石蜡低位码垛机故障解决对策

张海飞 牛颖(兰州石化公司炼油厂，甘肃 兰州730060)

1 光电控制及PLC程序控制改进

码垛机的电控系统由可编程控制器PLC、检测元件（光电开关、接近开关）、操作面板（包括触摸屏、按钮开关和指示灯）、控制元件（变频器、交流接触器和电磁阀）以及执行元件（电动机和气缸）等部件构成。

1.1 码垛机控制光电更新

码垛机各部光电有近36个，当有光电出现故障时，操作提示屏虽然会显示故障信息，但提示信息内容不全面，而且只能监控各I/O 信号是否正常，无法从根本找到异常运行或停机的根本原因，再者PLC 程序在终止运行后，需要重新复位才可以继续运行，这样给操作带来很大的不便，严重影响正常生产。

码垛机小车框架前后减速、到位控制光电，使用的是NAMUR FM18-R3P-C20P2 型电感式接近开关，其探测距离为0～2cm，这种开关的工作原理是：接近开关内的振荡器会产生一个交变磁场，当金属遮挡物接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属遮挡物内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。

这种设计对于被探测物体的间距固定时，有较好的作用，但在码垛机框架与龙门架之间的间距不稳定时，当两者间距大于接近开关的探测距离（＞2cm）时，接近开关探测不到金属遮挡物，从而引起接近开关不输出信号，导致PLC程序中止，码垛机无法继续进行工作，而当两者间距小于接近开关的探测距离（＜0cm）时，金属遮挡物会碰到接近开关上致使其损坏。

经过深入的原因分析，决定对原有小车框架上的4组接近开关进行更新，选用Omron E3JK-R4MS型反光板式光电开关，这种开关在石蜡包装线上被广泛使用，其性能具有动作可靠，性能稳定，频率响应快，应用寿命长，抗干扰能力强等特点。而改造过程也非常简单，只需在原有的4个接近开关位置上更换新的光电开关，而金属挡板前只需加装光电开关反光板即可完成。

1.2 码垛机控制光电改造

经过长期的观察发现，由于设计不合理，导致光电的控制对设备的保护不够，光电的自身保护也不足，而光电的信号输出时常出现错误，经常会导致码垛机无法正常工作甚至发生设备损坏。

1.3 码垛机PLC程序改进

经过长期的设备运行发现，由于蜡包的缝线接头或蜡包袋角经常误触动、闪动光电信号，导致光电的信号输出错误，进而影响PLC程序中断，致使码垛机异常停机，影响正常的生产。

经过和仪表维护单位共同研究，决定对原程序进行修改：

a.将原转位计数光电的时间继电器增加1 秒的延时（图-1），这样可以有效降低由于光电的信号错误导致的输出错误，防止蜡包排序混乱。

图-1 转位计数流程PLC程序

b.将原托盘输送机的时间继电器增加1 秒的延时（图-2），这样可以降低龙门架下降时误触碰蜡垛的概率，有效保护龙门架设备的升降安全。

图-2 托盘输送流程PLC程序

c.将原推包气缸磁电开关的时间继电器增加1 秒的延时（图-3），这样可以使小车皮带多转动1秒，这样可有效降低落蜡或蜡包未上满小车的概率，同时也降低了操作人员的操作难度。

图-3 蜡袋推包流程PLC程序

2 管理问题及解决方案

2.1 加强三级检查

一级检查：要求管理人员每天三次检查码垛机运行情况。

二级检查：要求维保人员早上下午两次检查码垛机运行情况，并每月定期安排对码垛机的预知维修（包括螺栓紧固，光电输出情况确认等），及时消除小隐患，避免大问题的发生。

三级检查：要求班组员工每班至少2 次检查码垛机的整体运行情况，包括皮带跑偏量确认、光电位置确认等。

2.2 建立《码垛机运行情况检查记录》

加强班组人员对设备检查情况的确认，对发现的小问题、小故障自行排除及修理，可有效降低了码垛机的故障率。

3 取得的成果

3.1 改造效果

在对石蜡码垛机经过三方面的改造后进行调试，设备运行平稳，有效的降低了装置因该设备故障原因非正常停工的概率。石蜡装置现在每月都能超额完成生产任务，不仅给码垛机的预知维修提供了时间保证，还有效的降低了员工的操作压力。

经过对2018 年11 月至2019 年7 月码垛机运行情况的统计，做出如下统计表（表-1）：

表-1 石蜡码垛机故障频次统计与停机时间统计表

3.2 经济效益估算

平均每月减少码垛机故障停机时间：120-29=91小时

按照平均测算，石蜡装置1小时生产成品石蜡6吨

平均每月增加石蜡产量：6吨/时×91小时=546吨

每吨石蜡的平均效益价格约为1700 元，维保单位对码垛机的改造投入费用约为1万元

措施实施后，因减少成型机故障停机时间，所增产石蜡的效益为:

4 结语

此次对石蜡装置低位码垛机的改造，是在石蜡成品销售整体划归中国石油西北化工销售的背景下进行的，这样的改造，既提高了设备的长周期运行能力，也有效的增加了石蜡的产量，为车间及炼厂总体效益的提升提供了强有力的保障。