UniMAT在灌裝機(jī)上的應(yīng)用

　　一：引言
　　自動(dòng)灌裝機(jī)廣泛應(yīng)用于化妝品，藥品，飲料，奶制品，化學(xué)品及家用制品等多個(gè)行業(yè)，從灌裝方式的方式來(lái)分，主要為：容積式、流量式和稱重式。其中電子稱重式國(guó)內(nèi)已大量采用且電子秤精度直接影響灌裝產(chǎn)品精度；而目前由于流量計(jì)技術(shù)的發(fā)展，中等型以上高精度灌裝產(chǎn)品采用質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量更為合理。
　　二：灌裝方式
　　容積式灌裝：工作原理根據(jù)灌裝產(chǎn)品的容積與設(shè)定容積作比較，在達(dá)到一致時(shí)，停止灌裝，封瓶。此種類型受環(huán)境及產(chǎn)品質(zhì)量影響較大，溫度將會(huì)影響產(chǎn)品體積導(dǎo)致質(zhì)量受到有一定的偏差，導(dǎo)致灌裝精度；又或產(chǎn)品本身質(zhì)量問(wèn)題，在流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生氣泡從而影響體積，導(dǎo)致精度不準(zhǔn)。因此容積式灌裝又分為負(fù)壓及常壓灌裝等，其特點(diǎn)主要控制生產(chǎn)環(huán)境溫度來(lái)控制精度。
　　流量式灌裝：工作原理是對(duì)產(chǎn)品流出管道口徑及產(chǎn)品流出速度控制數(shù)據(jù)，此精確直接影響灌裝精度，流量式灌裝須裝有控制閥門(mén)及流量檢測(cè)計(jì)。此兩種硬件精度也是控制灌裝精度的關(guān)鍵。
　　稱重式灌裝：工作原理是利用電子稱進(jìn)行產(chǎn)品稱重與設(shè)定重量值比較一致，封瓶，進(jìn)行下一個(gè)灌裝，此種灌裝方式受外界環(huán)境影響小，灌裝精度高。
　　上述三種方式，即要要求高精度又要高效率的灌裝，就是目前控制要求的難點(diǎn)，下面介紹利用西門(mén)子PLC控制灌裝實(shí)例。
　　三：生產(chǎn)工藝

　　四：系統(tǒng)構(gòu)成及功能
　　1.PLC的選擇：西門(mén)子224PLC、UniMAT數(shù)字量模塊（UN222）、UniMAT(UN231)溫度控制模塊、UniMAT(UN232)模擬量輸入模塊、
　　數(shù)字量輸出模塊用以控制電磁閥及真空閥，溫度控制模塊監(jiān)控外部環(huán)境溫度以控制灌裝精度，模擬量輸入模塊監(jiān)控灌裝液體流量，模擬量輸出模塊控制轉(zhuǎn)盤(pán)電機(jī)速度，CPU直接對(duì)流量高速計(jì)數(shù)。
　　2.采用CPU224上的RS485與工控機(jī)上連接，利用WINCC組態(tài)軟件監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程，實(shí)時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)記錄及報(bào)警功能；且上位機(jī)可控制與設(shè)備相連的外部器件以備方便維護(hù)。
　　3.其他配件：質(zhì)量流量計(jì)、控制閥、灌裝頭、三相電機(jī)、變頻器、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)、反射光纖、接近開(kāi)關(guān)及按鈕等。
　　五：系統(tǒng)要求及特點(diǎn)
　　1.系統(tǒng)灌裝精度：主要取決于質(zhì)量流量計(jì)的精度、灌裝速度和系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。
　　2.過(guò)流量控制：灌裝時(shí)實(shí)際灌裝量肯定大于質(zhì)量流量計(jì)的設(shè)定流量，必須通過(guò)PLC程序的設(shè)定，要求流量計(jì)提前發(fā)出信號(hào)來(lái)控制灌裝閥的關(guān)閉，從而保證實(shí)際灌裝量與質(zhì)量流量計(jì)的設(shè)定量一致。
　　3.流量控制：為了保證灌裝系統(tǒng)的精度，灌裝系統(tǒng)的灌裝速度設(shè)計(jì)為快慢二檔，流量控制閥通過(guò)控制流量大小自動(dòng)控制灌裝速度的快慢。由于該控制閥的開(kāi)度精確量不會(huì)影響到灌裝精度，使用目前市場(chǎng)上的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，既成本昂貴且體積巨大安裝不便又需要增加控制要求，所以流量控制閥采用自行設(shè)計(jì)的三位蝶閥，即最大開(kāi)度（完全開(kāi)啟）、1/3開(kāi)度（可手工設(shè)定和調(diào)節(jié)）、完全關(guān)閉，其優(yōu)越性突出，性能穩(wěn)定。
　　4.防滴漏：灌裝完畢后，殘留在灌裝頭表面的粘性物料要一定的時(shí)間才能流盡，這樣物料就會(huì)滴到容器外表造成污染，該灌裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用真空發(fā)生器回吸系統(tǒng)確保無(wú)滴漏。真空發(fā)生器抽吸流量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、真空產(chǎn)生及解除快、安裝維修方便。
　　5.灌裝頭：灌裝頭的灌裝閥采用自行設(shè)計(jì)的氣動(dòng)截至閥，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、開(kāi)合迅速、易清洗、密封好，采用氟橡膠密封符合食品級(jí)。
　　六：系統(tǒng)總結(jié)
　　整條流水線自動(dòng)化程度高，控制技術(shù)先進(jìn)；采用質(zhì)量流量計(jì)的灌裝速度是電子稱重式的兩倍左右，提高生產(chǎn)效率，達(dá)到生產(chǎn)要求；流量計(jì)控制精度比電子稱重式更高，且正負(fù)偏差可以在上位機(jī)上設(shè)定；設(shè)備簡(jiǎn)潔，工作可靠，維修方便，監(jiān)控實(shí)時(shí)性強(qiáng)；選擇西門(mén)子PLC及UniMAT模塊增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，且可以通過(guò)USS通性協(xié)議控制變頻器及上位機(jī)監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)。因此，目前使用PLC控制灌裝技術(shù)走在灌裝行業(yè)的領(lǐng)先位置。