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大包包裝機(jī)是1986年從德國(guó)某公司進(jìn)口的，我廠于1997年自行恢復(fù)生產(chǎn)。濰坊堿廠和唐山堿廠由德國(guó)技術(shù)人員調(diào)試。由于設(shè)計(jì)參數(shù)和使用條件的差異，三廠投產(chǎn)后不穩(wěn)定，雙速電機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)故障，對(duì)營(yíng)銷(xiāo)工作產(chǎn)生負(fù)面影響。下面就影響合格率的問(wèn)題及改進(jìn)措施進(jìn)行討論。
1.大袋包裝機(jī)介紹。
1.1過(guò)程描述。
進(jìn)入料倉(cāng)的物料由PLC控制，裝置上升到上限開(kāi)始進(jìn)料。物料通過(guò)旋轉(zhuǎn)進(jìn)料轉(zhuǎn)移到緩沖倉(cāng)后，通過(guò)雙速進(jìn)料轉(zhuǎn)移到包裝袋中。當(dāng)物料達(dá)到給定值1000公斤時(shí)，電子秤和PLC發(fā)出停止進(jìn)料信號(hào)，設(shè)備自動(dòng)下降完成包裝。
1.2控制指標(biāo)。
每個(gè)包的誤差范圍是3kg。
2.系統(tǒng)分析。
2.1控制過(guò)程。
大型袋裝包裝機(jī)原設(shè)計(jì)投料量達(dá)到1000kg時(shí)，閘閥在PLC控制下關(guān)閉，控制了因給料機(jī)慣性造成的誤差。由于閘閥在10mm跑道內(nèi)移動(dòng)，重灰吸濕性強(qiáng)，閘閥無(wú)法正常運(yùn)行，目前三廠未投入運(yùn)行，使得系統(tǒng)開(kāi)環(huán)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。系統(tǒng)的穩(wěn)定性得不到保證，精度得不到控制，系統(tǒng)波動(dòng)。
2.2剩余材料不穩(wěn)定。
包裝過(guò)程中，閘閥出口與包裝袋的距離為1m。信號(hào)滿了，從閘閥出口到包裝袋還有物料(稱為余料)。由于螺旋給料機(jī)給料的不確定性，當(dāng)給料機(jī)表面靠近閘閥時(shí)，物料較少，剩余物料最少；當(dāng)相差180度時(shí)，剩余材料最大。余料不穩(wěn)定，電子秤根據(jù)前一袋的偏差調(diào)整下一袋的控制量，導(dǎo)致發(fā)散振蕩，不穩(wěn)定。特別是在工藝條件不具備，物料少，介質(zhì)密度波動(dòng)的情況下，剩余物料更不穩(wěn)定。
2.3測(cè)量誤差。
測(cè)量單元的負(fù)荷傳感器采用某公司的0.5t和1t，電子秤采用某公司的85-SWA秤，工作穩(wěn)定性和線性度好，零點(diǎn)和量程漂移小，分辨率為200.500g，傳感器信號(hào)變化為2mV/V，傳感器與控制室電子秤之間的信號(hào)電纜采用鍍銀屏蔽電纜。為了保證測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少應(yīng)力不均勻帶來(lái)的測(cè)量誤差，水平安裝三個(gè)傳感器，垂直懸掛，支撐點(diǎn)為關(guān)節(jié)軸承，自動(dòng)調(diào)節(jié)垂直應(yīng)力。電子秤的采樣信號(hào)是三個(gè)傳感器的平均電位，由測(cè)量系統(tǒng)引起的誤差很小。
綜上所述，影響重量不穩(wěn)定的主要原因是系統(tǒng)開(kāi)環(huán)和剩余物料不穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)16年的運(yùn)行和22個(gè)標(biāo)尺的觀測(cè)，相似測(cè)量單位引起的誤差可以忽略不計(jì)。
3.改進(jìn)方案和措施。
3.1改進(jìn)計(jì)劃。
系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制和余料穩(wěn)定，以保證稱重的準(zhǔn)確性，兩者必須統(tǒng)一。即使加大閘閥的作用力，定期清理滑道上的堿沉積，還是有不穩(wěn)定因素(L-5kg)。因此，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備結(jié)構(gòu)，通過(guò)控制吹送、除塵和吸入回轉(zhuǎn)閥實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。閥門(mén)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是某公司的油缸和兩位電磁閥，壓力P=9.0MPa，準(zhǔn)確、可靠、靈活，閥門(mén)與袋口的距離為0.3mm，停止進(jìn)料后，風(fēng)量相對(duì)穩(wěn)定，導(dǎo)致余料變化小，電子秤調(diào)整小，系統(tǒng)可以穩(wěn)定。
3.2控制方案。
控制閥開(kāi)啟信號(hào)Q8.0:由裝置上限信號(hào)I0.3和電子秤啟動(dòng)信號(hào)I1.0之和控制
控制閥關(guān)閉信號(hào)Q8.1:由電子秤滿量程信號(hào)11.7和設(shè)備下降輸出信號(hào)Q4.7之和控制
Q16.1為輸送帶啟動(dòng)信號(hào)，Q8.1復(fù)位。
閥門(mén)控制用電磁閥是某公司生產(chǎn)的兩位電磁閥，開(kāi)啟滯后時(shí)間為20-45毫秒，關(guān)閉滯后時(shí)間為10-25毫秒。操作準(zhǔn)確可靠，有效控制余料的穩(wěn)定性。
3.3校準(zhǔn)。
由于進(jìn)料在裝置的上限，電子秤的零點(diǎn)和滿刻度以裝置的上限為準(zhǔn)。電子秤的校準(zhǔn)必須在設(shè)備的上限進(jìn)行檢查，以確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。
3.4量表抑郁度的調(diào)整。
在上下移動(dòng)的過(guò)程中，有一個(gè)機(jī)械零點(diǎn)，工作時(shí)包裝袋皮也測(cè)量重量，所以需要鎖定電子秤的零點(diǎn)動(dòng)態(tài)跟蹤功能，默認(rèn)每次的皮重，以保證每次測(cè)量的準(zhǔn)確性。
4.實(shí)施效果。
系統(tǒng)于2001年5月進(jìn)行了改造并投入運(yùn)行，2001年的平均重量合格率為96.84%，較之前有較大提高，如表1和表2所示。

該系統(tǒng)于1997年投入運(yùn)行。從1997年到2001年5月，客戶經(jīng)常反映重量不穩(wěn)定，每年都有客戶要求賠償，或者反映影響客戶生產(chǎn)，造成不良影響。自2001年下半年以來(lái)，市場(chǎng)反饋信息良好，得到了客戶的認(rèn)可。
5結(jié)論。
大包包裝機(jī)改造中，進(jìn)料減速機(jī)抱閘不恢復(fù)，進(jìn)料籠自動(dòng)潤(rùn)滑不恢復(fù)。慣性依然存在。如果使用帶抱閘和自動(dòng)潤(rùn)滑的減速器，精度會(huì)進(jìn)一步提高。根據(jù)2004年6月26日抽樣數(shù)據(jù)，全年直接經(jīng)濟(jì)損失10萬(wàn)元。
由于S5-115用于大型包裝機(jī)的PLC中，所以設(shè)置了以太網(wǎng)，由上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控和記錄，并進(jìn)一步調(diào)整和跟蹤正負(fù)偏差的次數(shù)，以保證產(chǎn)品重量的可靠。

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