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| 自動灌裝機(jī)工藝特點(diǎn)及控制方案 | 2020-02-16 |
| 乳化劑是化工、助懸劑等行業(yè)的重要原料，因其單位價(jià)值高、品種規(guī)格繁多，且生產(chǎn)投資巨大，所以對稱重計(jì)量灌裝機(jī)生產(chǎn)線要求較高，國內(nèi)尚無此類生產(chǎn)線，從國外引進(jìn)則需要花費(fèi)幾百萬美元以上，因此，國內(nèi)開發(fā)既可以節(jié)約外匯，又可以為用戶提供及時(shí)便利的服務(wù)，同時(shí)大大提高企業(yè)生產(chǎn)的自動化水平?！ ?br>自動灌裝機(jī)工藝描述 在我所承接的防爆計(jì)量灌裝機(jī)生產(chǎn)線項(xiàng)目中，用戶的產(chǎn)品品種有三種（1、2、3），每個(gè)品種的計(jì)量規(guī)格也有三種（A、B、C），因此組合后將有9種生產(chǎn)規(guī)格，品種規(guī)格多樣使自動灌裝機(jī)配置和功能較為復(fù)雜。自動灌裝機(jī)的特點(diǎn)是：腐蝕性、產(chǎn)品價(jià)值高、密度不穩(wěn)定、流速壓力也不穩(wěn)定。因此在設(shè)計(jì)和制造過程中，用戶除了對生產(chǎn)線的使用材料的耐腐蝕性有較高的要求外，還要求在灌裝過程中防止滴漏，并提出了較為苛刻的精度和速度要求?！ ?br>1）灌裝物料溫度：5~35℃ 2）物料密度：約1.2g/cm3、鹽約1.3g/cm3 3）物料粘度：約50CP、鹽約150CP 4）進(jìn)料管道進(jìn)口壓力：≥0.2Mpa，波動范圍±10% 5）灌裝設(shè)備布置面積：1200m2 6）稱重自動灌裝機(jī)主要參數(shù)要求如下 7）防爆自動灌裝機(jī)工藝過程為（以Ⅰ號線為例）： 空桶整理—空桶進(jìn)灌裝工位—檢測定位—灌裝頭下降—灌裝閥打開—開始灌裝—質(zhì)量計(jì)量—到達(dá)90%×（設(shè)定值-補(bǔ)償值）—調(diào)節(jié)閥節(jié)流變小—到達(dá)99%×（設(shè)定值-補(bǔ)償值）—灌裝閥關(guān)閉—真空吸附—滿桶出灌裝工位—轉(zhuǎn)向—掛蓋—旋蓋—貼標(biāo)—碼垛—纏繞—成品輸出 功能要求 1) 本生產(chǎn)線包括：Ⅰ號灌裝線（適用30KG灌裝）、Ⅱ號灌裝線（適用250KG或1200KG灌裝）； 2) Ⅰ號定量灌裝機(jī)灌裝線和Ⅱ號定量灌裝機(jī)灌裝線既可獨(dú)立運(yùn)行也可同時(shí)運(yùn)行。但Ⅱ號灌裝線每次只能進(jìn)行一種規(guī)格（250KG或1200KG）的生產(chǎn)。整條生產(chǎn)線的運(yùn)行組合方式有Ⅰ、Ⅰ+Ⅱ、Ⅱ等共三種；Ⅰ線有3個(gè)灌裝工位（1A、1B、1C），每個(gè)灌裝工位須同時(shí)灌裝3個(gè)桶（分別對應(yīng)3個(gè)流量計(jì)）；Ⅱ線有6個(gè)灌裝工位（2A、2B、2C、3A、3B、3C），每次也只能選擇其中1個(gè)灌裝工位進(jìn)行工作（其中2A和3A工位共用1個(gè)流量計(jì)，2B和3B工位共用1個(gè)流量計(jì)……），而2A、2B和2C（250KG規(guī)格）均以4個(gè)桶為1組放在托盤上，該4個(gè)桶使用1臺流量計(jì)，灌裝過程為：第1桶灌裝結(jié)束后依次再灌裝第2桶、第3桶、第4桶；而3A、3B和3C（1200KG規(guī)格）各工位每次只灌裝1個(gè)桶； 3) 當(dāng)整條稱重液體灌裝機(jī)生產(chǎn)線的運(yùn)行方式為Ⅰ+Ⅱ時(shí)，為節(jié)約設(shè)備投資和車間使用面積，在纏繞和成品輸出部分采取公用工位 ，因此在進(jìn)入公用工位時(shí)，須編制程序進(jìn)行避讓； 4) 方便的數(shù)據(jù)設(shè)定和顯示：一次灌裝量（65%~99%）、最終設(shè)定值（99%）、補(bǔ)償量（防止過沖量、可任意調(diào)整）、合格判定區(qū)間設(shè)定、合格品計(jì)數(shù)、不合格品計(jì)數(shù)、總產(chǎn)量（桶數(shù)）、總灌裝量（重量）、瞬時(shí)流量上（下）限報(bào)警設(shè)定及顯示； 5) 為方便調(diào)試和維護(hù)，在每臺輸送機(jī)旁均配現(xiàn)場手動啟動/停止開關(guān)； 6) 在PLC柜門上、現(xiàn)場、各人機(jī)界面上等均設(shè)有急停開關(guān)，方便操作人員在現(xiàn)場的各個(gè)區(qū)域以的速度停車； 7) 程序運(yùn)行，必須先選擇“灌裝工位”，后選擇“自動”時(shí)有效，并開始運(yùn)行，反之無效； 8) 在車間顯著位置，設(shè)立報(bào)警燈及“啟動預(yù)備”聲光提示，“啟動預(yù)備”聲光提示是從選擇了“灌裝工位”開始至選擇“自動”結(jié)束，聲光提示為斷續(xù)音，報(bào)警聲光為連續(xù)音； 9) 流量計(jì)包括頻率計(jì)數(shù)輸出（FC）和模擬量輸出（FA），頻率輸出作為累計(jì)流量灌裝計(jì)量用，模擬量作為瞬時(shí)流量上下限報(bào)； 10) “灌裝按鍵”、狀態(tài)及設(shè)備故障指示設(shè)在人機(jī)界面上，灌裝過程中有文字提示，計(jì)量灌裝機(jī)結(jié)束后，復(fù)位“開始灌裝”按鍵，灌裝過程中，如需中止，可按下“手動停止灌裝”按鍵； 11) 防滴漏設(shè)計(jì)：灌裝完畢后，殘留在灌裝頭表面的粘性物料要經(jīng)過一定的時(shí)間才能流盡，如果滴到容器外，就會造成污染，本灌裝自動灌裝機(jī)采用真空發(fā)生器回吸自動灌裝機(jī)可確保無滴漏。 自動灌裝機(jī)控制方案說明：自動灌裝機(jī)為盡可能減少現(xiàn)場布線，使液體灌裝機(jī)更合理，功能更完備，操作更方便，在PLC1處設(shè)立一個(gè)MB+主站，在生產(chǎn)線上輸入輸出設(shè)備較為集中的地方設(shè)立幾個(gè)MB+分站。由于液體灌裝機(jī)的灌裝精度要求，如果采用一般的流量儀表和模擬量數(shù)據(jù)采集計(jì)算，將無法達(dá)到使用要求，因此，在方案設(shè)計(jì)上除了選用國際上品牌的質(zhì)量流量計(jì)作為測量儀表外，還在數(shù)據(jù)采集和控制終端上采用了施耐德公司的QUANTUM系列產(chǎn)品作為主控制器；為快速采集12臺質(zhì)量流量計(jì)的頻率輸出脈沖，又配置了三個(gè)高速計(jì)數(shù)模塊（5通道/模塊，100kHz），其采集速度快，硬件配置簡單、方便。較高的精度，還需要穩(wěn)定的流量，一方面利用高位槽進(jìn)行液位和壓力調(diào)整，使之保持在一個(gè)較為恒定的區(qū)域，另一方面利用質(zhì)量流量計(jì)的模擬量輸出（4~20mA）可以方便地監(jiān)控管道內(nèi)的瞬時(shí)流量，一旦超過液體灌裝機(jī)允許的上下限將發(fā)出聲光報(bào)警信號，并進(jìn)行二次調(diào)整?！ ?br>稱重灌裝機(jī)為方便用戶對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)變量進(jìn)行修改，現(xiàn)場共設(shè)有三臺MAGELIS人機(jī)界面；OP1和OP2屏均可對整條生產(chǎn)線進(jìn)行操作和顯示，OP1主要用于設(shè)定和顯示30KG灌裝線的“工位選擇”、“一次灌裝量”（即灌裝到最終灌裝量的約90%，可任意修改）、“最終灌裝量”（99%）、“補(bǔ)償量”（防止過沖量）、合格判定區(qū)間設(shè)定、合格品計(jì)數(shù)、不合格品計(jì)數(shù)、總產(chǎn)量（桶數(shù)）、總灌裝量（重量）、瞬時(shí)流量上（下）限報(bào)警設(shè)定及顯示；OP2主要用于設(shè)定和顯示250KG/1200KG灌裝線的相關(guān)數(shù)據(jù)、其余同OP1；OP3是專用于貼標(biāo)設(shè)備的數(shù)據(jù)設(shè)定顯示用的，可以進(jìn)行類別、批號、生產(chǎn)日期、有效期、重量等標(biāo)簽數(shù)據(jù)的修改和顯示； 1)控制室內(nèi)PC1對整個(gè)生產(chǎn)線及現(xiàn)場部分關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控； 2)PLC1為QUANTUM-PLC產(chǎn)品，PLC2為MOMENTUM-I/O基板； 3)PLC1的配置為（64DI、128DO、12HSC、12AI），1臺10.4"人機(jī)界面通過CPU上的MB口相連，同時(shí)CPU還通過MB+口與MOMENTUM分站（分站2，32DI；分站3，32DO；分站4，32DO；分站5，32DO）及另1臺10.4"人機(jī)界面（分站6）進(jìn)行連接； 4)在PLC1上配置一個(gè)16點(diǎn)的模擬量輸入模塊，作為瞬時(shí)流量的監(jiān)控； 5)在PLC1上配置三個(gè)高速計(jì)數(shù)模塊，作為流量計(jì)量用，每個(gè)模塊包括5個(gè)測量通道； 6)PLC1—QUANTUM硬件配置和地址定義； 計(jì)量灌裝機(jī)應(yīng)用總結(jié) 該自動液體灌裝機(jī)的控制部分除了采用技術(shù)、性能穩(wěn)定的施耐德工控產(chǎn)品外，還在方案設(shè)計(jì)、軟件編程等方面得到了施耐德公司相關(guān)技術(shù)人員的大力支持和配合，液體自動灌裝機(jī)融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、可編程控制技術(shù)、數(shù)據(jù)設(shè)定和顯示技術(shù)、總線技術(shù)、高速計(jì)數(shù)技術(shù)、合金鋼稱重模塊技術(shù)和軟件編程技術(shù)等，使方案設(shè)計(jì)、軟硬件配置合理，項(xiàng)目進(jìn)展極為順利，各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到或超過了用戶驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，尤其是計(jì)量精度控制在±0.1%以內(nèi)（驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為±0.125%），灌裝速度達(dá)到了3桶/分鐘•30KG以內(nèi)。稱重液體灌裝機(jī)經(jīng)過兩個(gè)月的試運(yùn)行后，在現(xiàn)場一次性通過了用戶驗(yàn)收，現(xiàn)在，該生產(chǎn)線已穩(wěn)定運(yùn)行了近一年，得到了用戶的充分肯定。 | |
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