plc自動(dòng)控制灌裝機(jī)數(shù)控技術(shù)專業(yè)論文

1、PLC自動(dòng)控制灌裝機(jī)PLC自動(dòng)控制灌裝機(jī)摘要：隨著人民生活水平的提高，人們對(duì)休閑飲品的需求也飛速增加，同時(shí)刺激著飲料工業(yè)迅速發(fā)展，帶動(dòng)著液體灌裝設(shè)備的需求大量增長(zhǎng)。依據(jù)我國統(tǒng)計(jì)局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，由2000年開始，截止至2011年，11年間中國飲品行業(yè)總產(chǎn)量己經(jīng)由0.15億噸飛速增長(zhǎng)到1.2億噸，年平均增長(zhǎng)率達(dá)到近二十一個(gè)百分點(diǎn)1。國內(nèi)的包裝機(jī)械起步不早，且技術(shù)含量較低，僅能滿足一般生產(chǎn)需求;而且對(duì)像光、磁和計(jì)算機(jī)等一些先進(jìn)技術(shù)的利用很少。這樣我國的包裝機(jī)械的性能就同國外有著一定差距。早期的灌裝生產(chǎn)線的電氣設(shè)備控制系統(tǒng)采用的繼電器加接觸器控制模式，使用過程灌裝速度較慢，不夠穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)問題;出現(xiàn)故

2、障時(shí)，人們總是憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行排查，同時(shí)在飲品生產(chǎn)過程當(dāng)中經(jīng)常發(fā)生二次污染，導(dǎo)致產(chǎn)品合格率低，降低了企業(yè)的生產(chǎn)效益。本文針對(duì)灌裝生產(chǎn)線的全自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，整個(gè)灌裝過程使用可編程控制器(Programmable Logic Controller, PLC)進(jìn)行控制，提高了灌裝精度和運(yùn)行穩(wěn)定性。每個(gè)封蓋頭的工作速度可達(dá)2000瓶/小時(shí)，灌裝容量誤差小于0.4% 。本文首先對(duì)灌裝機(jī)做了基礎(chǔ)性研究，并在此基礎(chǔ)上分析其灌裝的工藝流程，在熟悉工藝的條件下對(duì)灌裝機(jī)進(jìn)行控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì);然后，根據(jù)設(shè)計(jì)方案對(duì)灌裝機(jī)設(shè)備制造過程中所需要的元器件進(jìn)行了選型，在該設(shè)備中，PLC是核心模塊，主要是對(duì)PLC進(jìn)行選型和模

3、塊定義;最后，對(duì)灌裝機(jī)設(shè)備的控制中心的嵌入式軟件進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，通過程序的控制，并設(shè)計(jì)了人機(jī)交互界面，方便用戶的操作使用，在對(duì)人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)的時(shí)候，采用的是PLC與控制屏聯(lián)合作用的方式，實(shí)現(xiàn)灌裝機(jī)設(shè)備的自動(dòng)化操作和科學(xué)化管理。關(guān)鍵詞:灌裝機(jī); PLC控制; 連續(xù)灌裝Automatic control filling machine based on PLCAbsrtact: With the improvement of peoples living standards, peoples demand for leisure drinks is also increasing rapidl

4、y. At the same time, it stimulates the rapid development of the beverage industry and drives the demand for liquid filling equipment to increase substantially. According to the statistics of Chinas Statistical Bureau, from 2000 to 2011, the total output of Chinas beverage industry has increased rapi

5、dly from 115 million tons to 120 million tons, with an average annual growth rate of nearly 21 percentage points 1. Domestic packaging machinery started early, and the technology content is low, which can only meet the general production needs; moreover, the use of some advanced technologies such as

6、 optical, magnetic and computer is very little. In this way, the performance of packaging machinery in our country has a certain gap with that in foreign countries.The relay and contactor control mode adopted by the electrical equipment control system of the early filling production line is slow in

7、filling process, unstable and often has problems. When there are faults, people always rely on experience to check, and at the same time, secondary pollution often occurs in the production process of drinks, which leads to low qualified rate of products and reduces the production efficiency of enter

