YTLHS300冷芯盒混砂和送砂系統若干問題總結

宋高旗，姚 勝，欒海龍

（一拖（洛陽）鑄造有限公司，河南洛陽 471004）

1 混砂和送砂系統的工作原理

混砂機啟動后，混砂葉片慢速旋轉，砂子經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若干問題分析

3.1.1 樹脂發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]，而樹脂發送指的就是這個輸送過程。

樹脂發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。

但在實際生產中，經常會出現樹脂發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，浪費生產原材料，還影響了設備的生產效率。

（2）問題分析

通過現場觀察，發現液位傳感器在樹脂發送過程中卡死在上液位開關和下液位開關之間是引發以上問題的原因。

如果傳感器在樹脂發送過程中卡死，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現場實際記錄設定的）。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，都會觸發外部的報警裝置，警示現場的操作人員需采取措施，以保障設備的正常生產。

3.1.2 自動生產時混砂過程不穩定

（1）問題說明

現使用的YTLHS300冷芯盒混砂和送砂系統為兩臺130L冷芯盒制芯機供砂。混送砂系統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出缺砂信號的情況下，混送砂系統也不為其混送砂，最終導致缺砂的這臺制芯機因無砂而停止生產。

（2）問題分析

混送砂系統PLC程序中的FC3功能塊就是決定混送砂系統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發出要砂信號時，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，但卻分成了數段，多出了很多中間位，有的程序甚至在實際生產中就用不到。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器，分別是C1和C2，記錄脈沖M1.0的次數，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器還在計數，其數值肯定比0大，所以再次比較后，混送砂系統就開始為它混砂，當準備給它送砂時，其計數器也復位成0，也開始等待下一個要砂信號。通過這樣的循環對比，來決定混送砂系統為哪臺制芯機混砂，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的樹脂發送控制程序不完善、自動生產時混砂過程不穩定的問題。我們將會繼續優化和改進此設備，最終使其達到最優的工作狀態。

圖5 兩臺制芯機要砂信號計數器

圖6 兩臺制芯機的計數器進行比較