我國(guó)水泥包裝機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了由兩路固定式發(fā)展為八路回轉(zhuǎn)式(變頻器調(diào)速)的變革。近年來(lái)，隨著數(shù)控技術(shù)的成熟應(yīng)用，逐步研發(fā)了數(shù)控水泥包裝機(jī)。數(shù)控水泥包裝機(jī)最顯著優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)化程度高、計(jì)量精確和易于控制，在大多數(shù)進(jìn)口包裝機(jī)上已廣泛應(yīng)用。2015年某水泥有限公司正式投人使用國(guó)產(chǎn)BHYW一8S型八嘴數(shù)控水泥包裝機(jī)，采用回轉(zhuǎn)式(變頻器調(diào)速)運(yùn)行方式，八路獨(dú)立系統(tǒng)，閘板和掉袋的動(dòng)作元件由電磁鐵演變?yōu)樗欧妱?dòng)機(jī)執(zhí)行伺服指令動(dòng)作。

1 數(shù)控包裝機(jī)與傳統(tǒng)包裝機(jī)對(duì)比

傳統(tǒng)包裝機(jī)的電磁鐵，銜鐵上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，頻繁撞擊鐵心，導(dǎo)致銜鐵變形，動(dòng)作不靈活，造成計(jì)量不準(zhǔn)確。銜鐵變形后，運(yùn)動(dòng)受阻，線圈電流變大，導(dǎo)致線圈經(jīng)常燒毀，浪費(fèi)生產(chǎn)成本和生產(chǎn)時(shí)間。數(shù)控系統(tǒng)徹底克服了傳統(tǒng)包裝機(jī)的這些缺陷，極大地提高了整機(jī)產(chǎn)量和袋重準(zhǔn)確度，二者指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表1。

2 數(shù)控水泥包裝機(jī)工作原理

該數(shù)控回轉(zhuǎn)式水泥包裝機(jī)是以EDI一312SF電子稱重儀表為數(shù)控系統(tǒng)的控制中心，它根據(jù)存儲(chǔ)在單片機(jī)ROM中的程序，采集數(shù)字量(插袋檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)、灌裝開(kāi)啟接近開(kāi)關(guān)、掉袋電磁發(fā)生器、掉袋位置接近開(kāi)關(guān)和手操盤等輸人元件)和模擬量(傳感器稱重信號(hào))，并配置接口電路和伺服系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)水泥包裝機(jī)的灌裝控制，進(jìn)而按照水泥包裝機(jī)灌裝工藝，對(duì)閘板機(jī)構(gòu)、壓袋機(jī)構(gòu)和推袋機(jī)構(gòu)進(jìn)行程序化邏輯控制，實(shí)現(xiàn)水泥包裝機(jī)智能化、自動(dòng)化控制。包裝機(jī)八個(gè)出灰嘴，每個(gè)出灰嘴均有一套單獨(dú)的控制器、伺服系統(tǒng)和接口電路。

首先，開(kāi)機(jī)上電預(yù)熱10S，如果閘板、壓袋、推袋機(jī)構(gòu)都在原點(diǎn)位置(閘板全關(guān)、壓袋器壓下、推袋器收回)，這樣只需依次按一遍原點(diǎn)復(fù)歸按鈕，等稱重儀表顯示屏中的凈重倒三角指示燈亮后，即可進(jìn)入正常灌裝過(guò)程控制。反之，如果閘板、壓袋、推袋機(jī)構(gòu)不在原點(diǎn)位置，則必須先使用各自的點(diǎn)動(dòng)按鈕和正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)按鈕，將其調(diào)整到原點(diǎn)位置，然后依次按一遍原點(diǎn)復(fù)歸按鈕，等稱重儀表顯示屏中的凈重倒三角指示燈亮后，方可進(jìn)人正常灌裝過(guò)程控制。

