1概述
石化公司催化剂厂三套微球车间是催化剂成品的产出车间，自动包装线承担成品的出厂包装。自2014年车间更新包装线以来，故障频发，主要表现在包装线在自动运行时，经常出现不连续装袋，设备无法长周期连续运行，导致包装线运行效率低下，严重制约了车间产出率。
2自动包装线原理
2.1自动包装线工作原理
催化剂厂三套微球车间自动包装线由输送、称重、装袋、缝合、复检五部分组成。催化剂产品由成品仓经电机输送到料斗，控制系统控制料门放料到称重仓，称重量达到称重控制器设定值后关闭料门，再经放料阀装袋，包装袋封口，最后再次通过称重验证完成一个袋次的包装。装袋完成后自动进行下一个袋次的自动运行。
2.2自动包装线控制原理
三套微球车间自动包装线控制系统主要由西门子S7-200PLC、托利多称重控制系统组成。输送、称重、装袋过程由S7-200PLC、托利多称重系统控制完成。缝纫、复检过程各自独立运行。输送、称重、装袋过程是整个自动包装的核心部分。包装线运行后，夹袋信号触发PLC控制打开进料门，同时PLC触发托利多称重显示控制仪运行，当称重量达到设定值后，控制仪控制关闭进料阀，打开放料阀放料，放料完毕后，新的夹袋信号触发进入下一次装袋过程。
3原因分析及故障确定
在包装线现场观察，连续的装袋过程经常出现停顿现象。主要表现在上一个袋次完成后，夹袋信号触发并没有自动进入下一个袋次包装，从而导致包装线中断。再次启动运行按钮后包装线后又能够重新进入装袋。这种中断现象没有规律，有时可以连续装几袋、有时候仅仅只装一袋。包装线因此效率低下。
从故障现象分析，故障出现在装袋完成后即下一个袋次开始前。由于下一个袋次的包装是由夹袋信号控制PLC触发称重显示控制仪来进行的，由此可以判定故障环节在触发控制部分。触发控制部分硬件由夹袋回讯器、PLC可变程序控制器、PLC接点输出隔离继电器等构成，软件为PLC内部触发控制逻辑。触发控制部分的硬件故障和软件控制逻辑都会导致不连续装袋。
进一步观察控制过程发现，夹袋信号触发后信号进入PLC，PLC夹袋输入信号灯亮，说明夹袋信号已经进入PLC，夹袋信号正常。PLC经运行逻辑控制后输出一个脉冲宽度为0.4s脉冲信号经输出隔离继电器触发称重控制仪运行。从PLC输出状态指示灯以及在线程序实时运行状态观察，脉冲信号输出以及输出灯状态正常，经测量确认PLC有0.4s的脉冲信号输出。脉冲信号经隔离继电器时能明显看见继电器工作指示灯亮，并且有清晰的继电器接点接通的卡塔声。整个控制过程信号状态正常，说明整个触发控制逻辑是正确的。剩下的问题就是硬件故障导致了不能连续装袋。触发控制部分硬件部分仅有隔离继电器和称重控制仪。由于故障表现为时好时坏，说明硬件完全损坏的可能性很小，进一步检查称重控制仪，给称重控制仪多次加载启动信号，控制仪均能正常启动，说明称重控制仪性能也是好的，那么造成包装线不连续装袋的故障就只能是隔离继电器的原因。
隔离继电器在PIC控制回路中常常作为输入输出数字量的隔离元件。加装隔离继电器的作用一方面是为了匹配外部信号与PIC控制器本身额定信号一致；另一方面隔离继电器作为保护元件把PIC控制器信号本身与外部危险电压进行隔离。普通继电器是电磁结构，采用电磁线圈缠绕在铁芯上，当线圈两端通电后，产生磁力吸引衔铁产生机械位移，衔铁带动动触点和静触点接触，完成吸合动作。由于继电器本身机械结构较多，受制作工艺以及材料影响，以及长周期运行后继电器性能会有一定程度的降低，电磁式继电器通电后触点在吸合和断开的速度趋于减慢，尤其是在通断很频繁的情况下，触点吸合和断开的速度性能下降的更快。继电器在长时间使用后很容易出现这种性能下降现象，在使用过程中很难发现这种故障。结合PLC逻辑控制后输出的是一个脉冲宽度为0.4s脉冲信号，由于脉冲信号本身时间较短，如果继电器触点动作速度减慢，0.4s脉冲信号通过继电器后脉冲信号宽度会小于0.4s，而且这个减小的脉冲信号宽度可能存在不确定性，正是由于这个原因造成称重控制仪启动脉冲信号有时候太短，不足以达到启动称重控制仪的条件，造成包装线不连续装袋的故障。
4故障解决
4.1故障解决方案一
针对以上故障分析，继电器性能降低导致包装线不能连续装袋。更换继电器可以解决触发信号太短不能启动称重控制仪的问题，从而保证了称重控制仪启动信号可靠，保证包装线连续生产。因为新继电器性能在各方面处于一种良好状态，更换继电器后通过实际运行发现，解决了包装线不连续装袋的故障。
4.2故障解决方案二
通过更换继电器后达到了解决包装线不能连续装袋的故障，这种方法解决了催化剂厂微球车间包装线连续生产的要求。更换继电器可以在短时间周期里达到控制要求，但从继电器本身特性来说，随着运行时间的增长，继电器性能会随时间延长而逐渐降低，当性能降低到一定程度，又会重复出现包装线不能连续装袋的故障。为了更好的达到长周期运行包装线的目的，必须采用更为切实有效的故障解决办法。
包装线触发控制是PLC输出一个脉冲宽度为
0.4s脉冲信号。包装线不能连续工作的原因是由于称重控制仪启动脉冲信号太短造成的。另一种解决思路是增加触发控制PLC输出脉冲信号的宽度，以解决称重控制仪启动脉冲信号太短的问题，满足称重控制仪正常启动的要求。因为通过增加脉冲信号宽度后，即使继电器在使用过程中性能下降使脉冲信号宽度产生减小，但减小后的脉冲信号仍能达到正常启动称重控制仪的要求。这就要求合理设置脉冲时间。通过对程序修改将脉冲宽度为0.4s脉冲信号改为1s后，在未更换继电器的情况下同样达到了解决故障的目的。
5总结
对于催化剂厂三套微球车间这种定量自动包装线，它们的控制原理基本相同，都是依靠条件来触发启动定量称重系统。在控制信号逻辑正常的情况下出现的这种不连续工作，往往是因为触发信号未能可靠启动定量称重控制系统引起的，解决的方案可以通过更换隔离继电器、增加触发定量称重控制的时间等方法来达到正常启动定量称重控制系统的目的，从而保证自动包装线的连续生产。催化剂厂三套微球自动包装线通过增加称重控制仪触发时间、更换继电器的方法，解决了包装线不能连续工作的故障。通过一年多的运行测试，包装线再未出现类似故障，从而完美解决了自动包装线不能连续装袋故障。

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