一种空瓶检测机检测控制系统的设计与实现

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1、一种空瓶检测机检测控制系统的设计与实现（山东万世德检测包装系统技术有限公司，山东泰安271022）李士钊摘要：在啤酒生产过程中传统的人工检测手段已不能满足高速生产线的需求，基于机器视觉、自动化控制的空瓶检测机（EBI）快速、准确地实现了对空瓶的检测。设计一套基于贝加莱PCC控制系统的空瓶检测机控制方案，实现了对空瓶检测的自动化控制。关键词：空瓶检测机；可编程计算机控制器；检测DesignandImplementationoftheDetectionandControlSystemofanEmptyBottleInspectorLIShi-zhaoAb

2、stract:Theprocessofbeerproductioninthetraditionalmanualdetectioncannotkeepupwiththehigh-speedproductionline,basedonmachinevision,automaticcontroloftheEBItoachieveinspectoronthebottles.ThedetectionofaircraftcontrolsystemwasdesignedwithB&RPCC,emptybottlesinspectortoachieveautomat

3、ionandcontrolplane.Keywords：emptybottleinspector;PCC;detection0引言中国制造业的高速发展给工厂自动化提出更高的要求。工厂的管理者已深刻地体会到一些关键环节的自动检测设备不仅能带来更高的效率，并且能更大限度地降低成本。随着市场竞争的加剧，啤酒饮料制造企业越来越清楚地认识到，产品质量的好坏，是决定企业生产和经营成败的关键。随着在线检测技术自身的成熟和发展，可以预计，它将在啤酒饮料食品制造业中得到越来越广泛的应用。中国的诸多啤酒集团公司，随着生产线速度的提高，质量品质的提升，也已经把验瓶机等检测

4、设备，列为生产关键设备。目前国内啤酒饮料行业配备的空瓶检测机等在线检测设备很少，而仅有的一些空瓶检测设备又绝大部分依赖于进口。目前进口空瓶检测机的品牌比较少，有德国的HEUFT、KRONES、MIHO，美国的飞达，日本的KTS，德国品牌垄断着市场的绝大部分份额。国外空瓶检测机的适应性差、价格高昂及维护费用高让厂家倍感头痛，迫切需要国内研发类似设备来填补空白。1空瓶检测机（EBI）的性能和功能需求1.1性能需求现国内啤酒生产线普遍的速度要求为28000瓶/小时或者36000瓶/小时，生产速度的提升，需要用直线式的EBI，对控制系统提出了新的要求，接收处

5、理信号的能力要提升；需要借助编码器对瓶子进行全程的跟踪定位，所以要求控制系统读取编码器的值必须迅速而且准确。采用西门子及欧姆龙的PLC进行控制时发现，实时性比较差，使用梯形图对这样的控制程序编程比较复杂。面对这些特殊的控制要求，贝加莱PCC的优势凸显出来，其可以使用C等高级语言编程，其中的TPU功能可以解决信号接收滞后及读取编码器不够及时的问题，另外可轻易地利用PVI通讯借助工业以太网实现与上位机VB程序的通讯。1.2功能需求控制系统需要将图像处理器返回的信号进行记录，做出各种数据信息的统计分析，提供给上位机；对各个瓶子进行跟踪定位，对检测到的不合格

6、品进行定位，到达剔除器位置时，将不合格瓶子准确剔除，剔除的瓶子倒瓶率不能高于5%。控制系统稳定可靠，突然掉电再上电后能顺利启动。2空瓶检测机设计方案概述2.1验瓶机的设计原理验瓶机要实现的功能是对啤酒瓶进行全方位的检测，将检测结果信息送给控制系统，控制系统对接收到的信息进行分析汇总，控制单段式或多段式剔除器将不合格的瓶子剔除。检测系统分六大检测模块：进瓶检测模块、侧壁检测模块1、瓶口检测模块、瓶底检测模块、侧壁检测模块2、残留液检测模块。如图1所示。图1EBI功能分布图（1）各模块的检测功能1进瓶检测模块：检测异型瓶或严重破损瓶，防止其进入空瓶检测机

7、系统而对机器造成损害。2侧壁检测模块1：检测瓶壁是否有污斑或者严重破损。3瓶口检测模块：主要检测瓶口是否存在破损或污斑。4瓶底检测模块：主要检测瓶底是否存在污斑。5侧壁检测模块2：瓶子通过夹瓶皮带旋转90度，进行第二次侧壁检测，保证了瓶壁检测无死点。6残留液检测模块：主要检测瓶中是否有残留的液体存在。（2）视觉检测系统的工作原理通过特殊设计的LED光源打光，CCD相机拍照，将拍取的照片信息送到图像处理器系统，图像处理器对照片进行处理分析，判定拍取的照片是否合格，并将合格信号送出给控制系统。残留液检测的工作原理是：采用高频发射器发出高频信号，有残留液的

8、瓶子经过此检测模块时，引起高频信号波动，通过判定信号的波动，将判定的不合格瓶子的信息送达控制系统。控制系统的