台达机电产品在液体灌装机上的应用

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1、台达机电产品在液体灌装机上的应用设备结构电气架构变频器PLC1  引言   液体灌装机广泛应用于食品、饮料、化工、医药等行业，是目前应用非常广泛的包装机械之一。现代社会对于灌装设备的安全要求越来越高，要求灌装出的食品、饮料、药品或其他化工产品整齐、美观且具有良好的包装质量，相应的灌装机运行稳定性，维护的方便性，灌装的精度、速度是衡量灌装机控制系统好坏的重要性能指标。   传统的继电器控制设备不仅体积大、耗电多、效率低且故障率高，已无法满足现代生产快速反应、精确度高且连续稳定运行时间长的要求。可编程序控制器(简称PLC)是一种专门为在工业环境下应用而

2、设计的数字运算操作的电子装置。具有通用性好，可靠性高，安装灵活，扩展方便，性价比高等一系列优点，基于PLC和变频器等机电产品的控制系统可以很好地满足当前现代生产的需求。   台达目前可为客户提供PLC控制器、人机界面、变频驱动器、伺服驱动器、数控系统等系列自动化产品，可以向客户提供完善可靠的机电一体化解决方案。本文介绍的系统实现灌装机的机械结构装置与PLC、变频调速、人机界面等现代自动控制技术手段的完整结合，形成机电一体化。 2  工艺分析   以瓶装饮料为例，液体灌装机的工艺如下：用以装液体的瓶子通过拨瓶星轮由冲瓶机导出并传送至灌装机。进入灌装机

3、的瓶子由瓶颈托板卡住瓶口保持，并通过升降机构在凸轮作用下实现上升与下降。灌装机采用重力灌装方式，瓶口上升顶开灌装阀开始灌装，当物料上升到堵住回气孔位置时结束灌装。灌装结束后瓶口下降离开灌装阀，瓶子通过过渡拨轮进入旋盖机。旋盖机上的止旋刀卡住瓶颈部位，保持瓶子直立并防止旋转。旋盖头在旋盖机上保持公转并自转，在凸轮作用下实现抓盖、套盖、旋盖、脱盖动作，完成整个封盖过程。落盖导轨上设有防止反盖通过及反盖取出机构，同时装有一组光电开关，当落盖导轨上无盖时会自动停止机器运转，可以有效的避免无盖瓶的出现。同时，落盖导轨上还设有旋盖机进瓶检测开关，与落盖导轨和拨

4、盖盘连接处的锁盖气缸连锁控制瓶盖的排出，保证无瓶时停止喂盖，减少盖子的损耗。   基本流程为：冲瓶机导出瓶子→灌装机→上升→重力灌装→下降→进入旋盖机封盖→进入传输带。系统需设置检查点防止空送、漏盖、漏瓶或者上盖错误等。 3  设备结构介绍   此设备结构如图1、图2所示，由电机驱动高精度食品级的不锈钢齿轮泵，通过PLC控制频器的速度来精确控制灌装量的多少，主要用于饮料等液体的灌装。图1  设备全图图2  齿轮泵结构 4  电气架构图及选型说明4.1设备电气架构   根据客户的设备小巧紧凑的特点，我们给客户配置了以下产品：   (1)PLC：DVP

5、14SS11R2*1；   (2)人机界面：TP04GAS2或DOPAS57BSTD；   (3)变频器：VFD007EL21A；   (4)其它电气配件.4.2选型说明   台达EL变频器体积小巧，功能强大，并内置EMI滤波器，十分适合用在食品及药机行业，EL内置面板，且所有型号变频器都具有RS485接口，通讯协议为国际标准的MODBUSASCII/RTU，通讯接口为RJ11/RJ45，通过485通讯，可以节约客户成本，减少客户外部的接线，还可以实时了解变频器的状态(如输出电流，频率，故障代码)。本文中变频器的频率通过台达14SS11R2PLC通

6、讯给定，通讯协议为38400，7，E，1，ASCII码；运行停止考虑到安全问题，通过外部端子控制。   选用14SS的原因，首先客户是被其“小身材”吸引，从图3还以看出，客户的设备由于常常是一条大生产线上的一个工作站，因此整体设计得十分紧凑，14SS在设备中占用的空间十分小；其次，14SS还标配两个通讯口，一个RS232和人机界面通讯，另一个RS485口和台达EL变频器通讯，相得益彰，既充分利用了各产品的功能，成本是也没有增加。如果选用其它厂牌PLC，要不加装通讯卡，要不加DA模块，才可控制变频器的速度，无论从成本上，还是安装的尺寸上，都不经济。而

7、全套台达产品，可以给客户提供更灵活的功能组合，更佳的性价比。图3  电气架构图 5  设备工作原理及程序说明   灌装模式分为手动和自动两种模式。   手动模式下，按一下启动键，变频器以设定的高速频率运行，同时PLC开始计数，当计数值达到低速爬行的值后，通讯控制变频器以低速运行，直到计数值到达设定的容量后，变频器停止，灌装完成，等待下一次启动信号，此模式主要用于试生产。   自动模式，和手动过程一样，只是当一次灌装结束后，不需再按启动按钮，而是等待设定好的时间后，再自己启动，适合和生产线配合使用。   人机界面根据最终客户的要求可以配台达的TP04

8、G文本，也可配台达的触摸屏产品。界面主要用于设置工作模式(手动/自动)和运行参数，主要是运行速度，爬行速度，速度切换点。界