隨著現代工業生產規模的擴大，如何提高生產效率、保證產品質量、減輕工人的勞動強度，是現代機械設備設計要解決的重要問題。全自動包裝碼垛生產線是集機、電、儀於一體的高技術產品，它主要應用於石油化工聚烯烴、純堿、化肥、糧食等行業中的粉、粒、塊狀物料的全自動包裝［１］。延煉十萬噸／年的聚丙烯裝置使用哈爾濱博實自動化設備有限公司ＺＢＭＬ１０００型全自動包裝碼垛機，對生產出的合格聚丙烯粒料進行分袋包裝碼垛。該機組自動化程度高，流水線作業，生產過程由ＰＬＣ控製，各儀表檢測元件、執行元件選型先進，是典型的機電儀一體化機組。如何有效提高機組工作效率，減少故障停機時間，是很值得研究的課題。
１機組生產工藝流程簡述
料鬥中的聚丙烯粒料進入包裝機的稱量單元，進行自動定量稱量，稱量合格的粒料進入包裝單元，在包裝機內自動完成袋裝、縫口、金屬異物檢測、複秤等工序後，由傳送帶送入高位碼垛機進行編組整形、分層碼垛，碼垛整齊的垛盤由輸送機送出入庫。流程簡圖見圖１。

２機組控製係統的組成
包裝碼垛機控製係統的核心部分包括可編程控正負壓檢測開關）、操作麵板（觸摸式人機界麵）、控製元件（變頻器、伺服驅動器、電磁閥等）以及執行元件（電動機和氣缸）等［２］。ＰＬＣ程序自動循環掃描各個輸入、輸出點的當前狀態，並根據程序所確定的邏輯關係刷新輸出點的狀態［３］，通過變頻器、伺服驅動器、交流接觸器和電磁閥來控製相應電動機的啟停和氣缸的動作，從而完成整個包裝流程的自動控製［４－５］。

上位監控機對運行數據進行集中監控顯示，通過串行通訊總線與ＰＬＣ進行數據通訊，現場的各種狀況，如定量秤的運行數據、垛盤倉的運行狀況等均可形象顯示，特別是具備報表統計功能，能自動生成日工作量統計報表，操作人員的勞動強度及工作環境大為改善。
３包裝碼垛機故障分析及處理
全自動包裝碼垛機自動化程度較高，設備運行時人為介入較少，故障現象常常互為關聯，給排查問題帶來一定困難。根據經驗，排除故障時，首先觀察各部件的機械運動情況，如氣缸，然後縮小範圍到控製機械動作的各類感應開關、節流閥及電磁閥上。下麵就機組儀控部分常出的問題進行分析，並給出相應的解決辦法。
３．１供袋機故障
１）袋盤供袋機吸盤未吸住料袋而重複動作。有空袋子，而反複動作，先檢查真空開關指示，真空度應≥－４０ｋＰａ，若吸盤無破損，真空管路無破損，真空過濾器無堵塞，則可將真空開關設定值適當下調，能吸住空袋子不脫落即可。
２）斜盤供袋機供袋不正常。空袋送至料鬥料門時，應保持袋口水平，且袋口距料門垂直距離為３０ｍｍ為宜，但在運行中常出現袋體傾斜，袋口距料門距離過近或過遠，以致造成料門下料時撒料。究其原因，主要是斜盤供袋機動作不到位造成，例如：袋口位置檢測光電開關鬆動，造成袋口位置過上或過下。
解決辦法：調整袋口檢測光電開關位置，使袋口距參考位置約３０ｍｍ為準，並緊固光電開關。袋體傾斜主要是因為斜盤兩側整形導向板速度不一致，碰撞後使袋子傾斜，可以調節側整形氣缸節流閥開度，使兩側導向板速度一致，問題即可解決。
３．２裝袋機故障
３．２．１吹袋原因之一———夾袋正壓不足
圖３是機組控製係統ＰＬＣ邏輯程序的片斷，從中可知：當送袋台車到位後，造成吹袋的原因隻有開袋真空壓力不足和抓手夾袋壓力不足，以此為突破，就能找到問題的原因。

