石蠟低位碼垛機故障解決對策

張海飛 牛穎(蘭州石化公司煉油廠，甘肅 蘭州730060)

1 光電控制及PLC程序控制改進

碼垛機的電控系統由可編程控制器PLC、檢測元件（光電開關、接近開關）、操作面板（包括觸摸屏、按鈕開關和指示燈）、控制元件（變頻器、交流接觸器和電磁閥）以及執行元件（電動機和氣缸）等部件構成。

1.1 碼垛機控制光電更新

碼垛機各部光電有近36個，當有光電出現故障時，操作提示屏雖然會顯示故障信息，但提示信息內容不全面，而且只能監控各I/O 信號是否正常，無法從根本找到異常運行或停機的根本原因，再者PLC 程序在終止運行后，需要重新復位才可以繼續運行，這樣給操作帶來很大的不便，嚴重影響正常生產。

碼垛機小車框架前后減速、到位控制光電，使用的是NAMUR FM18-R3P-C20P2 型電感式接近開關，其探測距離為0～2cm，這種開關的工作原理是：接近開關內的振蕩器會產生一個交變磁場，當金屬遮擋物接近這一磁場，并達到感應距離時，在金屬遮擋物內產生渦流，從而導致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉換成開關信號，觸發驅動控制器件，從而達到非接觸式之檢測目的。

這種設計對于被探測物體的間距固定時，有較好的作用，但在碼垛機框架與龍門架之間的間距不穩定時，當兩者間距大于接近開關的探測距離（＞2cm）時，接近開關探測不到金屬遮擋物，從而引起接近開關不輸出信號，導致PLC程序中止，碼垛機無法繼續進行工作，而當兩者間距小于接近開關的探測距離（＜0cm）時，金屬遮擋物會碰到接近開關上致使其損壞。

經過深入的原因分析，決定對原有小車框架上的4組接近開關進行更新，選用Omron E3JK-R4MS型反光板式光電開關，這種開關在石蠟包裝線上被廣泛使用，其性能具有動作可靠，性能穩定，頻率響應快，應用壽命長，抗干擾能力強等特點。而改造過程也非常簡單，只需在原有的4個接近開關位置上更換新的光電開關，而金屬擋板前只需加裝光電開關反光板即可完成。

1.2 碼垛機控制光電改造

經過長期的觀察發現，由于設計不合理，導致光電的控制對設備的保護不夠，光電的自身保護也不足，而光電的信號輸出時常出現錯誤，經常會導致碼垛機無法正常工作甚至發生設備損壞。

1.3 碼垛機PLC程序改進

經過長期的設備運行發現，由于蠟包的縫線接頭或蠟包袋角經常誤觸動、閃動光電信號，導致光電的信號輸出錯誤，進而影響PLC程序中斷，致使碼垛機異常停機，影響正常的生產。

經過和儀表維護單位共同研究，決定對原程序進行修改：

a.將原轉位計數光電的時間繼電器增加1 秒的延時（圖-1），這樣可以有效降低由于光電的信號錯誤導致的輸出錯誤，防止蠟包排序混亂。

圖-1 轉位計數流程PLC程序

b.將原托盤輸送機的時間繼電器增加1 秒的延時（圖-2），這樣可以降低龍門架下降時誤觸碰蠟垛的概率，有效保護龍門架設備的升降安全。

圖-2 托盤輸送流程PLC程序

c.將原推包氣缸磁電開關的時間繼電器增加1 秒的延時（圖-3），這樣可以使小車皮帶多轉動1秒，這樣可有效降低落蠟或蠟包未上滿小車的概率，同時也降低了操作人員的操作難度。

圖-3 蠟袋推包流程PLC程序

2 管理問題及解決方案

2.1 加強三級檢查

一級檢查：要求管理人員每天三次檢查碼垛機運行情況。

二級檢查：要求維保人員早上下午兩次檢查碼垛機運行情況，并每月定期安排對碼垛機的預知維修（包括螺栓緊固，光電輸出情況確認等），及時消除小隱患，避免大問題的發生。

三級檢查：要求班組員工每班至少2 次檢查碼垛機的整體運行情況，包括皮帶跑偏量確認、光電位置確認等。

2.2 建立《碼垛機運行情況檢查記錄》

加強班組人員對設備檢查情況的確認，對發現的小問題、小故障自行排除及修理，可有效降低了碼垛機的故障率。

3 取得的成果

3.1 改造效果

在對石蠟碼垛機經過三方面的改造后進行調試，設備運行平穩，有效的降低了裝置因該設備故障原因非正常停工的概率。石蠟裝置現在每月都能超額完成生產任務，不僅給碼垛機的預知維修提供了時間保證，還有效的降低了員工的操作壓力。

經過對2018 年11 月至2019 年7 月碼垛機運行情況的統計，做出如下統計表（表-1）：

表-1 石蠟碼垛機故障頻次統計與停機時間統計表

3.2 經濟效益估算

平均每月減少碼垛機故障停機時間：120-29=91小時

按照平均測算，石蠟裝置1小時生產成品石蠟6噸

平均每月增加石蠟產量：6噸/時×91小時=546噸

每噸石蠟的平均效益價格約為1700 元，維保單位對碼垛機的改造投入費用約為1萬元

措施實施后，因減少成型機故障停機時間，所增產石蠟的效益為:

4 結語

此次對石蠟裝置低位碼垛機的改造，是在石蠟成品銷售整體劃歸中國石油西北化工銷售的背景下進行的，這樣的改造，既提高了設備的長周期運行能力，也有效的增加了石蠟的產量，為車間及煉廠總體效益的提升提供了強有力的保障。