潤滑油200L包裝線系統的改造及應用*

趙 勇，朱 杰

(蘭州石化公司 設備維修公司，甘肅 蘭州 730060)

1 概述

1.1 設備運行原理

蘭州潤滑油廠200 L 1號機主要由空桶輸送、灌裝機、噴碼機及碼垛機組成，灌裝機由1號灌裝工位和2號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完成。碼垛機主要由垛盤倉和承載小車構成，承載小車主要是將成品重桶移放在垛盤上，每達到4桶小車動作一次完成輸送。

1.2 設備狀況

200L-1#包裝線是蘭州潤滑油廠包裝車間大桶包裝的重點設備之一，是1998年引進北京航天研究所的一條半自動包裝線，主要用于灌裝工業用油。由于該設備常年處于滿負荷運行，灌裝機油嘴控制部分密封磨損，程序部分不夠完善，延遲時間不太恰當，油壓過大時關閉灌裝嘴不夠及時，導致出現冒油;碼垛部分零部件磨損嚴重，產生機械疲勞，致使軌道磨損，鏈條拉斷，變頻器燒壞，垛盤倉變形等故障多次出現;稱重系統是單片機控制，部分控制元器件已經停產，而且控制沖量較大，參數調整后緩沖效果不明顯，計量誤差也較大。為此，筆者經過討論研究，經潤滑油廠同意，最后決定對200L-1#包裝線系統進行改造。

2 改造方法及實現過程［1-2］

2.1 機械部分改造拆除

蘭州潤滑油廠200L-1#包裝線碼垛機原先采用獨立控制系統，碼垛部分主要由小車、垛盤倉，重桶輸送幾部分組成。小車長期處于重負荷工作，產生機械疲勞，致使軌道磨損、鏈條拉斷、變頻器燒壞、垛盤倉變形等故障多次出現，不能保證設備“長、滿、安、穩、優”運行。而且維護量大，耗材大。因此決定將碼垛部分拆除，另行設計加工改造如圖1所示，改造后如圖2所示。

圖1 成品輸送部分

圖2 灌裝主機實物圖

具體改造如下:①為保證整條包裝線穩定運行，拆除原來重桶輸送部分輥子，改為無動力輸送的雙邊自由滾子，主要靠重力斜坡下滑，減少控制點、節省能源、減少維護量;②保留原分道器，在此段減少一重桶輸送電機，只留1臺電機作為重桶輸送;③另行設計加工噴碼輸送重桶輸送傳送帶，要求采用動力輥子，雙邊鏈條傳動;④整套機械傳動部分按噴碼動力輸送部分，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整為3°坡度，其余為水平;⑤在噴碼輸送前段加以堆積信號，拆除原碼垛控制柜，將改造后的控制部分加到灌裝機控制柜，在原有的灌裝機PLC上作相應的程序修改，再進行相應的處理;⑥在原有灌裝機上拆除電子秤，保留原安裝支架，安裝1套秤臺最大承載300 kg，精度為±0.15%，顯示最小分度值為0.1 kg，允許瞬時沖擊載荷350 kg的電子秤2臺，并配備稱重顯示控制器2臺;⑦在原有的灌裝嘴進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#灌裝機采用三菱PLC，型號為FXIN-60MR-001。由于拆除了碼垛機，所以需要解決全線的運行條件。在原有的控制基礎上對外部布線和程序作相應的改造，并作相應的調試。

首先在電子秤部位加裝CB920X配料控制器2臺，并且調試設置好內部參數，要求做到:①設定目標質量;②設定粗計量;③設定過沖量，具體參數如表1所列;④校驗好信號靈敏度并且接線到PLC相應端子。

表1 200L-1#灌裝機CB920X參數表

其次，在加裝的2套物料控制閥處作相應控制程序，要求儀表啟動后，粗灌閥和精灌閥同時打開，當儀表顯示達到(目標值顯示為粗計量值)時，粗灌裝閥關閉，達到(目標值顯示為過沖量值)時，精灌裝閥關閉，過沖量為自動修正量。保持原有灌裝嘴控制結構，外部加裝2套物料控制信號，用粗精灌裝信號同時控制灌裝嘴，物料控制閥，這樣可實現灌裝嘴切換雙保險，即使灌裝嘴結構出現問題，物料控制閥也會作相應的處理，不會出現冒油。這就徹底解決了因不正常操作和憋壓導致的跑冒現象。圖3為實現灌裝機灌裝要求的應用程序。

圖3 灌裝機應用程序

最后，碼垛部分拆除后，改為無動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，最多可存放12桶(光電檢測)，當重桶堆積區存夠4桶，叉車即可用吊桶器一次搬走。如果重桶堆積區超過8桶(光電檢測)以上，重桶存放區會發出聲光報警，提示叉車及時處理重桶堆積工作，若不及時處理，堆積達到12桶時，整條線報警，全線停機。隨后按照改造要求和控制思路進行系統調試，使整條包裝線運行平穩即可。

3 改造后設備的運行過程［3］

當操作人員閉合主電路，在氣壓達到標定值后按下自動運行按鈕，此時若無故障提示，運行指示燈點亮，設備開始自動運行。人工將桶推上皮帶輸送機，若檢測開關未被同時持續遮擋，皮帶輸送機將連續將桶輸送到灌裝機組。在檢測到空桶堆積后皮帶輸送機停止運轉，堆積解除后恢復解除。

檢測開關未被擋光后灌裝擋叉置位放桶，擋光后回位。灌裝工位檢測被擋光后灌裝輸送機停止，夾桶缸動作并啟動尋口電機，尋口開始。在預尋口檢測閉合后預尋口缸動作，尋口到位檢測有信號后停止尋口電機，灌裝頭下降。灌裝頭降至低位后復位小夾口缸并啟動灌裝。在灌裝完成后若旋蓋工作檢測透光，則放出重桶并開始重復以上過程。重桶出灌裝機后人工旋蓋，然后經過噴碼輸送機噴碼;噴碼后重桶進入分道機首先檢測開關被遮擋啟動分道機，當重桶碰到撥動開關時后分道機停止，重桶隨后進入重桶輸送自由區堆積，等待叉車吊桶吊走。

4 結語

此次改造共有三部分改造，首先拆除了故障最高、耗材最大、維修耗時費力最多的區域碼垛機;其次徹底解決了灌裝機冒油和漏油問題，實現了安全環保的生產理念;最后解決了電子秤計量不準和沖量過大等原因造成的故障。本次改造減少控制規1面，控制點36點，電機4臺;減少了控制點，節省了能源和易損件，大大地減少了維護工作量。

［1］ 楊志杰.三菱FX系列PLC系統設計應用指南［M］.北京:機械工業出版社，2001.

［2］ 廖常初.PLC編程及應用［M］.重慶:重慶大學出版社，2002.

［3］ 葉 岷.200L-1#包裝線使用用戶手冊［Z］.2005.