8、prises. In this paper, the full automatic control system of filling production line is studied. The whole filling process is controlled by programmable logic controller (PLC), which improves filling accuracy and operation stability, and integrates cleaning, filling and capping of the production line

9、. The working speed of each cap can reach 2000 bottles per hour, and the filling capacity error is less than 0.4%.Firstly, the basic research on filling machine is done, and on this basis, the filling process is analyzed, and the control system scheme design of filling machine is carried out under t

10、he condition of familiarity with the process. Then, according to the design scheme, the components needed in the manufacturing process of filling machine equipment are selected. In this equipment, PLC is the core module, mainly the selection and module definition of PLC. At last, the embedded softwa

11、re of the control center of filling machine is analyzed and designed. Through the control of program, the man-machine interaction interface is designed to facilitate the users operation and use. When designing the man-machine interaction interface, the way of combining PLC with control screen is ado

12、pted to realize the automatic operation and scientific management of filling machine equipment.Key words: filling machine; PLC control; continuous filling目錄第1章緒論11.1論文研究的背景和意義11.2灌裝技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀31.3灌裝機(jī)械概述51.4 PLC概述5第2章 灌裝機(jī)控制系統(tǒng)方案72.1灌裝機(jī)主要組成及工藝72.2控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)92.2.1灌裝機(jī)的工藝流程92.2.2灌裝機(jī)的控制方案設(shè)計(jì)9第3章 灌裝機(jī)核心技術(shù)研究103.1

13、灌裝流程113.2復(fù)位123.3填充13第4章 結(jié)論174.1工作總結(jié)174.2展望17致謝17參考文獻(xiàn)18第1章 緒論1.1論文研究的背景和意義食品工業(yè)的發(fā)展離不開各種食品機(jī)械，特別是包裝機(jī)械產(chǎn)品。大約三分之二的制造目標(biāo)是促進(jìn)食品工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)和包裝。尤其是飲料行業(yè)，離不開包裝機(jī)械。近年來，人們對(duì)休閑飲料的追求越來越熱，這刺激了飲料行業(yè)的繁榮，液體灌裝機(jī)械的供應(yīng)超過了需求。隨著人們生活質(zhì)量的提高，對(duì)食品安全的要求也越來越高。為了使包裝食品不僅衛(wèi)生、安全，而且美觀，對(duì)灌裝機(jī)械有更高的要求。灌裝機(jī)械必須有更準(zhǔn)確的響應(yīng)和定位，生產(chǎn)效率高，具有一定的靈活性。因此，需要對(duì)灌裝機(jī)械的控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。傳

14、統(tǒng)的控制方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)力的發(fā)展，因此迫切需要用一種新的、更先進(jìn)、更高效、更智能的控制方式來取代傳統(tǒng)的控制方式。因此，發(fā)展經(jīng)濟(jì)型、環(huán)保型和更智能化的灌裝機(jī)械是符合國情發(fā)展的，也是市場(chǎng)的迫切需要。國內(nèi)灌裝機(jī)械制造業(yè)始于20世紀(jì)60年代，在此以前幾乎空白，大部分灌裝生產(chǎn)依靠人工完成，生產(chǎn)效率低。20世紀(jì)70年代初，上海、北京、青島、煙臺(tái)等許多沿海大城市從西德、意大利、美國和羅馬尼亞引進(jìn)了許多灌裝線。這些高科技灌裝生產(chǎn)線極大地促進(jìn)了我國灌裝機(jī)械的發(fā)展2。在最初的發(fā)展中，主要有鄭州啤酒廠機(jī)械廠、天津化工機(jī)械廠等廠家，他們把國外先進(jìn)的技術(shù)引進(jìn)到自己的生產(chǎn)過程中，并根據(jù)我國的實(shí)際需要，進(jìn)行技術(shù)改造，

