啤酒灌裝,壓蓋機(jī)PLC控制系統(tǒng)的介紹


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啤酒生產(chǎn)過(guò)程分為麥芽制造,麥芽汁制造,前發(fā)酵,后發(fā)酵,過(guò)濾滅菌,包裝等幾道工序.啤酒灌 裝,壓蓋機(jī)部分屬于包裝工序.啤酒經(jīng)膜過(guò)濾后由管路送入回轉(zhuǎn)酒缸,再經(jīng)酒閥進(jìn)入瓶子中,壓蓋 后獲得瓶裝啤酒.啤酒灌裝,壓蓋機(jī)的工作效率和自動(dòng)化程度的高低直接影響啤酒的日產(chǎn)量. 為了滿足我國(guó)啤酒行業(yè)日益擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的需求和啤酒現(xiàn)代化灌裝機(jī)械高速灌裝的要求,國(guó)內(nèi)各啤酒生產(chǎn)廠家都在積極尋求或改造本單位的啤酒灌裝生產(chǎn)設(shè)備,使其成為具有良好的使用性能,*的技術(shù)水平及高生產(chǎn)效率,運(yùn)行穩(wěn)妥可靠,維護(hù)成本低的啤酒現(xiàn)代化灌裝機(jī).
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液體灌裝機(jī)按灌裝原理可分為常壓灌裝機(jī),壓力灌裝機(jī)和真空灌裝機(jī).啤酒灌裝,壓蓋機(jī)采用壓力 灌裝方法,是在高于大氣壓力下進(jìn)行灌裝,貯液缸內(nèi)的壓力高于瓶中的壓力,啤酒液體靠壓差流入瓶?jī)?nèi).
目前國(guó)內(nèi)外實(shí)現(xiàn)灌裝工藝路線基本上是:利用回轉(zhuǎn)酒缸產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),使安放在酒缸槽位上的空 瓶通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)將固定在酒缸上部的欲抽真空閥打開,對(duì)已封好的瓶子進(jìn)行抽真空處理,撥轉(zhuǎn)外操作閥桿,打開氣閥,對(duì)瓶?jī)?nèi)充填CO2氣體,抽真空凸輪繼續(xù)打開真空閥,將瓶?jī)?nèi)空氣與CO2混合氣體抽出,氣閥再次打開,對(duì)瓶?jī)?nèi)充填CO2氣體,灌裝閥內(nèi)的液閥在瓶?jī)?nèi)壓力接近背壓氣體壓力時(shí)打開,酒液順瓶壁注入瓶?jī)?nèi),通過(guò)氣動(dòng)或電動(dòng)控制灌裝閥實(shí)現(xiàn)啤酒的灌裝. 當(dāng)今*的啤酒灌裝,壓蓋機(jī)的控制系統(tǒng)主要由光電開關(guān)位置檢測(cè)部分,走瓶帶,酒缸轉(zhuǎn)速的變頻調(diào)速部分,主控由可編程控制器,觸摸屏等組成.灌裝,壓蓋機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置與PLC可編程控 制,變頻無(wú)級(jí)調(diào)速,人機(jī)界面等現(xiàn)代自動(dòng)控制技術(shù)手段完整的結(jié)合,形成機(jī)電一體化.
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國(guó)內(nèi)很多啤酒廠家現(xiàn)使用的灌裝,壓蓋機(jī)的控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度參差不齊;所有手動(dòng)按鈕和工藝 開關(guān)都設(shè)置在一個(gè)操作箱的面板上,PLC控制器大都為日本OMRON公司或三菱公司的早期產(chǎn)品,設(shè)備連鎖控制,保護(hù)設(shè)置少,加之啤酒灌裝的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣,潮濕度大,使開關(guān)等接觸觸點(diǎn)銹蝕嚴(yán)重,系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)部分故障率較高,造成設(shè)備控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性低,設(shè)備正常運(yùn)行周期短等現(xiàn)象.
以實(shí)際改造的丹東鴨綠江啤酒有限公司的灌裝,壓蓋機(jī)的控制系統(tǒng)為例,介紹改造方法,闡明改造 這類設(shè)備的控制思想和思路;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工藝條件,重新編寫了PLC的運(yùn)行程序.針對(duì)啤酒灌裝壓蓋機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)際狀況,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工藝條件,重新設(shè)計(jì)了設(shè)備的PLC控制系統(tǒng).這種改造方法和思路同樣可以應(yīng)用與其他液體介質(zhì)灌裝設(shè)備的改造.
3.1
使用日本三菱公司的FX2N128MRPLC替換原系統(tǒng)使用的2臺(tái)OMRON公司的C60PPLC,原系統(tǒng)的PLC由于是老型號(hào)產(chǎn)品,和計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)需要配置特殊的通訊轉(zhuǎn)換器,系統(tǒng)需要增加外部I/O輸入點(diǎn)時(shí),擴(kuò)展模塊備件較難尋.FX2N128MRPLC是集成128點(diǎn)I/O的箱體式控制器,具有運(yùn)算速度快,指令富,性能價(jià)
格比高,聯(lián)機(jī)編程簡(jiǎn)單,擴(kuò)展方便等優(yōu)點(diǎn),是三菱FX系列中功能zui強(qiáng)的小型控制器.
（1）采用三菱公司的900系列的970GOT人機(jī)觸摸屏替換原系統(tǒng)使用的面板按鈕并監(jiān)控顯示設(shè)備的運(yùn)行工作參數(shù).970GOTHMI為高亮度的16色顯,通過(guò)匯流連接和FX2N128MRPLC的CPU直接連接,實(shí)現(xiàn)快速回應(yīng).具有許多維護(hù)功能,如列表式編輯功能,梯形圖監(jiān)控（故障查找）功能,系統(tǒng)監(jiān)控功能等用來(lái)查找故障和維護(hù)PLC系統(tǒng).
（2）灌裝,壓蓋機(jī)的變頻器在改造中沒(méi)有更換,現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)的手段仍然采用開關(guān)式檢測(cè),因檢測(cè)開關(guān)長(zhǎng)期工作在濕度很大的場(chǎng)合,因此選擇電容式的接近開關(guān),根據(jù)PLCI/O端子的接線方式,選擇PNP型的接近開關(guān).
3.2
PLC控制器的程序設(shè)計(jì)重點(diǎn)和核心是圍繞著酒缸的旋轉(zhuǎn)速度控制和酒缸上60個(gè)瓶位相關(guān)位置的檢測(cè)移位,破瓶,空瓶瓶位相關(guān)位置的檢測(cè)移位和相關(guān)灌裝閥等的控制.其中的瓶位移位檢測(cè)程序中,采用了三菱PLC位左移指令,驅(qū)動(dòng)執(zhí)行條件輸入每一次由OFF-ON變時(shí),執(zhí)行N2位移動(dòng),N2為移動(dòng)的位數(shù).