YTLHS300冷芯盒混砂和送砂系統(tǒng)若干問題總結(jié)

宋高旗，姚 勝，欒海龍

（一拖（洛陽）鑄造有限公司，河南洛陽 471004）

1 混砂和送砂系統(tǒng)的工作原理

混砂機(jī)啟動(dòng)后，混砂葉片慢速旋轉(zhuǎn)，砂子經(jīng)定量后加入到混砂球體中，隨后分別加入樹脂組分Ⅰ、組分Ⅱ；混砂機(jī)快速旋轉(zhuǎn)，將兩種樹脂液料與砂子混勻；混砂時(shí)間到后，底部氣動(dòng)卸砂門打開，混砂機(jī)反向慢速旋轉(zhuǎn)，型砂隨著混砂葉片的旋轉(zhuǎn)被卸放到送砂小車中；由送砂小車將混好的型砂送到指定的制芯機(jī)砂斗中。

2 YTLHS300冷芯盒混砂和送砂系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)

圖1 機(jī)座結(jié)構(gòu)圖

圖2 混砂機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖

圖3 卸料門結(jié)構(gòu)圖

該機(jī)主要由機(jī)座、混砂機(jī)構(gòu)和卸料門等部分組成，如圖所示。

3 YTLHS300冷芯盒混砂和送砂系統(tǒng)的工作過程

定量斗加砂定量→砂定量完畢→樹脂組分Ⅰ和組分Ⅱ定量→混砂機(jī)啟動(dòng)（慢速）→定量斗出砂口打開→樹脂組分Ⅰ和組分Ⅱ加入→混砂機(jī)高速混制型砂→混砂完成→卸砂→卸砂完畢→送砂小車送砂到要砂機(jī)位→放砂→放砂完畢→送砂小車返回到原位待命。

3.1 YTLHS300冷芯盒混砂和送砂系統(tǒng)若干問題分析

3.1.1 樹脂發(fā)送的控制程序不完善

（1）問題說明

混砂機(jī)使用的樹脂都存儲(chǔ)在樹脂保溫箱中，當(dāng)保溫箱中的樹脂不足時(shí)，氣動(dòng)隔膜泵就將桶裝的樹脂輸送到保溫箱中[1]，而樹脂發(fā)送指的就是這個(gè)輸送過程。

樹脂發(fā)送過程受保溫箱中液位傳感器的控制。液位傳感器依靠底部的浮球漂浮在液面上，隨著液面一塊升降，當(dāng)傳感器感應(yīng)到下液位開關(guān)時(shí)，氣動(dòng)隔膜泵開始運(yùn)行，樹脂添加過程開始；當(dāng)傳感器感應(yīng)到上液位開關(guān)時(shí)，氣動(dòng)隔膜泵停止運(yùn)行，樹脂添加過程結(jié)束。

但在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)樹脂發(fā)送過程不會(huì)停止的情況。這樣不僅導(dǎo)致大量樹脂溢出保溫箱，浪費(fèi)生產(chǎn)原材料，還影響了設(shè)備的生產(chǎn)效率。

（2）問題分析

通過現(xiàn)場(chǎng)觀察，發(fā)現(xiàn)液位傳感器在樹脂發(fā)送過程中卡死在上液位開關(guān)和下液位開關(guān)之間是引發(fā)以上問題的原因。

如果傳感器在樹脂發(fā)送過程中卡死，它就不能隨液面一塊升降，即使實(shí)際液位達(dá)到上限，傳感器也不能感應(yīng)到上液位開關(guān)，氣動(dòng)隔膜泵就不會(huì)停止運(yùn)行，并一直往保溫箱里輸送樹脂，導(dǎo)致大量樹脂溢出保溫箱。

（3）問題解決方案

為了解決以上問題，最有效的方法就是從樹脂發(fā)送的時(shí)間控制上入手。在控制程序中，添加了2個(gè)計(jì)時(shí)器T57和T59,T57設(shè)定時(shí)間為6分30秒，指的是傳感器從下液位開關(guān)到上液位開關(guān)的最長(zhǎng)時(shí)間；T59的設(shè)定時(shí)間為2分30秒，指的是傳感器脫離下液位開關(guān)的最長(zhǎng)時(shí)間（這兩個(gè)計(jì)時(shí)器的時(shí)間都是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際記錄設(shè)定的）。這兩個(gè)計(jì)時(shí)器不管哪個(gè)有輸出，都會(huì)觸發(fā)報(bào)警輸出Q21.7（程序修改后如圖4所示）。

如上程序修改后，當(dāng)液位低于下限，隔膜泵開始運(yùn)行時(shí)，T57、T59也開始計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)器T59的設(shè)定時(shí)間內(nèi)液位傳感器必須脫離下液位開關(guān)I7.1，并在計(jì)時(shí)器T57的設(shè)定時(shí)間內(nèi)液位傳感器必須感應(yīng)到上液位開關(guān)I7.0。如果其中任何一種情況沒有完成，都會(huì)觸發(fā)外部的報(bào)警裝置，警示現(xiàn)場(chǎng)的操作人員需采取措施，以保障設(shè)備的正常生產(chǎn)。