15、以滿足我國國情的需要。雖然這些設(shè)備的出現(xiàn)使我國的灌裝機(jī)械和設(shè)備技術(shù)水平不斷提高。技術(shù)含量有了很大的提高，但與世界上一些先進(jìn)國家相比，還存在很大的差距。20世紀(jì)80年代中后期，中國開始進(jìn)入全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)圈，并開始與一些先進(jìn)國家交流信息。通過技術(shù)貿(mào)易合作，中國引進(jìn)了日本三菱公司先進(jìn)的灌裝設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)的引進(jìn)，使我公司的灌裝設(shè)備有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，基本上滿足了我國灌裝設(shè)備的制造需要。問。在中國的灌裝制造企業(yè)中，許多技術(shù)都是通過引進(jìn)成熟的國際技術(shù)而完成的，如洗瓶機(jī)、灌裝機(jī)和蓋帽機(jī)。在制造過程中，介紹了一些發(fā)達(dá)國家的分離變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)、充液閥技術(shù)和蓋面技術(shù)，并對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行了改造和改造。這些技術(shù)已經(jīng)通過了

16、我。我國的改進(jìn)可以應(yīng)用于許多生產(chǎn)過程。人機(jī)界面交互設(shè)計(jì)采用PLC與觸摸屏相結(jié)合的方法。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國約有200家灌裝設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，約有700家企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開展零部件制造和技術(shù)研發(fā)。我國填料機(jī)械設(shè)備的研究與發(fā)展已進(jìn)入繁榮階段。在自動(dòng)化和市場(chǎng)份額方面，美國和日本是最好的，其次是德國和意大利。美國在工業(yè)發(fā)展中處于領(lǐng)先地位，所以包裝工業(yè)發(fā)展較早，有完善的包裝工業(yè)體系；包裝設(shè)備高、精、尖。由于美國計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展是世界上最早的，將計(jì)算機(jī)嵌入式軟件開發(fā)技術(shù)引入到灌裝機(jī)械設(shè)備的研發(fā)過程中，可以很好地實(shí)現(xiàn)灌裝機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化。操縱控制。相對(duì)而言，日本在這一領(lǐng)域的發(fā)展要比美國晚。然而，日本的技術(shù)發(fā)

17、展迅速。上個(gè)世紀(jì)60年代到90年代，日本通過在研發(fā)過程中引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)，大大提高了制造水平，并取得了快速發(fā)展。盡管日本機(jī)械制造業(yè)相對(duì)落后，但仍有很長(zhǎng)的路要走。日本電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。它也是第一個(gè)將信息技術(shù)引入灌裝機(jī)械和設(shè)備制造過程的技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了灌裝機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化操作和管理。日本在這方面仍然是國際領(lǐng)先水平。相對(duì)而言，我國制造業(yè)，特別是機(jī)械包裝業(yè)起步較晚，處于初級(jí)發(fā)展階段。中國制造業(yè)與美國、日本、歐洲等其他工業(yè)大國之間存在著巨大的差距。而在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)沒有人關(guān)注，發(fā)展緩慢。直到改革開放，我國包裝工業(yè)才開始進(jìn)入快速發(fā)展的道路。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)生活用品的需求越來越高，導(dǎo)致

18、食品生產(chǎn)企業(yè)越來越依賴生產(chǎn)機(jī)械，包括包裝設(shè)備。為了更好地發(fā)展我們自己的包裝行業(yè)，我們從國外引進(jìn)了更先進(jìn)的生產(chǎn)線，并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，使設(shè)備適合我們的環(huán)境。在灌裝機(jī)特別是液體灌裝機(jī)的發(fā)展中，美國和日本的灌裝設(shè)備的精度和自動(dòng)化程度都很高。他們的機(jī)器可以用同一類型的灌裝機(jī)灌裝各種規(guī)格、介質(zhì)和容器，包裝機(jī)械的使用環(huán)境得到了極大的擴(kuò)展。發(fā)達(dá)國家近年來的發(fā)展主要集中在提高灌裝機(jī)的灌裝速度、快速提高灌裝機(jī)的灌裝效率、提高自動(dòng)灌裝生產(chǎn)工藝質(zhì)量等方面3。我國灌裝機(jī)械的制造水平與發(fā)達(dá)國家仍有一定的差距。主要表現(xiàn)在：灌裝機(jī)生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小，部分企業(yè)技術(shù)和生產(chǎn)線還不先進(jìn)，部分企業(yè)引進(jìn)國外技術(shù)或產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)。本課題是YTGZ

