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技術論壇  液體灌裝機系統的前沿設計
液體灌裝機系統的前沿設計2019-11-18

1.前言

近些年來,隨著社會經濟的快速發展和人們工業技術水平的不斷提高,各種用于化工工業制品生產和灌裝機生產設備也相繼研發面世。灌裝機正是由于化工工業的增長刺激而得到大規模的推廣應用。由于工業技術的提高,人們對食品生產的安全性要求也越來越高。傳統的灌裝機控制系統已經不能滿足現代工業生產的需要,基于全自動灌裝機控制方式的新型自動灌裝機逐漸取代老式液體灌裝機,成為市場的主流。助劑灌裝機由于具有清潔、安全、高效及自動化程度高等諸多優點,全液體灌裝機目前已經廣泛應用于飲料、醫藥、化工及石油等諸多生產領域。主要從全定量灌裝機技術指標、組成及工藝、電子秤控制方案設計三個方面,對其控制系統進行設計研究。

2.定量灌裝機的主要技術指標

全自動液體灌裝機主要用于對液體灌裝具有較高要求(如安全性、密封性、清潔度等)的場合,包括各種高級飲料、高純度醫藥、精油提煉及有毒、腐蝕性液體的灌裝。目前,對于全自動液體灌裝機設計的技術指標要求如下:

1)單桶電子秤灌裝的容量為200L,容許的誤差為±0.1L;

2)灌裝速度為300600L/分鐘;

3)灌裝效率要求:灌裝產品合格率>97%,包裝材料浪費率

4)不出現冒泡、滴漏及外溢情況;

5防爆電子秤自動定位及故障報警;

6防爆電子秤開機時,機器由低速緩升到設定倍速,無剛性沖動,不會破瓶傷機。

3.液體灌裝機主要組成及工藝

全自動液體灌裝機由傳送裝置、灌裝裝置、吸封蓋裝置和感應裝置四大部分組成,傳送裝置由傳送帶、輸送帶、輸送電機和升降氣缸組成;灌裝裝置由灌裝槍、灌裝桶、同步電機、無桿氣缸及滾輪臂組成;吸封蓋裝置由吸蓋裝置組成;檢測感應裝置由光電傳感器、接近開關和稱重傳感器組成。

 1自動配料系統-同步電機; 2-滾輪臂; 3-灌裝槍; 4-無桿氣缸; 5-吸蓋裝置;6-光電傳感器; 7-灌裝桶; 8-接近開關; 9-輸送帶; 10—傳動齒輪;11—傳送帶; 12—輸送電機; 13—升降氣缸; 14—稱重傳感器

全自動液體灌裝機的工藝過程為:將灌裝桶放置于輸送帶后,由輸送電機將其傳送至灌裝位置;此時,布置于灌裝位置的接近開關自動感應,并將感應信號傳給PLC控制系統;攪拌罐液體灌裝機PLC控制輸送電機停止轉動,溶劑灌裝機同時控制升降氣缸帶動滾輪臂上升,將灌裝桶移動至灌裝槍位置;此時,位于灌裝槍端口的光電傳感器自動感應灌裝桶的位置,配料罐自動灌裝機并將信號傳給PLC控制系統;當灌裝桶到達預定位置后,稱重系統稱重???/a>PLC控制同步電機停止轉動,同時吸蓋裝置啟動將蓋子吸走;然后灌裝槍開始往灌裝桶中灌裝液體,由稱重傳感器將桶中液體的重量信號傳給PLC控制系統;當達到預定重量時,PLC控制灌裝槍停止灌裝,吸蓋裝置自動將蓋子封上,啟動輸送電機,將灌裝桶運走。

4.控制系統方案設計

4.1控制系統硬件設計

全自動液體灌裝機硬件設計主要包括PLC控制系統和各傳感器的設計。PLC控制系統主要采用的是三菱公司的FX3U系列可編程控制器。助劑灌裝機系列編程器具有儲存容量大、運算處理速度快、兼容性好及可擴展能力強等諸多優點,非常適合用于全自動化的工業生產控制中。而為了保證傳感信號的準確性和穩定性,光電傳感器、接近開關、稱重傳感器、無桿氣缸及同步電機等均采用進口的設備。

4.2控制系統軟件設計

全自動液體灌裝機控制系統軟件設計的主要內容是PLC可編程控制器的編制。為了保證灌裝過程各部分裝置動作的準確可靠,油墨灌裝機需要通過PLC程序對各傳感器、繼電器、開關及電磁閥進行控制。其油漆灌裝機控制系統程序,其中:M1、M2、M3、M4為輔助繼電器;X0為壓力開關—用于頂桶檢測;X1為接近開關—用于灌裝位置檢測;X2為光電傳感器—用于桶口位置檢測;X14為接近開關—用于灌裝槍升到頂位標志;X15為接近開關—用于灌裝槍降到頂位標志;X16為接近開關—用于支座升到頂位標志;Y0為輸出繼電器—用于空桶輸送電機啟/停;Y2為輸出繼電器—用于同步電機啟/停;Y3為氣動電磁閥—用于支座升降;Y5為氣動電磁閥—用于灌裝槍上升;Y6為氣動電磁閥—用于灌裝槍下降;T1為定時器—100ms.

5.結語

相對于傳統方式反應釜灌裝機,全自動液體灌裝機由于具有清潔、安全、高效及自動化程度高等諸多優點,目前已經廣泛應用于飲料、醫藥、化工及石油等諸多生產領域。本文首先對全自動液體灌裝機的主要技術指標、組成及工藝進行了分析,接著從控制系統硬件及軟件設計兩方面,對其控制方案進行設計研究。

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