成噴碼機(jī)損壞。

為此，對包裝秤噴碼機(jī)(見圖1)進(jìn)行了全自動(dòng)清洗改進(jìn)，具體如下：

正常情況下，當(dāng)檢測開關(guān)檢測到信號時(shí)，噴碼機(jī)主機(jī)輸出控制，噴碼機(jī)噴頭開始工作；然后對智能控制器進(jìn)行時(shí)間設(shè)定(時(shí)間可以根據(jù)需要自由設(shè)定)，如設(shè)定為每3 h智能控制器輸出一次信號，每次信號時(shí)間為10 min，因電動(dòng)不銹鋼球閥不帶電時(shí)a、c是通的，所以噴出的為墨水，當(dāng)?shù)? h后，智能控制器輸出，電動(dòng)三通不銹鋼球閥得電，b、c端相通，此時(shí)噴出的為清洗劑，因噴碼機(jī)內(nèi)在噴墨時(shí)殘留有墨水，而清洗劑又可以起到稀釋的作用，所以即使在清洗時(shí)，噴碼機(jī)仍然可以正常噴碼，10 min后控制器輸出關(guān)閉，電動(dòng)三通球閥失電，噴碼機(jī)進(jìn)行新一輪的工作，這樣對噴碼機(jī)進(jìn)行自控清洗改進(jìn)后，噴碼機(jī)能夠自動(dòng)進(jìn)行清洗。自該全自動(dòng)清洗裝置改進(jìn)后，一方面節(jié)省了人力且延長了噴碼機(jī)的使用壽命；另一方面，由于減少了人工清理，避免了清洗劑及墨水的浪費(fèi)，減少了對環(huán)境的污染。

1.墨水瓶 2.清洗劑瓶 3.經(jīng)減壓后的氣源壓力 4.電動(dòng)不銹鋼球閥，a、 b、 c分別為三通電磁閥閥體的一端 5.智能控制器 6.噴碼機(jī)噴頭 7.噴碼機(jī)主機(jī) 8.光電開關(guān)

圖1包裝秤噴碼機(jī)

3 先進(jìn)的人機(jī)接口通訊，方便操作

全自動(dòng)包裝秤經(jīng)改進(jìn)后，軟硬件均采用了國內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)，包裝秤精度較高，包裝精度在±0.03 g之間，且該包裝秤具有自動(dòng)校稱功能，確保了永久的高精度，由于該包裝秤在24.0～50.0 kg目標(biāo)質(zhì)量連續(xù)可調(diào)，方便了客戶對包裝質(zhì)量的要求。

包裝秤控制器通過數(shù)據(jù)顯示屏進(jìn)行人機(jī)接口通訊后，具有以下優(yōu)點(diǎn)：① 質(zhì)量太輕、太重時(shí)，顯示屏能夠及時(shí)地進(jìn)行報(bào)警，避免了包裝不合格產(chǎn)品流入市場；② 當(dāng)包裝秤出現(xiàn)故障后，顯示屏能夠顯示出故障的原因，便于維修人員的檢修，節(jié)省了包裝秤的檢修時(shí)間；③ 包裝秤切線時(shí)間在顯示屏上可調(diào)，包裝人員根據(jù)袋子線頭的長度，隨時(shí)可以調(diào)整切線時(shí)間，節(jié)省了包裝線，避免了資源的浪費(fèi)。

4 改進(jìn)后的效果

(1)一對對射型一發(fā)一接的分離型光電開關(guān)930元左右，一個(gè)接線板500元，按3臺(tái)包裝的設(shè)備維修費(fèi)用，每年需要13萬元左右，改為新的自發(fā)自接的一體型光電開關(guān)，每個(gè)僅需700元，而且節(jié)省了接線板，每年維修費(fèi)用為2.5萬元左右，僅此一項(xiàng)每年可以為公司節(jié)約10萬元左右的設(shè)備維修費(fèi)用。

(2)改進(jìn)后，大大減少了對生產(chǎn)的影響，按一個(gè)月影響產(chǎn)量60 t、1 t利潤600元計(jì)算，一年可以減少損失46.8萬元。

(3)一個(gè)噴碼機(jī)噴頭7 000多元，如手動(dòng)的正常清洗，平均每臺(tái)包裝秤每半年要壞掉一個(gè)，4臺(tái)包裝秤就需要5.6萬元，加上對清洗劑和墨水的浪費(fèi)，每年可以節(jié)約資金7萬元左右，同時(shí)節(jié)減少了清洗時(shí)對環(huán)境的污染。

(4)包裝人員根據(jù)袋子線頭的長度，隨時(shí)可以調(diào)整切線時(shí)間，節(jié)省了包裝線，此項(xiàng)每年可以節(jié)省資金2萬元。

在不考慮人員勞動(dòng)成本的情況下，按上述計(jì)算，每年可節(jié)約成本約65.8萬元。

5 結(jié)語

目前，新疆中能已完成對1#～3#全自動(dòng)包裝秤技術(shù)改造，降低了包裝秤日常維護(hù)成本，提高了包裝秤的穩(wěn)定性和出力率，通過對噴碼機(jī)改進(jìn)，既保證了噴碼質(zhì)量，又減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了環(huán)境污染。在以后的工作實(shí)踐中，還需提高自動(dòng)化控制的能力，減少不必要的人員維修和成本浪費(fèi)。