19、24500型灌裝機(jī)清洗、灌裝、封口一體化控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)。這樣，500毫升PET瓶的灌裝速度可以達(dá)到每小時(shí)20000瓶以上，單蓋頭的灌裝速度可以達(dá)到每小時(shí)2000-2200瓶。這項(xiàng)技術(shù)還可以提高灌裝速度。機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，可實(shí)現(xiàn)灌裝的自動(dòng)化生產(chǎn)和科學(xué)管理。1.2灌裝技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀所謂灌裝機(jī)的工作原理是將某一產(chǎn)品放入配制好的容器中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)包裝的過程。事實(shí)上，灌裝理論誕生于人類學(xué)會(huì)使用容器盛裝液體的時(shí)代。首先，實(shí)現(xiàn)了人工灌裝。到19世紀(jì)中葉，市場(chǎng)上出現(xiàn)了更多流行的虹吸管裝置和機(jī)器。灌裝自動(dòng)化管理進(jìn)入了發(fā)展階段。后來，二十世紀(jì)出現(xiàn)了一系列液體灌裝的商業(yè)產(chǎn)品。20世紀(jì)以來，灌裝機(jī)械

20、行業(yè)發(fā)展迅速，已由人工灌裝向全自動(dòng)灌裝轉(zhuǎn)變，具有清洗、洗滌、輸送、封口等功能。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，充填技術(shù)也在飛速發(fā)展。目前，填充技術(shù)在西歐如美國、德國和意大利更為先進(jìn)。它們的填充技術(shù)影響著世界填充技術(shù)的發(fā)展。目前，填料技術(shù)的發(fā)展主要有以下幾個(gè)方向：一是大大提高了灌裝機(jī)械的工作效率和穩(wěn)定性。灌裝機(jī)械每小時(shí)成功灌裝瓶數(shù)是衡量灌裝機(jī)械是否先進(jìn)的重要指標(biāo)。因此，許多大型企業(yè)將如何提高灌裝機(jī)械的轉(zhuǎn)速和生產(chǎn)效率作為設(shè)計(jì)追求的重要目標(biāo)。它們通常通過提高加注輪的轉(zhuǎn)速或加注頭的數(shù)量，提高不同加注材料的最大加注率，改善加注閥體的結(jié)構(gòu)來提高加注生產(chǎn)率。為了提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，一些企業(yè)在制造過程中，將信息技術(shù)充分應(yīng)

21、用于灌裝設(shè)備的過程中，不僅實(shí)現(xiàn)了灌裝自動(dòng)化管理，而且還提供了維修服務(wù)，如：故障分析系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)灌裝設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)。故障和預(yù)警功能。如今，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，灌裝設(shè)備也將朝著更加智能化的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)檢測(cè)功能，減少資源浪費(fèi)，提高資源利用率。其次，對(duì)灌裝機(jī)械進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，提高技術(shù)含量。過去，食品工業(yè)中使用的傳統(tǒng)灌裝機(jī)是一個(gè)由多個(gè)元件組成的負(fù)復(fù)雜控制系統(tǒng)，導(dǎo)致機(jī)械占地面積大。復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不僅需要復(fù)雜的操作方法和系統(tǒng)，還降低了灌裝過程控制的準(zhǔn)確性，需要更細(xì)致的維護(hù)和管理，成本更高。越來越多的企業(yè)致力于灌裝機(jī)械結(jié)構(gòu)的改革。改造的目的是盡可能降低灌裝機(jī)的設(shè)備維護(hù)成本，簡(jiǎn)化操作流程。包裝機(jī)

