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自動灌裝機工藝特點及控制方案 | 2020-02-16 |
乳化劑是化工、助懸劑等行業(yè)的重要原料,因其單位價值高、品種規(guī)格繁多,且生產(chǎn)投資巨大,所以對稱重計量灌裝機生產(chǎn)線要求較高,國內(nèi)尚無此類生產(chǎn)線,從國外引進則需要花費幾百萬美元以上,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便利的服務,同時大大提高企業(yè)生產(chǎn)的自動化水平?! ?br>自動灌裝機工藝描述 在我所承接的防爆計量灌裝機生產(chǎn)線項目中,用戶的產(chǎn)品品種有三種(1、2、3),每個品種的計量規(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配置和功能較為復雜。自動灌裝機的特點是:腐蝕性、產(chǎn)品價值高、密度不穩(wěn)定、流速壓力也不穩(wěn)定。因此在設計和制造過程中,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)進料管道進口壓力:≥0.2Mpa,波動范圍±10% 5)灌裝設備布置面積:1200m2 6)稱重自動灌裝機主要參數(shù)要求如下 7)防爆自動灌裝機工藝過程為(以Ⅰ號線為例): 空桶整理—空桶進灌裝工位—檢測定位—灌裝頭下降—灌裝閥打開—開始灌裝—質(zhì)量計量—到達90%×(設定值-補償值)—調(diào)節(jié)閥節(jié)流變小—到達99%×(設定值-補償值)—灌裝閥關閉—真空吸附—滿桶出灌裝工位—轉(zhuǎn)向—掛蓋—旋蓋—貼標—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號定量灌裝機灌裝線和Ⅱ號定量灌裝機灌裝線既可獨立運行也可同時運行。但Ⅱ號灌裝線每次只能進行一種規(guī)格(250KG或1200KG)的生產(chǎn)。整條生產(chǎn)線的運行組合方式有Ⅰ、Ⅰ+Ⅱ、Ⅱ等共三種;Ⅰ線有3個灌裝工位(1A、1B、1C),每個灌裝工位須同時灌裝3個桶(分別對應3個流量計);Ⅱ線有6個灌裝工位(2A、2B、2C、3A、3B、3C),每次也只能選擇其中1個灌裝工位進行工作(其中2A和3A工位共用1個流量計,2B和3B工位共用1個流量計……),而2A、2B和2C(250KG規(guī)格)均以4個桶為1組放在托盤上,該4個桶使用1臺流量計,灌裝過程為:第1桶灌裝結束后依次再灌裝第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個桶; 3) 當整條稱重液體灌裝機生產(chǎn)線的運行方式為Ⅰ+Ⅱ時,為節(jié)約設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 ,因此在進入公用工位時,須編制程序進行避讓; 4) 方便的數(shù)據(jù)設定和顯示:一次灌裝量(65%~99%)、最終設定值(99%)、補償量(防止過沖量、可任意調(diào)整)、合格判定區(qū)間設定、合格品計數(shù)、不合格品計數(shù)、總產(chǎn)量(桶數(shù))、總灌裝量(重量)、瞬時流量上(下)限報警設定及顯示; 5) 為方便調(diào)試和維護,在每臺輸送機旁均配現(xiàn)場手動啟動/停止開關; 6) 在PLC柜門上、現(xiàn)場、各人機界面上等均設有急停開關,方便操作人員在現(xiàn)場的各個區(qū)域以的速度停車; 7) 程序運行,必須先選擇“灌裝工位”,后選擇“自動”時有效,并開始運行,反之無效; 8) 在車間顯著位置,設立報警燈及“啟動預備”聲光提示,“啟動預備”聲光提示是從選擇了“灌裝工位”開始至選擇“自動”結束,聲光提示為斷續(xù)音,報警聲光為連續(xù)音; 9) 流量計包括頻率計數(shù)輸出(FC)和模擬量輸出(FA),頻率輸出作為累計流量灌裝計量用,模擬量作為瞬時流量上下限報; 10) “灌裝按鍵”、狀態(tài)及設備故障指示設在人機界面上,灌裝過程中有文字提示,計量灌裝機結束后,復位“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) 防滴漏設計: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,本灌裝自動灌裝機采用真空發(fā)生器回吸自動灌裝機可確保無滴漏。 自動灌裝機控制方案說明:自動灌裝機為盡可能減少現(xiàn)場布線,使液體灌裝機更合理,功能更完備,操作更方便,在PLC1處設立一個MB+主站,在生產(chǎn)線上輸入輸出設備較為集中的地方設立幾個MB+分站。由于液體灌裝機的灌裝精度要求,如果采用一般的流量儀表和模擬量數(shù)據(jù)采集計算,將無法達到使用要求,因此,在方案設計上除了選用國際上品牌的質(zhì)量流量計作為測量儀表外,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)量流量計的頻率輸出脈沖,又配置了三個高速計數(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行液位和壓力調(diào)整,使之保持在一個較為恒定的區(qū)域,另一方面利用質(zhì)量流量計的模擬量輸出(4~20mA)可以方便地監(jiān)控管道內(nèi)的瞬時流量,一旦超過液體灌裝機允許的上下限將發(fā)出聲光報警信號,并進行二次調(diào)整。 稱重灌裝機為方便用戶對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)變量進行修改,現(xiàn)場共設有三臺MAGELIS人機界面;OP1和OP2屏均可對整條生產(chǎn)線進行操作和顯示,OP1主要用于設定和顯示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%)、“補償量”(防止過沖量)、合格判定區(qū)間設定、合格品計數(shù)、不合格品計數(shù)、總產(chǎn)量(桶數(shù))、總灌裝量(重量)、瞬時流量上(下)限報警設定及顯示;OP2主要用于設定和顯示250KG/1200KG灌裝線的相關數(shù)據(jù)、其余同OP1;OP3是專用于貼標設備的數(shù)據(jù)設定顯示用的,可以進行類別、批號、生產(chǎn)日期、有效期、重量等標簽數(shù)據(jù)的修改和顯示; 1)控制室內(nèi)PC1對整個生產(chǎn)線及現(xiàn)場部分關鍵設備進行實時監(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"人機界面通過CPU上的MB口相連,同時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"人機界面(分站6)進行連接; 4)在PLC1上配置一個16點的模擬量輸入模塊,作為瞬時流量的監(jiān)控; 5)在PLC1上配置三個高速計數(shù)模塊,作為流量計量用,每個模塊包括5個測量通道; 6)PLC1—QUANTUM硬件配置和地址定義; 計量灌裝機應用總結 該自動液體灌裝機的控制部分除了采用技術*、性能穩(wěn)定的施耐德工控產(chǎn)品外,還在方案設計、軟件編程等方面得到了施耐德公司相關技術人員的大力支持和配合,液體自動灌裝機融合了計算機技術、可編程控制技術、數(shù)據(jù)設定和顯示技術、總線技術、高速計數(shù)技術、合金鋼稱重模塊技術和軟件編程技術等,使方案設計*、軟硬件配置合理,項目進展極為順利,各項參數(shù)均達到或超過了用戶驗收標準,尤其是計量精度控制在±0.1%以內(nèi)(驗收標準為±0.125%),灌裝速度達到了3桶/分鐘•30KG以內(nèi)。稱重液體灌裝機經(jīng)過兩個月的試運行后,在現(xiàn)場一次性通過了用戶驗收,現(xiàn)在,該生產(chǎn)線已穩(wěn)定運行了近一年,得到了用戶的充分肯定。 |