随着现代工业生产规模的扩大，如何提高生产效率、保证产品质量、减轻工人的劳动强度，是现代机械设备设计要解决的重要问题。全自动包装码垛生产线是集机、电、仪于一体的高技术产品，它主要应用于石油化工聚烯烃、纯碱、化肥、粮食等行业中的粉、粒、块状物料的全自动包装［１］。延炼十万吨／年的聚丙烯装置使用哈尔滨博实自动化设备有限公司ＺＢＭＬ１０００型全自动包装码垛机，对生产出的合格聚丙烯粒料进行分袋包装码垛。该机组自动化程度高，流水线作业，生产过程由ＰＬＣ控制，各仪表检测元件、执行元件选型先进，是典型的机电仪一体化机组。如何有效提高机组工作效率，减少故障停机时间，是很值得研究的课题。
１机组生产工艺流程简述
料斗中的聚丙烯粒料进入包装机的称量单元，进行自动定量称量，称量合格的粒料进入包装单元，在包装机内自动完成袋装、缝口、金属异物检测、复秤等工序后，由传送带送入高位码垛机进行编组整形、分层码垛，码垛整齐的垛盘由输送机送出入库。流程简图见图１。

２机组控制系统的组成
包装码垛机控制系统的核心部分包括可编程控正负压检测开关）、操作面板（触摸式人机界面）、控制元件（变频器、伺服驱动器、电磁阀等）以及执行元件（电动机和气缸）等［２］。ＰＬＣ程序自动循环扫描各个输入、输出点的当前状态，并根据程序所确定的逻辑关系刷新输出点的状态［３］，通过变频器、伺服驱动器、交流接触器和电磁阀来控制相应电动机的启停和气缸的动作，从而完成整个包装流程的自动控制［４－５］。

上位监控机对运行数据进行集中监控显示，通过串行通讯总线与ＰＬＣ进行数据通讯，现场的各种状况，如定量秤的运行数据、垛盘仓的运行状况等均可形象显示，特别是具备报表统计功能，能自动生成日工作量统计报表，操作人员的劳动强度及工作环境大为改善。
３包装码垛机故障分析及处理
全自动包装码垛机自动化程度较高，设备运行时人为介入较少，故障现象常常互为关联，给排查问题带来一定困难。根据经验，排除故障时，首先观察各部件的机械运动情况，如气缸，然后缩小范围到控制机械动作的各类感应开关、节流阀及电磁阀上。下面就机组仪控部分常出的问题进行分析，并给出相应的解决办法。
３．１供袋机故障
１）袋盘供袋机吸盘未吸住料袋而重复动作。有空袋子，而反复动作，先检查真空开关指示，真空度应≥－４０ｋＰａ，若吸盘无破损，真空管路无破损，真空过滤器无堵塞，则可将真空开关设定值适当下调，能吸住空袋子不脱落即可。
２）斜盘供袋机供袋不正常。空袋送至料斗料门时，应保持袋口水平，且袋口距料门垂直距离为３０ｍｍ为宜，但在运行中常出现袋体倾斜，袋口距料门距离过近或过远，以致造成料门下料时撒料。究其原因，主要是斜盘供袋机动作不到位造成，例如：袋口位置检测光电开关松动，造成袋口位置过上或过下。
解决办法：调整袋口检测光电开关位置，使袋口距参考位置约３０ｍｍ为准，并紧固光电开关。袋体倾斜主要是因为斜盘两侧整形导向板速度不一致，碰撞后使袋子倾斜，可以调节侧整形气缸节流阀开度，使两侧导向板速度一致，问题即可解决。
３．２装袋机故障
３．２．１吹袋原因之一———夹袋正压不足
图３是机组控制系统ＰＬＣ逻辑程序的片断，从中可知：当送袋台车到位后，造成吹袋的原因只有开袋真空压力不足和抓手夹袋压力不足，以此为突破，就能找到问题的原因。