22、有兩種工作模式：間歇模式和連續(xù)模式。為了在設(shè)計(jì)階段提高生產(chǎn)效率，必須能夠連續(xù)穩(wěn)定地工作。一臺(tái)設(shè)備可以生產(chǎn)不同規(guī)格的產(chǎn)品或一系列產(chǎn)品。設(shè)計(jì)多站或多條生產(chǎn)線是必要的，但此時(shí)必須提高生產(chǎn)設(shè)備的可靠性。為了在包裝工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域占據(jù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，主要相關(guān)機(jī)械制造商致力于提高新產(chǎn)品的發(fā)布和更新速度，通過采用更先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，確保設(shè)計(jì)質(zhì)量的持續(xù)提高。他們將應(yīng)用廣泛的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和最新開發(fā)的計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于灌裝機(jī)械的設(shè)計(jì)。在這一過程中，采用更有效的設(shè)計(jì)方法，包括優(yōu)化設(shè)計(jì)和并行設(shè)計(jì)、工業(yè)外觀設(shè)計(jì)和實(shí)時(shí)裝配設(shè)計(jì)等概念，縮短了新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。隨著科技的發(fā)展，PLC技術(shù)等更高層次的光電、磁學(xué)科技成果應(yīng)

23、運(yùn)而生，并及時(shí)應(yīng)用于設(shè)備設(shè)計(jì)，提高了灌裝機(jī)械的智能化管理水平。在灌裝機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)中，越來越多的采用人機(jī)界面進(jìn)行管理，不僅實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，而且完成了定期自動(dòng)故障檢測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)目標(biāo)。第三，更加靈活靈活。包裝機(jī)械的靈活使用主要體現(xiàn)在對(duì)灌裝容器和介質(zhì)的類型和外觀的靈活要求上。機(jī)械設(shè)備的彈性主要是針對(duì)機(jī)械設(shè)備部件的普遍使用。當(dāng)需要維修機(jī)械時(shí)，不需要大規(guī)模拆卸，只需更換相應(yīng)的設(shè)備部件，大大降低了設(shè)備的成本和維修周期。雖然智能化生產(chǎn)是包裝機(jī)械發(fā)展的關(guān)鍵方向，但其主要質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)是機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。對(duì)于歐美等包裝技術(shù)先進(jìn)的國家，由其制定灌裝機(jī)械產(chǎn)品規(guī)范。為了保證機(jī)械產(chǎn)品的可靠性，這些廠家提出了相應(yīng)的

24、產(chǎn)品加工標(biāo)準(zhǔn)和管理制度。為了保證包裝機(jī)械的整體可靠性，必須使用合格甚至高質(zhì)量的基本部件。機(jī)械、電、氣、液等配套生產(chǎn)條件要求較高。因此，需要嚴(yán)格制定配套條件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。雖然與德國、日本、美國等發(fā)達(dá)工業(yè)國家相比，我國灌裝機(jī)械技術(shù)發(fā)展有一定差距，但我國的國力不斷增強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，人們對(duì)包裝技術(shù)的要求不斷提高，需求量不斷增加，從而提供了更廣的范圍。市場(chǎng)容量和需求空間為包裝設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了條件。但我國包裝設(shè)備行業(yè)正處于發(fā)展初期，目前大部分產(chǎn)品都是從國外引進(jìn)的，通過各種有針對(duì)性的改進(jìn)措施，制造出適合我國生產(chǎn)環(huán)境的設(shè)備。同時(shí)，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用也比較晚，這也是制約我國灌裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展的重要因素之一。近

25、年來，我國灌裝機(jī)械的發(fā)展方向是：自動(dòng)化程度高，集成度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不影響其功能。目前，一臺(tái)灌裝機(jī)不僅能完成食品灌裝的全過程，而且能實(shí)現(xiàn)比以前更完善的功能。大多數(shù)灌裝機(jī)都配有觸摸屏，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作管理。PLC技術(shù)廣泛應(yīng)用于取代傳統(tǒng)的繼電器進(jìn)行系統(tǒng)控制操作，保證了灌裝過程更加方便、準(zhǔn)確。目前，我國大部分灌裝機(jī)產(chǎn)品屬于計(jì)量泵模式，存在許多不足。主要表現(xiàn)為：灌裝速度低，灌裝量精度不高（誤差大于3%）。因此，本論文的主要目的是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)伺服泵高速清洗灌裝及三合一封口灌裝機(jī)。目的是控制成本，大大提高產(chǎn)品的灌裝精度和效率。灌裝機(jī)主要采用混合控制方式，結(jié)合伺服電機(jī)和陶瓷柱塞泵的原理，利用陶瓷柱塞泵的高精度

