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技术论坛自动灌装机控制及其分析

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自动灌装机控制及其分析2021-02-22
近几年随着自动灌装设备的不断升级,自动灌装机的维护,操作和保养越来越容易,灌装系统技术的升级对灌装机操作人员的专业技能也没以前那么复杂和那么高了,所以产品灌装的质量直接与自动灌装机的质量水平和先进水平有关。现在液体灌装机的种类很多,不同的称重灌装机可以满足不同产品灌装要求。
目前各类油漆,甲醇,树脂等液体粘稠度普遍较高使用老式液体灌装机无法达到灌装精度的有效控制,因此为了达到用户的要求增强液体灌装时的操作精度使用了防爆地磅(称量灌装机),称重仪表等控制精度高,操作简单的电气设备。
老式称重灌装机大多使用液体的特性——自流以达到灌装时的动力。使用高性能的液体灌装机及伺服系统带动钢板控制灌装缸内的活塞以达到控制下料的精度。
液体灌装机采用可编程控制,伺服系统,光电传感,气动执行于一体化设备。称重模块固定流到重量范围,控制灌料时间来实现的。操作方便,效率高,可适合各种不含气体的液体灌装。
对于这种全自动灌装机的电气设计,必须按照严格的电气设计规则,以规范严格的线路设计排布,保障线路整齐安全,设备能够正常长期,稳定的工作。控制柜所涉及到的电气元器件分成两大部分:电气部分和气动元件部分。
称量灌装机与称重仪表的选型
根据使用的灌装头数在1-16之间即称量灌装机输出点数最高要求有24个输出点,三菱F1N-60MT拥有晶体管输入输出点数各为24个适合设备使用要求,价格适中。
三菱F-1N 6OMT软元件编号输入继电器X000~X043 36点,输出继电器Y000~Y027 24点,液体灌装机内部辅助继电器M0~M8255,状态S S0~S999,定时器T T0~T255,计数器C C0~C199(16位增计数器)C200~C234(32位增减计数器)C235~C255(高速计数器),数据寄存器D0~D8255。
使用人机称重仪表威伦TK6070iH为400MHz CPU,128MB 内存;
防爆灌装机与称重仪表通讯模块设置
为了方便用户简单的操作称重灌装机,特地使用了威伦6070i的称重仪表,将灌装机与称重仪表连接,将大大方便了用户操作。在这两个产品通讯中会出现使用通讯数据线错误,通讯参数设置错误等问题。
同时在称重仪表及液体灌装机中还要使用对应的程序编写。对于参数设置主要是对应使用配套的液体灌装机,COM端口选择,以及通讯速度(9600)的选择。
灌装机控制电机减少生产环节
首先由手动状态切换到自动状态X2导通,再由液位称重模块低液位信号给灌装机输入端的X7导通,导通补液阀Y27。再通过灌装机输出端控制补液阀门Y27通过中间继电器常开触点闭合导通KM1线圈使KM1控制的补液电机导通开始工作,同时并联在X2和X7两端的X2,Y27常开触点闭合形成自锁。同时在手动状态下点击称重仪表上补液开关(M27)则会在手动状态下导通补液阀和补液电机。
当液位到达高液位时X13时,X13常闭触电断开,补液阀关闭,中间继电器闭合触电断开,接触器KM1线圈失电交流接触器断开补液电机停止工作。
在液体灌装机中使用液位模块的高低液位信号导通/断开中间继电器常闭触电控制KM1接触器线圈得失电来控制补液电机,延长了灌装持续时间提高了生产效率,减少了生产环节,液体灌装机程度也得到了大大的提高。
灌装机控制急停按钮保护设备及操作人员
由于设备在生产中进过短期培训必不能完全理解其中操作流程,同时一些误操作会对操作人员产生意外伤害或无意中的操作会使得设备突然出现错误动作,因此特地在程序中加入了紧急停止(即下文中急停)动作。
以上三组程序图解释了在按下急停后会产生的那些动作。
1.当在自动生产中按下急停按钮后会出现:首先灌装机停止运转,注射缸内活塞停止注射,所有下料嘴阀门关闭,下潜气缸上升,当到达下潜气缸最高位时X4导通接漏阀Y25导通,同时夹瓶阀松开,接漏槽伸出,后门打开。
2.当设备在清洗状态下时按下急停按钮会出现:首先灌装机停止运转,注射缸内活塞停止注射,下料嘴中的清洗液停止注射,清洗动作紧急停止。
