當前位置：歐亞貿易網(wǎng) > 技術中心 > 所有分類
| 多工位液體灌裝機的控制原理及技術特點 | 2022-07-13 |
| 液體灌裝機主要由分桶器、緩沖輥道、選桶器流量控制器、稱重系統(tǒng)、壓蓋機和電氣控制系統(tǒng)等七大部分組成。電氣部分由 PLC、稱重儀表、人機操作界面、變頻器等部分組成?？筛鶕?jù)用戶個性化設置，對進桶、分桶、桶定位、稱重灌裝桶輸送和壓蓋等過程進行全自動控制，可實現(xiàn)快速、高精度的多工位灌裝(為敘述方便以12頭灌裝機為例進行說明)。 自動灌裝機采用12臺高精度稱重儀表，對12個工位的灌裝過程進行同步控制。稱重儀表可方便的設置目標灌裝重量值、大投提前量、中投提前量、皮重比較值等參數(shù)。動態(tài)響應速度快，可自動去除環(huán)境振動的影響，能夠保證灌裝精度的要求。 稱重灌裝機具備人性化人機界面，人機界面的設計以人為操作習慣為設計出發(fā)點，各種模式均具備人性化的操作界面，提供便利的同時也具備各種保護功能，用戶可根據(jù)實際需要設定個性化工作參數(shù)，設定后即可直接進人工作狀態(tài)。操作簡單、便捷，無需等待重啟等復雜操作。 整條生產線具備全面動態(tài)自檢功能，能自動檢測線上任何位置桶擁塞、過載等異常。發(fā)現(xiàn)異?？梢宰詣訒和＃惓Ｅ懦罂裳杆倩謴凸ぷ?，操作簡單，恢復速度快，安全可靠。 多工位灌裝系統(tǒng)經過一年多的生產實踐證明：該稱重系統(tǒng)安全穩(wěn)定、運行可靠、精度高.滿足用戶的要求。該稱重系統(tǒng)可應用于各種液體灌裝，有著良好的經濟效益和社會效益意義，在國內灌裝機行業(yè)中處于地位。 多工位稱重灌裝機的主要技術參數(shù): (1)包裝桶規(guī)格:4Kg或6Kg (2) 灌裝工位:12 (3)電源:50/60HZ 380VAC+10% (4)灌裝0.5號 (5裝():4Kg:1800桶/小時6K-1600桶/小時 稱重系統(tǒng)組成與功能介紹 (一)分桶器和定桶器 灌裝系統(tǒng)的灌裝桶是由輸送鏈板傳送過來的。規(guī)格一致的包裝桶在進人生產線時，首先由分桶然將車結堅貼的桶按照一定的間距愿離開來，形成有一定間距的包裝桶序列。實現(xiàn)方法為:以前后兩個擋板將前面的桶與后續(xù)的桶隔離開，兩個擋板按一定的周期交替開關，借助輥道的運動將桶的間距拉開，形成等距的灌裝桶序列(每組12個桶)。 定桶器是將一組分離開來的桶固定在特定位置上，然后處于等待狀態(tài)。用光電開關檢測桶的位置，PLC計算桶到達預定位置的時間，將定桶氣缸伸出，將桶定位。一旦上一次的灌裝桶進入灌裝位，送桶輥道便處于空閑狀態(tài)。此時，推桶橫梁將一組包裝桶直接推送至送桶輥道上面，為下一次灌裝環(huán)節(jié)做好準備。 (二)輥道拖板 在環(huán)形的鏈條傳送帶上等間距的安裝N 個托板，帶動灌裝桶前行。托板之間的距離等于兩個噴槍之間的距離，以便制12個灌裝桶與12個噴槍相對應。帶動托板的電機由變頻器控制，便于調整輥道托板的運行速度及定位。在輥道托板的側面固定安裝一個光電開關，通過測量托板的數(shù)量控制輥道的運行周期。恰當?shù)恼{整光電開關的位置就能保證桶口與噴槍相對應。 (三) 多桶灌裝 在送桶輥道上的12個灌裝桶由輥道拖板帶動，送到 12 個灌裝頭下。12 個桶分別在 12 個秤臺上，桶口定位器對桶口進行定位，噴槍下降到桶口內后，桶口定位器歸位，稱重系統(tǒng)進行去皮操作。根據(jù)設定的灌裝重量值，由稱重儀表和PLO進行快加料、慢加料的控制。加料結束后噴槍提升到桶口上，輥道拖板帶動灌裝后的桶送到下一個工序。 (四)儲液槽控制 由于多工位灌裝線的生產效率很高，在灌裝系統(tǒng)的上部設計了兩個儲液槽，兩個槽由管路聯(lián)通。