當(dāng)人工插上水泥袋，旋轉(zhuǎn)到開(kāi)啟磁螺栓位置時(shí)，稱重儀表上的自動(dòng)倒三角指示燈亮，儀表自動(dòng)立即啟動(dòng)灌裝電動(dòng)機(jī)和全開(kāi)閘板，延時(shí)2s后判斷有無(wú)0.8 kg，有則繼續(xù)灌裝，沒(méi)有則立即關(guān)閉電動(dòng)機(jī)和全關(guān)閘板。持續(xù)灌裝直到袋中水泥的重量達(dá)到下限值(通過(guò)儀表設(shè)定)立即自動(dòng)半關(guān)閘板，進(jìn)行細(xì)流填料，直到袋中水泥的重量達(dá)到上限值(通過(guò)儀表設(shè)定)，立即自動(dòng)全關(guān)閘板，關(guān)閉電動(dòng)機(jī)。

達(dá)到重量要求的水泥袋自動(dòng)旋轉(zhuǎn)到掉袋位置(接包機(jī)上方)，該信號(hào)輸入給儀表輸入端(儀表屏中的合計(jì)倒三角指示燈亮)，得到掉袋命令后儀表立即自動(dòng)輸出組合控制信號(hào)：抬起壓袋器、推出推袋器(將水泥袋推到接包機(jī)上輸送走)緩沖后壓下壓袋器、收回推袋器。完成一次正常灌裝，等待再次插袋進(jìn)人下一工作循環(huán)。沒(méi)有灌裝到上限值時(shí)的水泥袋，如果中途突然掉袋(重量下降小于0.8kg后)，儀表立即輸出“全關(guān)閘板，關(guān)閉電動(dòng)機(jī)”。

如果水泥包裝機(jī)旋轉(zhuǎn)N圈，水泥袋一直沒(méi)灌滿(沒(méi)有達(dá)到設(shè)定的上限值)，則不做任何動(dòng)作，繼續(xù)灌裝，直到該水泥袋重量達(dá)到上限值，并旋轉(zhuǎn)至掉袋位置后掉袋。數(shù)控回轉(zhuǎn)式水泥包裝機(jī)電氣原理見(jiàn)圖1。

伺服驅(qū)動(dòng)器可以實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位，其穩(wěn)態(tài)精度高，動(dòng)態(tài)性能好，可以很方便地進(jìn)行操作模塊和現(xiàn)場(chǎng)總線模塊的轉(zhuǎn)換。

伺服電動(dòng)機(jī)采用三相交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)，其常態(tài)指標(biāo)見(jiàn)表2～表4。

伺服電動(dòng)機(jī)編碼器是安裝在伺服電動(dòng)機(jī)上用來(lái)測(cè)量磁極位置和伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速的一種傳感器，按照物理介質(zhì)可以分為光電編碼器和磁電編碼器，另外旋轉(zhuǎn)變壓器也算一種特殊的伺服編碼器，市場(chǎng)上使用的基本上是光電編碼器，該包裝機(jī)采用的磁電編碼器主要優(yōu)點(diǎn)是可靠、價(jià)格便宜、抗污染，有趕超光電編碼器的趨勢(shì)。

4 數(shù)控水泥包裝機(jī)的應(yīng)用情況

4.1 數(shù)控水泥包裝機(jī)故障分析與判斷

（1）伺服系統(tǒng)是否正常，可通過(guò)短接法測(cè)試自動(dòng)控制，倘若正常說(shuō)明伺服系統(tǒng)無(wú)問(wèn)題。將短接線連接COM與ZQ，閘板應(yīng)該全開(kāi)；使用兩根短接線，一根先短接COM和Z1保持不斷開(kāi)，再用另外一根短接COM和ZQ，則閘板關(guān)閉一半；使用兩根短接線，一根先短接COM和Z2保持不斷開(kāi)，再用另外一根短接COM和ZQ，則閘板全部關(guān)閉。將短接線連接COM與TQ，推袋就應(yīng)該推出；使用兩根短接線，一根先短接COM和T1保持不斷開(kāi)，再用另外一根短接COM和TQ，則推袋架收回。先將短接線連接COM與Yl，壓袋電動(dòng)機(jī)激磁(手動(dòng)壓袋輪會(huì)有阻力)保持不斷開(kāi)，再用另外一根短接COM和YQ則壓袋器會(huì)抬起來(lái)，如果兩者都斷開(kāi)，則壓袋輪會(huì)靠自重垂下來(lái)。