当紧急状况处理完成后,要求重新开始自动灌装,首先松开急停按钮将自动切换到手动后然后灌装机反转带动注射缸活塞下降直到达伺服限位下。再切换到自动状态点击称重仪表上自动灌装页面启动按钮,则可以开始走瓶灌装或其他动作。
灌装机控制设备清洗次数保持设备清洁
为了适应广泛的日化生产需求,因此在程序中加入了清洗设置。当在自动状态时进入称重仪表清洗界面设置清洗次数按启动后灌装机就会自动清洗;当在手动状态下启动清洗,清洗液会在启动后从注射缸到下料嘴高速喷出,从而带走可能存在的污染物,按下停止清洗停止,使用清洗模块在一定程度上也保持了清洁的工作环境。
称重模块在接线过程出现的问题
由于光电称重模块、电感式接近开关、磁性开关、液位开关使用的都是DC24V直流电压,因此由变压器24V输出后接到各个称重模块之间会出现接触不良等供电不足的情况,所以为了保证各个称重模块正常工作,不互相干扰,保持电压稳定。在使用0.5平方左右的电线分别与各称重模块电源线相连。对于前后光电使用一组24V电压棕色为正极,蓝色为负极,黑色为负载信号与灌装机对应输入端子相连,白色为信号灯电信号。
三组电感式接近开关使用一组24V直流电压,棕色为正极,蓝色为负极,黑色为负载信号与液体灌装机输入端相连。三组磁性开关使用一组24V直流电压蓝色为负极,棕色为负载端与灌装机输入端相连。液位开关单独使用电烙铁讲一组黑白线相连接到直流电24V负极,黑线为液位开关高液位与灌装机高液位输入端相连,白线为低液位与灌装机低液位端相连。另外所有接线部分(除与液体灌装机连接部分不适用焊机)都要使用电烙铁焊接起来,外套绝缘套管,最后外面使用胶布固定,这样不但可以保证接线部分牢固不会出现供电不足,各个称重模块无法正常工作的情况。
灌装机与称重仪表间通讯问题
为了简化设备操作流程,方便用户使用设备采用了称重仪表和防爆地磅相结合的控制操作方式。液体灌装机与称重仪表会出现数据通讯无法连接出现通讯错误的报警。此时应拔下数据线查看通讯手册是否使用了标准TK6070H-FX数据线,如不是,则需更换数据线。
灌装机调试与设备保养
将设备安装完成后,首先通电,打开电源开关,电源指示灯亮,称重仪表得电开始工作。当称重仪表进入操作界面后,将手动/自动开关打到手动状态,依次点动电磁阀1#-12#,前门阀,后门阀,夹瓶阀,接漏阀,补液阀,上升阀,下降阀,手动注射,手动回零。当各个动作在手动状态下完成后。将手动/自动开关打到自动状态,使用12个空灌装瓶经过传送带有光电称重模块计数后前门关闭,夹瓶阀动作完后,延时后灌装头下降到指定位置,灌装机带动注射液缸体上升注射指定时间,和指定灌装容量后灌装头上升到气缸最高位时,灌装机下降到限位开关最低点。瓶夹松开,后门开进过后门光电计数灌装瓶数到指定数量后前门开始进瓶。
灌装机灌装精度的调整
1.灌装误差的产生主要由灌装量,灌装速度,上下阀门的开关速度来确定。上下阀门的开关速度与产品的粘度有关,粘度越大,则阀门开关速度越慢。
2.调整阀门的开关速度主要调整阀门的气动压力。气动压力增加,则阀门的开关速度加快,反之则速度减慢。
3. 调整阀门的气动压力大小应通过试灌装计量及操作人员的经验来确定。
灌装机安全使用自动灌装机为多头灌装机,工作物件为液体,不可用于其它用途。为确保生产安全,注意以下事项:
1.为无电源设置,正常气源为4-6kg。
2.下料嘴若出现溢流现象,按安全急停开关,保证车间整齐。
3.拆洗时不得用水直接冲洗机身。
4.电路简单,不得任意拔插电气设备。
5.当操作不当引起缸顶出不能退回时,请按手动按钮使之手动回零。
三、灌装机设备保养
1.机身为不锈铜外壳,请勿用尖、硬的利器刮其表面。
2.气缸在出厂时已加好润滑,请不要打开或加任何润滑油。
3.在活塞式灌装机清洗之前,应把内的剩余产品清除干净,然后在料桶内灌满柔和清洗液。建议使用温水。如果需要可用肥皂水、酒精或其它清洗液。
4.在拆洗活塞时要同时卸下上的固定螺丝,以免在拆第一个时影响到另一个的工艺要求。
第五章 结论
设计对于这种灌装机自动控制设计及故障处理在控制中的应用,证明了灌装机的工业价值。

 
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