包裝控制體系在漿板生產的運用

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本文作者：饒錦峰作者單位：福建省南紙股份有限公司

福建省南紙股份有限公司化漿車間的#2漿板機為幅寬2400mm的漿板機，設計產量為75t/d漿板，漿板機的日常生產均達到了設計的水平，但原漿包捆扎由人工操作，加之理紙機構缺陷和壓力機噸位不足，打包后的漿包鐵絲捆扎強度不足，外觀參差不齊，嚴重影響產品外觀質量及運輸時的裝車重量。為此公司結合實際對本包裝線進行了研制，實施了改造。改造后的生產工藝流程由理紙機、四柱液壓機、稱重儀、封包機及兩臺鐵絲打結機等主要設備組成。這套系統選用了西門子S7-200可編程控制器，增加一些傳動裝置，結構合理，投資經濟。

1工藝設備方案

(1）漿板機切紙后的紙頁為4張800×600mm的漿板，要求碼紙后的紙垛疊放整齊，包重為200kg，用牛皮紙進行外包裝，包裝后的鐵絲須捆扎結實，防止吊裝及運輸過程散脫，整套設備需自動連續生產。根據這一工藝要求，依據現有廠房實際情況，這套設備的工藝方案是：理紙→輸送→旋轉→單包提用下，漿垛對應于原輸送鏈條上的位置，旋轉了90°，由縱向進入壓力機設備。提升裝置下降，其后的漿垛動作過程相同。

(2）為了完成以上工藝過程，設備主體結構由以下幾部分組成（見圖1）：理紙機，旋轉機構，升降機構，壓力機，稱重機構，打結機，封包機及液壓傳動裝置。

(3）漿垛在壓力機固定下平臺表面的皮帶輸送機的帶動下，到達下平臺中點時，壓力機動作，活動上平臺下行，直至把漿垛壓縮到一定程度，上平臺回位，輸送皮帶把壓縮后的漿垛送出。

(4）在壓力機的后面設有一插紙裝置，底部漿包包裝用的包裝紙（人工預置于插紙裝置）在與漿包的磨擦力作用下自動隨漿包移動進入漿包底下（上面包裝用的包裝紙也由人工鋪設），由鏈條輸送機兩邊的固定漸變導向折板將底部包裝漿板折疊到漿包的兩邊，輸送到稱重機構進行稱重，按照工藝生產要求（每包為200kg）進行重量的增減，保證漿包重量恒定。稱重后由窄行打印機打出報表，漿包進入#1打結機。

（5）稱重機構輸送來的漿包（上下均已帶有包裝紙）進入#1打結機在兩只前后位置不一的行程開關的輸入信號感應下，打結機自動對漿包的橫向左右位置各進行2道捆扎（綁扎過程為：漿包就位→鐵絲夾緊→鐵絲拉緊→扭結→切斷→復位→進線→鐵絲夾緊→進入下一工作循環），捆扎結束后送到封包機。

(6）漿包輸送進入封包機中央時，設置的轉向裝置將漿包旋轉90°。封包機分別對漿包的寬度方向的兩端包裝漿板按左右、下邊、上邊的順序進行折疊，并在上折疊桿的保持下將漿包送到#2打結機。圖2是它的動作示意圖。升并旋轉→輸送→壓縮→輸送→加下部和上部包裝紙→稱重→輸送→橫向捆扎（左右各2道）→輸送→旋轉及包裝紙折疊→輸送→縱向捆扎（左右各1道）→輸送至人工小推車。

2自動打包生產線流程

(1）切紙機切后的漿板經短皮帶輸送機及長皮帶輸送機輸送到理紙機進行分垛后的落紙、碼紙、震紙[1]，使碼紙臺上的紙垛疊放整齊，碼紙臺在PLC自動控制下，在一定的時間間隔時下降一定的高度，在碼紙臺下降到工藝需要的高度（包重約200kg）時，接近開關動作向PLC輸入開關信號，PLC控制接紙叉臂伸出，接住連續落下的漿板紙，此時碼紙臺快速下降，下降到底后碼紙臺的輸送系統生產線流程如圖1。鏈條和旋轉裝置輸送鏈條同時啟動，漿板紙（共4垛）在旋轉裝置上前行，碰觸旋轉裝置的行程開關，碼紙臺上升，輸送鏈條均停止，旋轉裝置將向順時針方向旋轉90°。碼紙臺到達上部頂端時，接紙叉臂退回至原位，如此實現自動換垛。

(2）旋轉裝置旋轉90°到位后，其輸送鏈條和過渡輸送鏈條啟動，當第1垛進入提升旋轉機構時，第2～4垛仍在過渡輸送鏈條上，此時過渡輸送鏈條自動停止，漿垛停止輸送等待提升；同時旋轉裝置逆時針方向退回原位；第1垛的漿垛提升過程中，通過裝置上配置的可上下及90°旋轉盤的作(7）#2打結機對漿包縱向左右位置各進行1道捆扎，捆扎的動作過程與#1打結機是一樣的。捆扎完的漿包就通過鏈條輸送到就位的人工推車上，由生產人員推至指定位置進行堆放。而后續的漿包不斷自動重復上述過程，實現連續的自動化作業。

在上述各工序的作業過程中，若某臺設備被占用，則漿包停在相應的設備上等待，直到該設備為空時漿包才會被送到該設備執行相應的操作，而這些控制是靠安裝在各設備上的各種感應開關（接近開關、行程開關、磁性開關等）來實現的。工作過程中若打結機發生故障,可根據故障的具體情況,將漿板暫時存放在輸送機、旋轉輸送機、緩沖輸送機上，待設備恢復正常后再進行漿板的打包工作,以保證正常的連續生產不受影響。

3控制系統硬件構成和說明

可編程序控制器采用西門子SIEMENSS7-200PLC，整條生產線共用5套S7-200/CPU224及各自的擴展模塊，是既相互獨立又相互聯系的控制系統。5套PLC分別是理紙機1套，壓力機1套，打結機每臺1套共2套，封包機1套。其中理紙機控制系統是主控系統，是整條生產線的控制中樞，能夠通過適當的方式接收來自于生產線上的控制元器件限位開關的信號，并通過適當的方式控制執行元器件液壓電磁閥和液壓馬達等。PLC的輸入主要是開關量和一些控制信號，輸出主要和液壓設備的執行部件相連，如液壓電磁閥、液壓馬達及氣動電磁閥等等?？刂葡到y選用的限位開關、接近開關和液壓電磁閥等元器件均為24VDC控制，本控制系統PLC采用繼電器的輸出方式，理想地完成了本生產線所有的控制任務。

4結束語

本控制系統經調試投入運行經過連續生產使用，設備的各項技術性能指標均達到預期要求，減少包裝人員，并降低勞動強度，提高生產效率，大大增加了包裝捆扎強度，由此提高單位體積的包重，增大裝車量（以核定30噸的車為例，可多裝約3.5噸），降低運輸成本，提高效益，并且明顯地改善包裝的外觀品質，得到客戶的一致好評。