宋高旗，姚 勝，欒海龍

（一拖（洛陽）鑄造有限公司，河南洛陽 471004）

1 混砂和送砂系統(tǒng)的工作原理

混砂機啟動后，混砂葉片慢速旋轉，砂子經(jīng)定量后加入到混砂球體中，隨后分別加入樹脂組分Ⅰ、組分Ⅱ；混砂機快速旋轉，將兩種樹脂液料與砂子混勻；混砂時間到后，底部氣動卸砂門打開，混砂機反向慢速旋轉，型砂隨著混砂葉片的旋轉被卸放到送砂小車中；由送砂小車將混好的型砂送到指定的制芯機砂斗中。

2 YTLHS300冷芯盒混砂和送砂系統(tǒng)的設備結構

圖1 機座結構圖

圖2 混砂機構結構圖

圖3 卸料門結構圖

該機主要由機座、混砂機構和卸料門等部分組成，如圖所示。

3 YTLHS300冷芯盒混砂和送砂系統(tǒng)的工作過程

定量斗加砂定量→砂定量完畢→樹脂組分Ⅰ和組分Ⅱ定量→混砂機啟動（慢速）→定量斗出砂口打開→樹脂組分Ⅰ和組分Ⅱ加入→混砂機高速混制型砂→混砂完成→卸砂→卸砂完畢→送砂小車送砂到要砂機位→放砂→放砂完畢→送砂小車返回到原位待命。

3.1 YTLHS300冷芯盒混砂和送砂系統(tǒng)若干問題分析

3.1.1 樹脂發(fā)送的控制程序不完善

（1）問題說明

混砂機使用的樹脂都存儲在樹脂保溫箱中，當保溫箱中的樹脂不足時，氣動隔膜泵就將桶裝的樹脂輸送到保溫箱中[1]，而樹脂發(fā)送指的就是這個輸送過程。

樹脂發(fā)送過程受保溫箱中液位傳感器的控制。液位傳感器依靠底部的浮球漂浮在液面上，隨著液面一塊升降，當傳感器感應到下液位開關時，氣動隔膜泵開始運行，樹脂添加過程開始；當傳感器感應到上液位開關時，氣動隔膜泵停止運行，樹脂添加過程結束。

但在實際生產(chǎn)中，經(jīng)常會出現(xiàn)樹脂發(fā)送過程不會停止的情況。這樣不僅導致大量樹脂溢出保溫箱，浪費生產(chǎn)原材料，還影響了設備的生產(chǎn)效率。

（2）問題分析

通過現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)液位傳感器在樹脂發(fā)送過程中卡死在上液位開關和下液位開關之間是引發(fā)以上問題的原因。

如果傳感器在樹脂發(fā)送過程中卡死，它就不能隨液面一塊升降，即使實際液位達到上限，傳感器也不能感應到上液位開關，氣動隔膜泵就不會停止運行，并一直往保溫箱里輸送樹脂，導致大量樹脂溢出保溫箱。

（3）問題解決方案

為了解決以上問題，最有效的方法就是從樹脂發(fā)送的時間控制上入手。在控制程序中，添加了2個計時器T57和T59,T57設定時間為6分30秒，指的是傳感器從下液位開關到上液位開關的最長時間；T59的設定時間為2分30秒，指的是傳感器脫離下液位開關的最長時間（這兩個計時器的時間都是根據(jù)現(xiàn)場實際記錄設定的）。這兩個計時器不管哪個有輸出，都會觸發(fā)報警輸出Q21.7（程序修改后如圖4所示）。

如上程序修改后，當液位低于下限，隔膜泵開始運行時，T57、T59也開始計時，在計時器T59的設定時間內(nèi)液位傳感器必須脫離下液位開關I7.1，并在計時器T57的設定時間內(nèi)液位傳感器必須感應到上液位開關I7.0。如果其中任何一種情況沒有完成，都會觸發(fā)外部的報警裝置，警示現(xiàn)場的操作人員需采取措施，以保障設備的正常生產(chǎn)。

3.1.2 自動生產(chǎn)時混砂過程不穩(wěn)定

（1）問題說明

現(xiàn)使用的YTLHS300冷芯盒混砂和送砂系統(tǒng)為兩臺130L冷芯盒制芯機供砂?；焖蜕跋到y(tǒng)在自動操作模式下工作時，有時只固定給一臺制芯機混送砂，而另一臺制芯機即使在發(fā)出缺砂信號的情況下，混送砂系統(tǒng)也不為其混送砂，最終導致缺砂的這臺制芯機因無砂而停止生產(chǎn)。

（2）問題分析

混送砂系統(tǒng)PLC程序中的FC3功能塊就是決定混送砂系統(tǒng)該為哪臺制芯機混砂的，由于其程序不嚴謹，當兩臺制芯機同時向混送砂系統(tǒng)發(fā)出要砂信號時，其中一臺制芯機的要砂信號就起不到作用，在接下來的自動運行過程中也一直不起作用，直到將混送砂系統(tǒng)的的操作模式先打為手動、再打為自動后，其工作方式才恢復正常。

而FC3功能塊中程序編寫的也較為復雜，有的程序本來一段就可以完成，但卻分成了數(shù)段，多出了很多中間位，有的程序甚至在實際生產(chǎn)中就用不到。這樣不但增加了程序的不可靠性，還給維修人員在程序的理解和故障的判斷上制造了很多困惑，從而降低維修效率。

圖4 修改后的程序

（3）問題解決方案

為了徹底解決以上問題，我們制定了一個新的混送砂方案：當混砂機收到兩臺制芯機的要砂信號后，程序中對應兩臺制芯機的計時器就開始計時；混砂機準備混砂前，會對兩個計時器的時間進行比較，哪個時間長，混砂機就先為對應的那臺制芯機混砂，以做到先要先混。此方案需要通過修改程序完成，具體修改過程如下。

首先，對FC3功能塊中的程序進行簡化，把不用的程序直接刪除，把復雜的語句簡單化。其次，重新編寫部分程序。在新編程序中加一個1s的脈沖M1.0，兩臺制芯機的要砂信號各帶一個計數(shù)器，分別是C1和C2，記錄脈沖M1.0的次數(shù)，其實也就是在記錄兩臺制芯機各自的要砂時間（程序修改后如圖7、圖8所示）。

程序修改后，通過對C1和C2進行比較，就可判斷出兩臺制芯機要砂的先后順序，混砂機會優(yōu)先給早要砂的制芯機混砂，當給早要砂的制芯機混完砂準備送砂時（程序中兩臺制芯機的送砂標志位分別為M170.1和M170.2），其對應的要砂計數(shù)器就要復位成0，等待下一個要砂信號，此時，晚要砂的制芯機在程序中對應的計數(shù)器還在計數(shù)，其數(shù)值肯定比0大，所以再次比較后，混送砂系統(tǒng)就開始為它混砂，當準備給它送砂時，其計數(shù)器也復位成0，也開始等待下一個要砂信號。通過這樣的循環(huán)對比，來決定混送砂系統(tǒng)為哪臺制芯機混砂，以保證設備在運行過程中的可靠性。

4 結束語

通過使用樹脂液位分階段報警和送砂位要砂計時比較的方法，有效的解決了混送砂系統(tǒng)的樹脂發(fā)送控制程序不完善、自動生產(chǎn)時混砂過程不穩(wěn)定的問題。我們將會繼續(xù)優(yōu)化和改進此設備，最終使其達到最優(yōu)的工作狀態(tài)。

圖5 兩臺制芯機要砂信號計數(shù)器

圖6 兩臺制芯機的計數(shù)器進行比較