（2）包裝機(jī)旋轉(zhuǎn)到開(kāi)啟位置下，出灰電動(dòng)機(jī)和閘板均不動(dòng)作。首先，檢查儀表凈重指示燈必須亮，不亮原點(diǎn)復(fù)歸，急停按鈕在正常位置，驅(qū)動(dòng)器顯示“RUN”。其次，倘若出灰電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，閘板不開(kāi)，先查看儀表自動(dòng)指示是否亮，倘若亮，則檢查輸出；倘若不亮，則應(yīng)測(cè)試電路是否導(dǎo)通，113對(duì)COM通斷與否，測(cè)試電路的兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)是否正常，113對(duì)114通斷與否，測(cè)試電控箱頂部里面的接近開(kāi)關(guān)是否正常，114對(duì)COM通斷與否，測(cè)試嘴子開(kāi)關(guān)處的接近開(kāi)關(guān)是否正常。倘若閘板開(kāi)，出灰電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，電控箱綠色指示燈亮，可能電動(dòng)機(jī)斷路器跳閘，檢查是否卡葉輪，也可能電動(dòng)機(jī)控制開(kāi)關(guān)沒(méi)有開(kāi)。倘若出灰電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)，閘板不開(kāi)，檢查閘板電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)器是否正常。上述檢查都沒(méi)問(wèn)題，檢查是否出灰嘴堵料。

（3）正常灌裝，質(zhì)量已達(dá)到上限，旋轉(zhuǎn)到掉袋位置，仍然不掉袋。首先確定儀表合計(jì)指示燈是否正常亮，倘若亮檢查壓袋電動(dòng)機(jī)是否正常動(dòng)作抬起以及推袋電動(dòng)機(jī)動(dòng)作是否正常動(dòng)作推出；倘若儀表合計(jì)指示燈不亮，檢查掉袋電磁發(fā)生器是否有磁場(chǎng)。有磁場(chǎng)，更換儀表再試；無(wú)磁場(chǎng)，檢查發(fā)生器內(nèi)阻是否30Ω，檢查電源15V，檢查掉袋接近開(kāi)關(guān)是否正常，用磁螺栓吸住接近開(kāi)關(guān)，萬(wàn)用表測(cè)量107和COM是否導(dǎo)通；開(kāi)關(guān)與磁片距離應(yīng)保證在20mm以內(nèi)。

（4）袋重不穩(wěn)定。首先，檢查秤臺(tái)除傳感器外不能有外物連接磕碰，包裝機(jī)旋轉(zhuǎn)必須平穩(wěn)，空轉(zhuǎn)不能出現(xiàn)大于0.1以上的顯示，傳感器必須緊固，連接必須可靠，保證物流供應(yīng)及時(shí)，個(gè)別嘴出現(xiàn)此問(wèn)題可更換儀表測(cè)試。其次，根據(jù)實(shí)際產(chǎn)量和精度要求調(diào)整儀表上限值和下限值，一般經(jīng)驗(yàn)根據(jù)不同灰質(zhì)上限值應(yīng)該在49.8～50.0kg，下限值應(yīng)在44.0~47.0kg。下限高產(chǎn)量高，超過(guò)限度精度會(huì)波動(dòng)大，這一點(diǎn)必須根據(jù)實(shí)際水泥流動(dòng)性調(diào)整，必須保證細(xì)流1~2S。

4.2 數(shù)控水泥包裝機(jī)維修實(shí)例

數(shù)控水泥包裝機(jī)維修實(shí)例見(jiàn)表5。

4.3 日常使用注意事項(xiàng)

保持收塵系統(tǒng)運(yùn)行良好，收塵器進(jìn)風(fēng)口一定要置于包裝機(jī)最下端，這樣可以保證收塵效果更好，機(jī)體更干凈。定期標(biāo)定、定期清灰、定期巡檢，不隨便斷電。避雷系統(tǒng)要單獨(dú)接地，兩者地線不能混用，定期檢查檢測(cè)接地情況。

作者：鄔永紅、謝俊

來(lái)源：《水泥雜志》

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