26、優(yōu)勢(shì)，充分發(fā)揮陶瓷柱塞泵控制流量簡(jiǎn)單、傳動(dòng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)了一個(gè)伺服泵同時(shí)控制兩個(gè)灌裝頭連續(xù)灌裝的控制設(shè)計(jì)，大大提高了灌裝效率。1.3灌裝機(jī)械概述灌裝機(jī)的主要功能決定了它的一般功能。灌裝機(jī)的主要功能是在配制好的灌裝容器中加入規(guī)定容量的液體介質(zhì)，完成灌裝、封口、稱重等產(chǎn)品功能4。在將介質(zhì)裝入容器的過程中，影響灌裝機(jī)工作精度的因素很多。最重要的因素是填充介質(zhì)的稠度。介質(zhì)中是否有氣泡或細(xì)小顆粒也會(huì)影響填充的準(zhǔn)確性和準(zhǔn)確性。因此，填充介質(zhì)的性質(zhì)決定了填充機(jī)械的設(shè)計(jì)要求和填充方法。對(duì)于液體介質(zhì)，填充方法包括：常規(guī)氣壓填充法、等壓填充法、真空填充法、外壓填充法、虹吸填充法等。1.4 PLC概述可編程邏輯

27、控制器 (Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC)是指通過編程或軟件配置改變控制策略的控制器。它是一種電子裝置，專門應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中由傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電器相結(jié)合而產(chǎn)生的數(shù)字操作操作。1969年世界上第一臺(tái)PLC被發(fā)明出來，當(dāng)時(shí)的功能只能通過邏輯控制來實(shí)現(xiàn)。除開關(guān)控制外，還具有模擬控制、智能控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制和聯(lián)網(wǎng)功能，體積小、可靠性高、編程方法簡(jiǎn)單。因此，PLC不僅取代了繼電器系統(tǒng)，在邏輯控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，而且在位置控制、過程控制、分散控制等領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。典型的可編程邏輯控制器（PLC）由電源、CPU和多個(gè)I/O模塊組成，控制器背面

28、安裝有特定功能。為了操作簡(jiǎn)單，操作人員監(jiān)控系統(tǒng)通常配置為PLC作為人機(jī)交互管理界面。PLC是汽車制造業(yè)的發(fā)展。最原始的汽車生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)大多由繼電器完成。由于汽車工業(yè)的快速發(fā)展，繼電控制系統(tǒng)已不能滿足汽車工業(yè)的日常利益。每次更換車型時(shí)，重新設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)都非常繁瑣，即充電時(shí)也要收費(fèi)工作。上世紀(jì)60年代末，繼電器控制系統(tǒng)被公司的公開招標(biāo)和PLC生產(chǎn)所取代。雖然PLC和繼電器都是自動(dòng)控制的功能，但PLC具有更多的優(yōu)點(diǎn)和便利性。首先，在應(yīng)用中，采用繼電器控制時(shí)，其工作原理是控制繼電器觸點(diǎn)與電氣元件之間的觸點(diǎn)連接，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的功能運(yùn)行，完成起動(dòng)電機(jī)，控制動(dòng)作速度。繼電器只需要設(shè)計(jì)和安裝簡(jiǎn)單單元的元件和