此型包装机为预防包装过程中撒料，设置了正、负压检测。在送袋台车将空料袋送到装料位置后，机械手的夹子就会夹住袋角，位于夹子上的正压检测就会测量夹子的加紧压力，若未达到设定值，ＰＬＣ就会发出吹袋命令，将空袋吹掉，避免滑脱撒料情况的发生。
解决办法：一般若吹袋情况反复发生，就须检查仪表检测回路。先作一下正压测试，若压力开关无输出，则按以下情况逐一检查：压力开关设定值是否正常，仪表风气动管路及接头是否漏气，正压检测抓手是否紧密啮合。
３．２．２吹袋原因之二———开袋真空负压不足
１）在空料袋通过正压检测后，缩口气缸收缩袋口，同时开袋吸盘会在真空压力作用下将袋口吸开，待袋口半开时，料门伸入料袋中卸料。若在开袋过程中，负压检测开袋真空不足，就会向ＰＬＣ发出开袋压力不足的报警，ＰＬＣ则立即输出放弃装料的吹袋命令，将空袋吹掉。
解决办法：同正压一样，若吹袋情况反复发生，则应手动做一下真空负压测试，若异常，则应检查真空过滤器是否堵塞，真空管路连接是否断裂，真空压力开关设定值是否正常，真空吸盘是否破损［６－７］，常规作以上检查，问题一般能得到解决。
２）手动正压、负压测试正常，投自动后仍反复吹袋。调阅ＰＬＣ实时逻辑图，发现在自动运行过程中，确实出现了真空不足的情况，通过在现场仔细观察自动运行状态下吸盘的开袋动作，发现在开袋的一瞬间，袋口两侧的吸盘有一侧拔脱，吸盘两边真空压力失去平衡（一侧大，一侧小），致使负压检测报警，包装机吹袋。吸盘形状若为“‖”字型，就可能会造成两侧吸盘间相互作用，出现一侧拔脱，致使真空压力检测不足，出现吹袋情况。

解决办法：调整开袋吸盘的姿态，即将开袋吸盘角度形状由“‖”字型调整成“Ｖ”字型，见图５，使真空压力作用方向向袋口转移，从而轻松顺畅地将袋口打开。此种袋口形状也有利于下料斗插入袋内，减少包装撒料损耗。

３．３定量秤超差
每袋料净质量２５ｋｇ，合格下限为（２５－０．０４０）ｋｇ，合格上限为（２５＋０．１００）ｋｇ，若称量结果超出范围，定量秤会发出称量超差报警。粗流阈值：表示粗流料门开启后，在粗流下料阶段放料的质量，系统实时监测料斗中物料质量，如果监测的质量达到此值，则关闭粗流料门。精流阈值：在精流下料阶段，如果监测的质量达到此值，则关闭精流下料门，定量称量过程见图６控制时序。

称重模式：此控制器采用模式一，普通两级给料，控制过程分为粗流控制阶段、精流控制阶段和卸料阶段，每一袋都参与精流阈值调整。
解决称量精度不稳定问题的方法为：１）根据物料流量和流速，调节截流板的截流量，尽量减少物料冲击对称量的影响；２）检查料门与两侧导流隔板，使物料流动顺畅，料门开关灵活。
粗流阈值设定过大，粗流料门关闭延时，空中飞料落入秤中，会造成称量超差。解决办法：适当减小粗流阈值，并观察每袋称量时间（正常约为７～８ｓ），在减小粗流阈值后，称量时间会加长，致使包装机等待卸料，直接影响到包装机工作速度，这一过程需要反复调整，要在称量速度和精度间找到一个很好的平衡。通过现场实践摸索，比较理想的设定为：精流阈值２４．９６０ｋｇ，粗流阈值２４．０００ｋｇ。
３．４转位机故障
转位机进行“三·二”、“二·三”转位编组，从而使垛行整齐、稳固。转位机动作不到位常使后序编组分层机无法正常工作，从而发生堵料的情况。造成这一情况的原因除电气伺服电机故障外，还有转位机夹板动作不到位。
解决办法：调整转位机接近开关位置，清洗夹板电磁阀及气缸，使其动作顺畅自如。
３．５分层升降机故障
分层升降机在运行中常见故障的表现为：１）升降机自动运行中突然停机，调阅报警记录，显示为分层机上限位光电故障；２）分层板相互撞击，无报警记录；３）推袋机偶发性停机，无报警记录。在码垛机的控制系统中，大量采用光电开关、接近开关，在机组运行中，因机械振动、碰撞、错位等原因，造成开关检测距离变大、检测点移位等，都可使机组不能正常工作，以致停机。
解决办法：对机组的各开关进行仔细调整、紧固，接近开关与目标距离一般调整为５ｍｍ。对射式光电开关可采用将一端固定，另一端作为光源去照射，直到两开关都有信号指示即可。反射式光电开关调整好射源后，光电反射板要保持清洁，不能有积灰。
４结语
总结包装码垛机控制系统的常见故障，发现很多问题是有规律可循的。包装码垛机能协调一致地自动工作，受控于遍布机体的检测和执行元件，日常巡检就要注意观察各部件动作是否协调，对于一些小问题及时处理，对于较复杂的问题，可通过机组的故障诊断与状态监控功能对设备“把把脉”，这对处理ＰＬＣ系统与现场检测仪表部分的故障排查非常有帮助［９］。全自动包装码垛机的应用，大大减轻了工人的劳
动强度，改善了工作条件，掌握其故障排除方法，减少停机时间，能更好地提升机组运行效率，为企业带来更大的经济效益。

本文源于网络转载，如有侵权，请联系删除