儲液槽的下部通過柔性管路與灌裝頭相連，槽體的上部為進料管路，管路上安有氣動截止代，用于控制進料速度。槽內安裝液位開關，當液位低于低料位時，啟動物料泵，將物料源源不斷的送到儲液槽中;當液位到達高料位時，關閉物料泵。 (五)壓蓋機 壓蓋機的主要功能是使用收口沖頭將未壓緊未收緊的鋁圈蓋子壓緊收牢，最多每次處理6個桶蓋。在壓蓋機的入口處也要進行分桶、擋桶處理。壓蓋機的擋桶、分桶、下壓等動作由獨立的 PLC控制系統(tǒng)進行控制，而進桶、出桶環(huán)節(jié)的控制則由主控制柜控制，由主控制柜的PLC產生控制信號，控制進桶輥道的啟停進而控制壓蓋機的進桶數(shù)量，對灌裝過程進行整體協(xié)調控制。 (六)電氣控制系統(tǒng) 多工位液體灌裝機由可編程控制器(PLC)對分桶定位、輥道運行、稱重灌裝、料槽物料等進行整體協(xié)調控制。采用人機界面進行手動、自動等多種模式的控制，省去了面板上的大量按鈕、開關等器件，方便了操作；同時在觸摸屏上有很多狀態(tài)顯示，便于操作者了解系統(tǒng)的運行狀態(tài)。選用高精度的稱重模塊和高穩(wěn)定性的稱重儀表對灌裝過程進行控制，滿足系統(tǒng)的精度和速度要求。 灌裝系統(tǒng)控制方式有手動和自動兩種方式。手動時可實現(xiàn)單臺灌裝、輥道單獨運行、噴槍升降等動作。自動方式是按規(guī)定的程序控制系統(tǒng)的分桶、定位、拖桶、輥道周期運行、灌裝等過程。在系統(tǒng)啟動前還可以設定桶的規(guī)格，適用多種類似桶形的灌裝。 主要過程的控制方法 (一)分桶器和定桶器的控制 分桶器和定桶器的前擋板和后擋板配合鏈板輸送機完成分桶的功能。分桶器啟動前，先在前擋板和后擋板之間放一個桶，兩個擋板的距離恰好是一個桶的距離(擋板的距離可調，以適應桶形改變的情況)。擋板的動作由定時器控制，每次放行12個桶。初始時兩個擋板全是伸出狀態(tài)，分桶時擋板的動作如下:前擋板收回，延時T1，后擋板收回。再延時T2;前擋板伸出，延時 T3，后擋板伸出。這四個動作重復12次，就完成了12個桶的分離。分離后桶的間距通過調節(jié)鏈板的輸送速度和延時時間實現(xiàn)。 定桶的控制也是通過定時器實現(xiàn)的。共有12個定桶器，分別由氣缸帶動。定桶位之間的距離與輥道托板的間距一致。由分桶器分離后的個桶經過光電開關時，定時器10開始計時，通過設定的時間T10后，個定桶氣缸伸出，把個桶擋住定位;第二個桶經過光電開關時，定時器11開始計時，通過設定的時間T11后第二個定桶氣缸伸出。如此往復，完成12個桶的定位。實踐中，由于鏈板的運行速度較快，12個桶是連續(xù)前行的，擋桶器的伸出時間需精確控制，需經過多次試驗才能確定各個定時器的準確時間。 定位后的12個桶在灌裝過程停止時由推板推到桶暫存區(qū)，為拖板帶動灌裝桶到灌裝位做好準備。 (二)托板與多桶灌裝控制 為了保證灌裝桶準確送到噴槍口下，必須對拖板的停止位進行精確的控制。拖板的速度控制由變頻器實現(xiàn)，適當?shù)卦O置變頻器的啟動和停止時間能使拖板的控制更準確和穩(wěn)定。我們采用光電開關檢測拖板位置的方法進行定位，利用光電開關檢測拖板的脈沖前沿作為基準，當個拖板到達前的1秒，控制變頻器慢速運轉，使托板停止在較準確的位置。經過多次測試，拖板的位置誤差不超過5mm，通常情況下是2mm左右。 為保證噴槍下降時可靠地進入桶口內，在灌裝位的兩測安裝有桶口機械定位裝置，在噴槍下降前啟動桶口定位裝置，可確保噴槍順利進人桶內。 灌裝過程由PLC和稱重儀表共同完成，一臺稱重儀表對應一個秤臺。灌裝前系統(tǒng)自動判別皮重值是否在設定的范圍內。如果小于設定的皮重值，儀表不進行去皮操作，不啟動灌裝過程。這一功能可以避免由于桶不到位而出現(xiàn)的誤灌裝情況。 (三)壓蓋機控制 由灌裝機完成灌裝后的一組桶送到傳送鏈板、人工上蓋后進行分組。