29、電路。由于制造成本和設(shè)備維修成本相對(duì)較低，所以它們?cè)诟鞣N簡(jiǎn)單機(jī)械中仍被廣泛應(yīng)用。在設(shè)備的生產(chǎn)控制系統(tǒng)中。PLC是微處理技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合，不僅適用于大規(guī)模生產(chǎn)，還可用于中小型復(fù)雜生產(chǎn)線的控制，具有較強(qiáng)的靈活性和靈活性。其次，控制函數(shù)的應(yīng)用靈活性和可擴(kuò)展性較強(qiáng)。繼電器是完成設(shè)備電機(jī)相關(guān)功能的相關(guān)元件的機(jī)械動(dòng)作，因此不同元件觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間決定了繼電器的動(dòng)作時(shí)間。機(jī)械動(dòng)作時(shí)間常數(shù)大，實(shí)時(shí)性差。當(dāng)工藝發(fā)生變化時(shí)，有必要重新設(shè)計(jì)生產(chǎn)線的控制。需要重新連接系統(tǒng)以使工作更加復(fù)雜。因?yàn)橛性S多組件和觸點(diǎn)，所以經(jīng)常會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤的操作。因此，繼電控制方式的可靠性較差，適當(dāng)改變的能力不強(qiáng)。相比之下，PLC控制是由軟件

30、通過程序執(zhí)行來實(shí)現(xiàn)的，PLC元件不進(jìn)行實(shí)際的設(shè)備操作，設(shè)備的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是由軟件程序來實(shí)現(xiàn)的。程序的執(zhí)行過程確定不存在設(shè)備延遲問題。如果生產(chǎn)工藝或產(chǎn)品型號(hào)發(fā)生變化，可直接修改參數(shù)、程序或擴(kuò)展模塊。與繼電器控制相比，具有響應(yīng)速度快、機(jī)械故障少、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。第三，在日常維護(hù)中，由于PLC控制系統(tǒng)采用軟件控制內(nèi)部繼電器的關(guān)斷，可靠性比繼電器方式得到了更好的保證。其次，PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工比繼電器控制更省時(shí)，且PLC控制系統(tǒng)體積小、重量輕、安裝簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、日常使用方便。保養(yǎng)起來很容易。繼電器控制方法多為機(jī)械接觸，容易出錯(cuò)。必須連接每個(gè)組件。一旦出現(xiàn)工作故障，故障排除將更加麻煩。另外，采用的

31、控制柜體積大、重量重，給安裝施工帶來很大的麻煩。灌裝機(jī)是包裝系統(tǒng)的重要組成部分。最重要的特點(diǎn)是動(dòng)作復(fù)雜，執(zhí)行元素多。如果灌注機(jī)采用繼電器控制方式，根據(jù)灌注過程的設(shè)計(jì)，需要大量的中間繼電器，使得控制電路非常復(fù)雜。灌裝機(jī)是包裝系統(tǒng)的重要組成部分，其最大特點(diǎn)是動(dòng)作復(fù)雜，執(zhí)行元件較多。如果灌裝機(jī)采用繼電器控制方式，根據(jù)灌裝工藝設(shè)計(jì)，需要大量中間繼電器，使控制電路十分混亂。如果采用PLC控制方式，只能通過程序完成內(nèi)部的輔助繼電器。普通PLC包含近百個(gè)內(nèi)部輔助繼電器，適用于不同場(chǎng)合和更多的內(nèi)部輔助繼電器。在特殊情況下，也使用特殊繼電器。唯一的工作是編寫PLC程序5。第2章 灌裝機(jī)控制系統(tǒng)方案 YTGZ-2

32、4500型灌裝機(jī)是一種新型的旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)。其主要功能是實(shí)現(xiàn)液體介質(zhì)的高效、穩(wěn)定、準(zhǔn)確灌裝。YTGZ-24500灌裝機(jī)設(shè)計(jì)灌裝速度為每分鐘5000瓶。灌裝容器為500毫升PET瓶。本設(shè)備灌裝質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)要求無泄漏空瓶、無蓋灌裝瓶。具體灌裝過程的主要控制動(dòng)作包括：進(jìn)瓶、進(jìn)瓶、清洗、灌裝、封口、倒瓶等。2.1灌裝機(jī)主要組成及工藝本文所研究的回轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)的三維示意圖如圖2-1所示。其主要部件有洗瓶裝置、灌裝裝置、密封裝置、傳動(dòng)裝置等。灌裝機(jī)的主要機(jī)械部件有：閥臺(tái)、機(jī)架、安全門、灌裝陶瓷、主傳動(dòng)、軋蓋機(jī)等，其部件如下表所示：表2-1灌裝機(jī)機(jī)械組成圖2-1灌裝機(jī)示意圖 1.洗瓶裝置洗瓶機(jī)的主要部件有洗瓶鉗