3.1.2 自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)混砂過程不穩(wěn)定

（1）問題說明

現(xiàn)使用的YTLHS300冷芯盒混砂和送砂系統(tǒng)為兩臺(tái)130L冷芯盒制芯機(jī)供砂。混送砂系統(tǒng)在自動(dòng)操作模式下工作時(shí)，有時(shí)只固定給一臺(tái)制芯機(jī)混送砂，而另一臺(tái)制芯機(jī)即使在發(fā)出缺砂信號(hào)的情況下，混送砂系統(tǒng)也不為其混送砂，最終導(dǎo)致缺砂的這臺(tái)制芯機(jī)因無砂而停止生產(chǎn)。

（2）問題分析

混送砂系統(tǒng)PLC程序中的FC3功能塊就是決定混送砂系統(tǒng)該為哪臺(tái)制芯機(jī)混砂的，由于其程序不嚴(yán)謹(jǐn)，當(dāng)兩臺(tái)制芯機(jī)同時(shí)向混送砂系統(tǒng)發(fā)出要砂信號(hào)時(shí)，其中一臺(tái)制芯機(jī)的要砂信號(hào)就起不到作用，在接下來的自動(dòng)運(yùn)行過程中也一直不起作用，直到將混送砂系統(tǒng)的的操作模式先打?yàn)槭謩?dòng)、再打?yàn)樽詣?dòng)后，其工作方式才恢復(fù)正常。

而FC3功能塊中程序編寫的也較為復(fù)雜，有的程序本來一段就可以完成，但卻分成了數(shù)段，多出了很多中間位，有的程序甚至在實(shí)際生產(chǎn)中就用不到。這樣不但增加了程序的不可靠性，還給維修人員在程序的理解和故障的判斷上制造了很多困惑，從而降低維修效率。

圖4 修改后的程序

（3）問題解決方案

為了徹底解決以上問題，我們制定了一個(gè)新的混送砂方案：當(dāng)混砂機(jī)收到兩臺(tái)制芯機(jī)的要砂信號(hào)后，程序中對(duì)應(yīng)兩臺(tái)制芯機(jī)的計(jì)時(shí)器就開始計(jì)時(shí)；混砂機(jī)準(zhǔn)備混砂前，會(huì)對(duì)兩個(gè)計(jì)時(shí)器的時(shí)間進(jìn)行比較，哪個(gè)時(shí)間長(zhǎng)，混砂機(jī)就先為對(duì)應(yīng)的那臺(tái)制芯機(jī)混砂，以做到先要先混。此方案需要通過修改程序完成，具體修改過程如下。

首先，對(duì)FC3功能塊中的程序進(jìn)行簡(jiǎn)化，把不用的程序直接刪除，把復(fù)雜的語句簡(jiǎn)單化。其次，重新編寫部分程序。在新編程序中加一個(gè)1s的脈沖M1.0，兩臺(tái)制芯機(jī)的要砂信號(hào)各帶一個(gè)計(jì)數(shù)器，分別是C1和C2，記錄脈沖M1.0的次數(shù)，其實(shí)也就是在記錄兩臺(tái)制芯機(jī)各自的要砂時(shí)間（程序修改后如圖7、圖8所示）。

程序修改后，通過對(duì)C1和C2進(jìn)行比較，就可判斷出兩臺(tái)制芯機(jī)要砂的先后順序，混砂機(jī)會(huì)優(yōu)先給早要砂的制芯機(jī)混砂，當(dāng)給早要砂的制芯機(jī)混完砂準(zhǔn)備送砂時(shí)（程序中兩臺(tái)制芯機(jī)的送砂標(biāo)志位分別為M170.1和M170.2），其對(duì)應(yīng)的要砂計(jì)數(shù)器就要復(fù)位成0，等待下一個(gè)要砂信號(hào)，此時(shí)，晚要砂的制芯機(jī)在程序中對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器還在計(jì)數(shù)，其數(shù)值肯定比0大，所以再次比較后，混送砂系統(tǒng)就開始為它混砂，當(dāng)準(zhǔn)備給它送砂時(shí)，其計(jì)數(shù)器也復(fù)位成0，也開始等待下一個(gè)要砂信號(hào)。通過這樣的循環(huán)對(duì)比，來決定混送砂系統(tǒng)為哪臺(tái)制芯機(jī)混砂，以保證設(shè)備在運(yùn)行過程中的可靠性。

4 結(jié)束語

通過使用樹脂液位分階段報(bào)警和送砂位要砂計(jì)時(shí)比較的方法，有效的解決了混送砂系統(tǒng)的樹脂發(fā)送控制程序不完善、自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)混砂過程不穩(wěn)定的問題。我們將會(huì)繼續(xù)優(yōu)化和改進(jìn)此設(shè)備，最終使其達(dá)到最優(yōu)的工作狀態(tài)。

圖5 兩臺(tái)制芯機(jī)要砂信號(hào)計(jì)數(shù)器

圖6 兩臺(tái)制芯機(jī)的計(jì)數(shù)器進(jìn)行比較