即在壓蓋機前安裝有一個光電開關，當檢測到通過6個桶后，自動停止輸送鏈板的運行，完成一次分組。分組后的桶依次進人到壓蓋機的鏈板上繼續(xù)前行。壓蓋機由六個工位組成，每次完成6個桶的壓蓋動作。在個桶進來時，個工位的擋桶裝置伸出，將個桶擋住;以此類推，共擋住6個桶。然后，6個壓頭同時下壓、收緊完成壓蓋動作，經延時后壓頭升起，完成一次壓蓋循環(huán)。 (四)防擁塞控制 灌裝生產線的核心設備是灌裝機與壓蓋機。承擔著精確灌裝與灌裝后壓蓋的主要職責，這兩者之間的傳輸機構是一條長度約5m的S形輸送鏈 板。此鏈板的速度可根據(jù)實際情況進行變頻調整，實際工作時要為壓蓋機的進桶環(huán)節(jié)提供受控(控速度，控數(shù)量)的進桶操作。 由于S形輸送鏈板的特殊位置與功能產生了一個無法忽視的安全性問題，即如何通過對S鏈板的運動參數(shù)控制保證鏈板上面的桶簇之間的疏密程度在一種自適應的狀態(tài)下進行傳送，有效防止桶簇間隔過密而導致容器擠壓(擠壓會導致灌裝機的出桶鏈條在向外送桶時產生自身強度無法承受的負荷，不但干擾到正常的灌裝過程，嚴重時可能毀損鏈條)。因此必須對S鏈板的運動進行嚴格控制，確保桶簇間隔在合理的范圍內。一般情況下?lián)砣怯捎趬荷w機出現(xiàn)故障時不能將桶及時送出壓蓋機而導致。 用兩種方法判斷擁塞的產生： （1）讓PLC產生一個周期性的方波(方波的高電平時間7秒寬度要遠大于低電平的時間0.3秒寬度)，把這個方波的高電平的時段作為考察的基準。在S形輥道接近壓蓋機處安裝一個光電開關。當桶經過該光電開關時產生一個脈沖。在周期性方波高電平這段時間內，累加脈沖的持續(xù)時間，記錄脈沖個數(shù)。當累加的脈沖持續(xù)時間超過設定值(實驗確定)和脈沖個數(shù)少于預定值時，判斷為擁塞。 （2）蓋機每次工作前后的進桶和出桶數(shù)量比較，一旦發(fā)現(xiàn)不一致的情況馬上產生擁塞信號。 以上兩點作用為或邏輯，即只要任何一種情況發(fā)生系統(tǒng)馬上生成相應信號。 擁塞產生后的系統(tǒng)處置措施： (1)S形輥道立即停止輸送; (2)灌裝機在臨近的一次灌裝周期末尾，提起噴槍，后續(xù)動作掛起不向下進行(僅僅是暫停動作，而不是終止灌裝機的工作進程)，拖動鏈板不運行。等待擁塞被排除后，人為解除暫停狀態(tài)，啟動拖動鏈板，繼續(xù)下一次灌裝周期。 結束語 自動灌裝線等設備的穩(wěn)定性與安全性是不可忽視的重要產品屬性。除了在硬件上采用高質量的元器件和可靠的設備結構外，在軟件上的完善控制方法也是極其重要的。我們在研制多工位液體灌裝線的軟件設計中采用防擁塞算法、皮重判別、入口和出口計數(shù)等方法有效地保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。相當一部分的算法在系統(tǒng)的正常狀態(tài)下是很少被激活的，但是一日出現(xiàn)異常的情形(如:傳輸環(huán)節(jié)擁塞，灌裝位環(huán)節(jié)出現(xiàn)容器異常)相關算法內容的啟動就會對整體系統(tǒng)的運行安全起到關鍵性作用。安全性是穩(wěn)定性的大前提，是系統(tǒng)正常運行與產品核心品質的基礎，也是先決條件。在自動化控制方面如果做“地基”前考慮問題不夠周全的話，任何小的細節(jié)的紕漏都將有可能造成安全問題甚至導致人員受傷，進而直接影響整個設備品質，所以如何在細微之處不放過任何安全問題隱患是自動化控制環(huán)節(jié)設計人員不可忽視的一項基本功。 | |
歐亞貿易網(wǎng)移動端
關于我們 企業(yè)建站 本站服務 會員服務 旗下網(wǎng)站 友情鏈接 興旺通 意見反饋
銷售熱線：0571-87209775 客服熱線：0571-81020280 采購熱線：0571-87759925
服務咨詢
網(wǎng)站客服媒體合作采購咨詢投訴熱線