此型包裝機為預防包裝過程中撒料，設置了正、負壓檢測。在送袋台車將空料袋送到裝料位置後，機械手的夾子就會夾住袋角，位於夾子上的正壓檢測就會測量夾子的加緊壓力，若未達到設定值，ＰＬＣ就會發出吹袋命令，將空袋吹掉，避免滑脫撒料情況的發生。
解決辦法：一般若吹袋情況反複發生，就須檢查儀表檢測回路。先作一下正壓測試，若壓力開關無輸出，則按以下情況逐一檢查：壓力開關設定值是否正常，儀表風氣動管路及接頭是否漏氣，正壓檢測抓手是否緊密齧合。
３．２．２吹袋原因之二———開袋真空負壓不足
１）在空料袋通過正壓檢測後，縮口氣缸收縮袋口，同時開袋吸盤會在真空壓力作用下將袋口吸開，待袋口半開時，料門伸入料袋中卸料。若在開袋過程中，負壓檢測開袋真空不足，就會向ＰＬＣ發出開袋壓力不足的報警，ＰＬＣ則立即輸出放棄裝料的吹袋命令，將空袋吹掉。
解決辦法：同正壓一樣，若吹袋情況反複發生，則應手動做一下真空負壓測試，若異常，則應檢查真空過濾器是否堵塞，真空管路連接是否斷裂，真空壓力開關設定值是否正常，真空吸盤是否破損［６－７］，常規作以上檢查，問題一般能得到解決。
２）手動正壓、負壓測試正常，投自動後仍反複吹袋。調閱ＰＬＣ實時邏輯圖，發現在自動運行過程中，確實出現了真空不足的情況，通過在現場仔細觀察自動運行狀態下吸盤的開袋動作，發現在開袋的一瞬間，袋口兩側的吸盤有一側拔脫，吸盤兩邊真空壓力失去平衡（一側大，一側小），致使負壓檢測報警，包裝機吹袋。吸盤形狀若為“‖”字型，就可能會造成兩側吸盤間相互作用，出現一側拔脫，致使真空壓力檢測不足，出現吹袋情況。

解決辦法：調整開袋吸盤的姿態，即將開袋吸盤角度形狀由“‖”字型調整成“Ｖ”字型，見圖５，使真空壓力作用方向向袋口轉移，從而輕鬆順暢地將袋口打開。此種袋口形狀也有利於下料鬥插入袋內，減少包裝撒料損耗。

３．３定量秤超差
每袋料淨質量２５ｋｇ，合格下限為（２５－０．０４０）ｋｇ，合格上限為（２５＋０．１００）ｋｇ，若稱量結果超出範圍，定量秤會發出稱量超差報警。粗流閾值：表示粗流料門開啟後，在粗流下料階段放料的質量，係統實時監測料鬥中物料質量，如果監測的質量達到此值，則關閉粗流料門。精流閾值：在精流下料階段，如果監測的質量達到此值，則關閉精流下料門，定量稱量過程見圖６控製時序。

稱重模式：此控製器采用模式一，普通兩級給料，控製過程分為粗流控製階段、精流控製階段和卸料階段，每一袋都參與精流閾值調整。
解決稱量精度不穩定問題的方法為：１）根據物料K8凯发登录入口和流速，調節截流板的截K8凯发登录入口，盡量減少物料衝擊對稱量的影響；２）檢查料門與兩側導流隔板，使物料流動順暢，料門開關靈活。
粗流閾值設定過大，粗流料門關閉延時，空中飛料落入秤中，會造成稱量超差。解決辦法：適當減小粗流閾值，並觀察每袋稱量時間（正常約為７～８ｓ），在減小粗流閾值後，稱量時間會加長，致使包裝機等待卸料，直接影響到包裝機工作速度，這一過程需要反複調整，要在稱量速度和精度間找到一個很好的平衡。通過現場實踐摸索，比較理想的設定為：精流閾值２４．９６０ｋｇ，粗流閾值２４．０００ｋｇ。
３．４轉位機故障
轉位機進行“三·二”、“二·三”轉位編組，從而使垛行整齊、穩固。轉位機動作不到位常使後序編組分層機無法正常工作，從而發生堵料的情況。造成這一情況的原因除電氣伺服電機故障外，還有轉位機夾板動作不到位。
解決辦法：調整轉位機接近開關位置，清洗夾板電磁閥及氣缸，使其動作順暢自如。
３．５分層升降機故障
分層升降機在運行中常見故障的表現為：１）升降機自動運行中突然停機，調閱報警記錄，顯示為分層機上限位光電故障；２）分層板相互撞擊，無報警記錄；３）推袋機偶發性停機，無報警記錄。在碼垛機的控製係統中，大量采用光電開關、接近開關，在機組運行中，因機械振動、碰撞、錯位等原因，造成開關檢測距離變大、檢測點移位等，都可使機組不能正常工作，以致停機。
解決辦法：對機組的各開關進行仔細調整、緊固，接近開關與目標距離一般調整為５ｍｍ。對射式光電開關可采用將一端固定，另一端作為光源去照射，直到兩開關都有信號指示即可。反射式光電開關調整好射源後，光電反射板要保持清潔，不能有積灰。
４結語
總結包裝碼垛機控製係統的常見故障，發現很多問題是有規律可循的。包裝碼垛機能協調一致地自動工作，受控於遍布機體的檢測和執行元件，日常巡檢就要注意觀察各部件動作是否協調，對於一些小問題及時處理，對於較複雜的問題，可通過機組的故障診斷與狀態監控功能對設備“把把脈”，這對處理ＰＬＣ係統與現場檢測儀表部分的故障排查非常有幫助［９］。全自動包裝碼垛機的應用，大大減輕了工人的勞
動強度，改善了工作條件，掌握其故障排除方法，減少停機時間，能更好地提升機組運行效率，為企業帶來更大的經濟效益。

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