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液体灌装机在高速生产线上的应用
日期:2022.09.25

摘要:液体灌装机是实现液态产品自动计量灌装的专用设备,主要是由自动传输系统、称重系统、机器视觉寻址系统、充料口自动寻址系统、无滴漏自动充料系统、灌装数据查询及管理系统、多重排风系统等系统组成。

液体灌装机是实现液态产品自动计量灌装的专用设备,主要是由自动传输系统、称重系统、机器视觉寻址系统、充料口自动寻址系统、无滴漏自动填充系统、灌装数据查询及管理系统、多重排风系统等系统组成可广泛应用于石油化工、染料、油脂、涂料等行业液态产品的定重计量包装,特别适用于剧毒、强腐蚀介质的定重计量灌装。作业时只需将容器置于传输系统的输入端,其余作业程序(开盖、关盖除外)均自动化完成。可准确完成各种液态介质的自动充料和计量。

工作时在输入端放置空桶,自动传输系统将其输入到计量工位,在此完成桶口的自动寻址后,由xy两轴步进电机带动充料系统到桶口处,再通过气动执行系统完成降充料头动作,底灌机则按软件设定时间充氮气,结束后开启无滴漏底阀装置进行灌装,自动灌装系统按预先设定的自动灌装程序完成计量灌装、记录灌装数据并语音提示灌装重量,此后经由变频器控制的电机将成品桶传输到下一工位停止,由人工完成关盖,至此完成一个计量包装程序。

自动灌装机采用了交流伺服系统,速度和电流环PI比例控制,在每个重复控制器通道中引入PD环节来调节系统跟踪性能,综合PID控制及改进双重复控制的控制系统,实现了对重复性误差快速收敛及对干扰信号有效抑制。输入信号由与输送待灌装瓶回转盘同轴安装的光电编码器提供,并对信号进行多级滤波处理。为提高生产效率和灌装质量,将改进双重复控制器与常规PID控制应用到全自动灌装机水平跟踪与快速回摆伺服系统中,利用各自的优点以实现对周期性信号的高精度跟踪有效地减少重复性误差。

自动填充机用于对数据采集、处理并控制,嵌人式 MCGS组态软件的触摸屏实现数据的实时显示、置定量值、快进量、中进量、慢进量等参数后启动系统。通过称重模块把物料重量转换成对应的电压信号传送到称重仪表,称重仪表完成对信号的放大、滤波、A/D转换和处理。经过处理的数据传输到触摸屏上实时显示,结合三级给料算法输出控制量驱动执行机构来控制阀门的闭合,从而改变加料的速度。当称量斗内的物料质量加上空中落差量达到定量值时即关闭下料口的阀门。称重系统要包括称重模块、称重仪表和触摸屏。其中称重仪表包括单片机、A/D转换模块、信号调理电路、开关量的输入输出、通信电路等,DI输入为启动、停止等开关量的输人信号DO输出为驱动控制阀门的关闭、打开以及蜂鸣器报警等的输出信号。

称重灌装机通过 PLC编程输出一定数量的方波脉冲,控制步进申机的转角进而控制伺服机构的灌装进给量,环行脉冲分配器将可编程控制器输出的控制脉冲按步进电机的通电顺序分配到相应的绕组, 利用PLC控制步进电机其脉冲分配可以由软件实现灌装、封盖、封箱、码垛、称重设备以及相应的输送。在灌装称重过程中,通过 PLC来接收在称重模块的重量对信号的分析处理,控制计量泵的频率与冲程来调整灌装量。根据与上位计算机设定的灌装标准值进行比较,通过PID算法计算出灌装所需的开启度,控制灌装阀动作,从而获得合格和稳定的灌装重量实现灌装的闭环控制。

灌装生产线的为满足瓶盖的杀菌时间要求,将喷淋冷却机设计成喷淋杀菌机,以弥补倒瓶杀菌时间不足的缺陷,使产品在冷却前得以充分灭菌。整条生产线(空瓶两次杀菌、冲洗、灌装、封盖五合一机)关键自动灌装机特点

采用风送道与进瓶拨轮直连技术,进瓶拨轮采用创新设计的具有分瓶功能的瓶口夹持机构,省掉了进瓶螺杆及输送链,更换瓶型时无须更换及调整任何零件。

瓶子传输全部采用卡瓶颈技术,并采用卡瓶口瓶夹代替传统的拨轮,变换瓶型无须调整自动灌装机高低,也无须更换及调整任何零件。

特殊设计的全不锈钢冲瓶夹结实耐用,不接触瓶口螺纹部位,避免瓶口二次污染。消毒液及无菌水冲洗管路均配备压力检测开关,具有低压保护功能。

采用UHT与灌装直连方式,减少污染环节。进料方式为主液管通过动静密封与分配器相连的无缸结构。灌装机设有CIP清洗杯,可以使灌装阀与物料接触的内、外壁均能进行有效CIP清洗和SIP杀菌。

消毒液冲瓶机、无菌水冲瓶机、灌装机、旋盖机、过渡拨轮等转动件与非转动件之间均采用液槽密封隔离,有效保护轴承等碳钢零件免受消毒液的腐蚀。同时隔绝外界不洁空气侵入,保持洁净的灌装环境。

配备百级空气净化系统及隔离封窗,并在进瓶口及出瓶口设有净化风帘,防止不洁空气侵入洁净室。封窗上设有多副隔离手套,便于进行简单维护。配备称重灌装机表面喷雾杀菌及洁净室熏蒸系统。


多工位液体灌装机
液体灌装机基于单片机、射频卡及网络集成技术的现场管理、控制系统,可以对物料灌装进行实时有效的控制。实现对灌装重量的实时检测和灌装过程电磁阀的实时开闭,数据上传进行有效的微机化管理。
液体抽料混合配料系统的应用
配料系统采用双CPU构成冗余系统,由西门子公司提供的 STEP7MicroWin V4.0SP6 编程软件作为人机界面编写程序调试程序、下载程序等。PC 机与PLC 实验机用一根PC/PPI电缆连接进行通信,并对相应的参数进行设置。
自动液体灌装机功能应用
自动液体灌装机由变频器控制,实现无级变速,设定目标重量,操作简单灌装速度快,采用大、小两段给料灌装方式,可选配电脑连线或实时打印灌装日期、序号、净重、皮重、累计重量等灌装参数。
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