尿素裝置包裝計數器技改簡介

(河南能源化工集團中原大化公司，河南 濮陽 457004)

我公司尿素裝置于1988年從意大利引進，包裝是其最后一道工序，當料包從探頭上經過時，會產生一個脈沖傳到計數器上進行計數；現場堵包、粉塵過大、主板不穩定等諸多因素都會影響其計數精度，加之計數器設計上存在缺陷，雖然每年都進行周期性維護，但仍然故障頻發，導致計數偏差很大，經常造成客戶不滿意，甚至要求索賠，嚴重影響尿素外銷。因此，我們對包裝計數器進行了徹底的技術改造，現簡介如下。

1 原計數器工作原理及故障分析

1.1 原計數器概況(圖1、圖2)

1.2 原計數器工作原理

原計數器是一款適用于傳送帶運輸袋裝產品計數的儀器，集光電技術、單片機技術、HMI 技術和通訊技術于一體的設備。當對射式光電傳感器被傳送帶上的料包遮擋時，計數器主機接收到感應信號，通過智能補償算法判斷過包數量并計數，程序啟動后，聯動繼電器吸合，控制二次回路，來實現全自動定量裝車，只要傳送帶上有料包通過傳感器，計數器都會產生計數。

圖1 原計數器設計圖

圖2 傳感器安裝圖

1.3 原計數器故障原因分析

探頭傳感器安裝位置在生產線末端裝車機前，整個運輸線較長，中間拐彎的地方很多，在拐彎處容易發生堵包現象，造成探頭位置偏移甚至損壞；皮帶也容易發生故障，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容易使接線受損，造成接觸不良，這些都直接影響計數精度。

原計數器主板部分芯片繁多，接線復雜，任何一根線松動或氧化均會引起計數器故障，造成計數器停止運行；計數器內置參數種類多，不易操作，當工況變化時要及時調整參數，否則也會造成計數不準；主板上電源模塊不穩定，電壓稍有不穩就會造成整塊主板損壞。

2 技改后計數系統概述及工作原理

2.1 技改方案概述

采用光電開關作為探頭傳感器，將探頭傳感器位置改到運輸線前端包裝機后，包裝機包裝后直接計數，即使運輸線后面出現堵包或皮帶故障也不會影響正常計數；探頭在室內安裝，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作為計數器核心元件，對原有3臺計數器進行整合，用1臺SIEMENS S7-200 CN實現3臺計數器功能，設計并簡化計數程序，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；利用原計數器的外殼進行改造，把S7-200固定在箱子內，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 新計數器工作原理(圖3)

圖3 技改后計數器工作原理示意

光電探頭由振蕩回路產生的調制脈沖經反射電路后，用數字積分光電開關或RC積分方式排除干擾，輸出光電開關控制信號，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；當對射光束被傳送帶上的料包遮擋時，S7-200接收到脈沖信號，通過計算模塊和延遲模塊進行計數。

2.3 計數器的調試

在實際包裝過程中，料包是不規則的，如果不加入延遲，會造成誤計數，測量料包通過探頭的時間為1.2～1.6 s，將計數器的延遲設計為0.3 s，這樣就可避免誤計數情況發生，使計數準確。

3 運行情況

自改造到現在，計數器運行正常，計數精準，操作簡單，一次故障也未發生，深受操作工及維護人員的贊賞。原計數器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，大大節約了備件費用。買尿素的客戶再沒因為計數不準要求重新計數，技改大獲成功。

4 結束語

本次技改針對我國上世紀80年代引進的自動化包裝生產線存在的缺陷，改變探頭安裝位置，并利用SIEMENS S7-200 CN對原PLC進行改造，成功解決了老式計數器存在的問題，且改造投資較少。經過此次改造，計數器精度得到空前提高，包裝計數一袋不差，感應探頭故障率大大下降，計數器幾乎免維護，操作和維護人員的勞動強度大大降低，不但效果顯著，而且具有可觀的經濟價值。

參考文獻：

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