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自動(dòng)灌裝機用于灌裝各種各樣的瓶裝飲料, 適合大中型飲料生產(chǎn)廠(chǎng)家。早期的灌裝機械大多數采用容積泵式、蠕動(dòng)泵式作為計量方式。這些方式存在一些缺點(diǎn), 例如: 罐裝精度和穩定性難以保證、更換灌裝規格困難等。
本系統采用的飲料分裝計量是通過(guò)時(shí)間和單位時(shí)間流量來(lái)確定的, 計量精度由可編程序控制器( PLC) 控制確定, 通過(guò)人機界面———觸摸屏監測運行狀態(tài), 可在線(xiàn)修改運行參數。PLC控制具有編程簡(jiǎn)單、工作可靠、使用方便等特點(diǎn), 在工業(yè)自動(dòng)化控制域應用廣泛。觸摸屏是顯示器和觸摸開(kāi)關(guān)一體型的可編程終端( PT) , 是新一代的人機界面產(chǎn)品。專(zhuān)為PLC應用而設計的觸摸屏集主機，入和輸出設備于一體, 適合在惡劣的工業(yè)環(huán)境中使用。
自動(dòng)灌裝機主要包括三大部分: 恒壓儲液罐、夾瓶及灌裝頭部分、變頻調速傳送帶部分。主機的上部是恒壓儲液罐, 里面有上限位和下限位液位傳感器,它們被淹沒(méi)時(shí)是1狀態(tài)。液面低于下限位時(shí)恒壓儲液罐為空。飲料通過(guò)進(jìn)液電磁閥流入恒壓儲液罐, 液面到達上限位時(shí)進(jìn)液電磁閥斷電關(guān)閉, 使液位保持穩定。灌裝設備生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖1。
恒壓儲液罐下面是夾瓶及灌裝頭部分, 共有24個(gè)灌裝頭。夾瓶裝置由氣壓缸1驅動(dòng)下降, 下降到位后, 夾瓶裝置由氣壓缸2夾緊定位, 下降及夾緊由行程開(kāi)關(guān)控制位置。定位夾緊后, 灌裝頭由氣壓缸3驅動(dòng)下降, 到位后灌裝頭電磁閥打開(kāi), 開(kāi)始灌液, 延時(shí)后電磁閥關(guān)閉, 通過(guò)控制電磁閥的開(kāi)啟時(shí)間達到灌裝容量控制。
傳送帶電動(dòng)機由變頻器控制, 實(shí)現無(wú)級變速, 達到系統經(jīng)濟運行的目的。電機啟動(dòng)1 s后, 進(jìn)瓶氣缸縮回、開(kāi)始進(jìn)瓶, 3 s后出瓶處氣缸4 伸出擋住空料瓶。進(jìn)瓶處設置光電開(kāi)關(guān)檢測進(jìn)瓶個(gè)數, 當檢測到24個(gè)時(shí), 出瓶處氣缸5 伸出不再進(jìn)瓶, 傳送帶電動(dòng)機停止。這時(shí), 灌裝頭下降到瓶口, 由通過(guò)觸摸屏輸入的時(shí)間使PLC控制灌裝頭的開(kāi)啟時(shí)間。灌裝結束后, 灌裝頭上升, 夾瓶裝置放松、上升。出瓶處氣缸縮回, 傳送帶電動(dòng)機又開(kāi)始轉動(dòng), 1 s后進(jìn)瓶處氣缸5縮回, 光電開(kāi)關(guān)又開(kāi)始檢測進(jìn)瓶個(gè)數。
系統框架
該系統既有開(kāi)關(guān)量控制又有模擬量變頻調速控制。設備既可以自動(dòng)連續運行, 各運動(dòng)點(diǎn)又可人工點(diǎn)動(dòng)操作, 這樣對應于各種操作的輸入點(diǎn)、需要顯示的動(dòng)作狀態(tài)信息輸出點(diǎn)有很多。這些I/O信號如果采用電器按鈕、指示燈顯示的方式, 會(huì )大大增加硬件模塊及電氣連線(xiàn), 相應故障率也會(huì )加大。我們采用PLC與觸摸屏相結合的方案。觸摸屏的畫(huà)面是用專(zhuān)用的組態(tài)軟件設計完成后, 再通過(guò)計算機的RS - 232C串行通訊口下載到觸摸屏。PLC與觸摸屏之間通過(guò)串行接口通訊, 連線(xiàn)簡(jiǎn)潔。系統框架如圖2所示。
軟件總體功能
控制程序是用菜單形式編制的。自動(dòng)功能包括: 運行、暫停、結束、復位等。手動(dòng)功能包括: 所有運動(dòng)部件的進(jìn)、退、起、停等。在按鈕按下、抬起時(shí)分別對PLC相應的中間繼電器置位, 使PLC實(shí)現對某運動(dòng)部件的進(jìn)退控制。初值設定: 按用戶(hù)的需求, 任意設定轉速、計數值等參數, 并對參數的上限進(jìn)行監視, 一旦越界, 即給出提示。運行監視: 監視系統的各個(gè)器件狀態(tài), 如變頻器、電機等的異常狀態(tài), 及時(shí)斷電保護, 并給出報警提示。