33、、上轉(zhuǎn)盤、導(dǎo)軌、形板分水器、防護(hù)罩、噴頭、接水板等。瓶子由氣道上的導(dǎo)板送入夾瓶板，夾瓶板由星形輪驅(qū)動(dòng)，瓶子送入洗瓶裝置。洗瓶夾鉗將1號(hào)卡板處的瓶子合上，然后夾住瓶頸使其半圓形翻轉(zhuǎn)。瓶子倒著滴。2卡板上的形狀板控制洗瓶鉗的開度，并將洗瓶送至下一道工序。第一清潔水可以排出，第二清潔水可以直接從接收盤收集到中間包循環(huán)使用。2.充填裝置環(huán)罐、加注閥、導(dǎo)軌和提升裝置是加注機(jī)構(gòu)的主要組成部分。灌裝時(shí)，瓶子從洗瓶裝置的2號(hào)夾持部進(jìn)入灌裝裝置，夾住瓶頸，與環(huán)形罐一起循環(huán)移動(dòng)，并隨著導(dǎo)軌上升自動(dòng)打開灌裝閥，完成灌裝，隨導(dǎo)軌下降灌裝閥，關(guān)閉灌裝閥，并發(fā)送用3號(hào)夾板將瓶子從灌裝機(jī)中取出。3.密封裝置分蓋器、轉(zhuǎn)蓋機(jī)和

34、排蓋裝置是蓋面機(jī)構(gòu)的核心部件。瓶蓋由3號(hào)封板送入封蓋機(jī)，封蓋機(jī)的封板托住瓶蓋；同時(shí)，瓶蓋清潔器將瓶蓋向同一方向拉直，然后通過下蓋槽將瓶蓋送至封蓋分流器；封蓋分流器將瓶蓋分為等距，然后凸輪向下推動(dòng)瓶蓋移動(dòng)，將瓶蓋壓在容器口上；瓶蓋由齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，使瓶蓋在容器口上轉(zhuǎn)動(dòng)，具有穩(wěn)定的蓋頂力。保存一定時(shí)間，帶蓋的容器瓶從4號(hào)卡片瓶盤上轉(zhuǎn)移。4.驅(qū)動(dòng)器在上述三種裝置中，它起著傳輸連接的作用。2.2控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.2.1灌裝機(jī)的工藝流程灌裝機(jī)的控制系統(tǒng)是根據(jù)灌裝工藝設(shè)計(jì)各種零件和布局，達(dá)到灌裝目標(biāo)要求。圖2-2為YTGZ-24500旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)的完整工藝流程。圖2-2灌裝工藝流程圖從圖2-2可以看出，本產(chǎn)

35、品灌裝過程的關(guān)鍵是瓶子的交付和瓶蓋的安裝。首先將空瓶通過風(fēng)管送入過渡板一，通過洗瓶系統(tǒng)就地清洗PET瓶?jī)?nèi)外壁，然后將液體介質(zhì)按規(guī)定的容量裝入瓶?jī)?nèi)，轉(zhuǎn)移到過渡板M上；第三，將瓶蓋準(zhǔn)確地添加到PET瓶上。板、蓋工藝主要包括兩套組件結(jié)構(gòu)：供應(yīng)蓋和蓋；最后，蓋好的灌裝容量瓶從灌裝機(jī)中送出。程被稱為瓶出，由瓶出組件完成。灌裝工藝是旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)的典型工藝。2.2.2灌裝機(jī)的控制方案設(shè)計(jì)根據(jù)上述灌裝工藝和上述設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，本文設(shè)計(jì)了基于灌裝機(jī)的YTGZ-24500型旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)控制系統(tǒng)，包括以下具體的電氣操作結(jié)構(gòu)：輸入元件：是整個(gè)控制系統(tǒng)的啟動(dòng)裝置。按鈕控制灌裝機(jī)的啟動(dòng)、停止、復(fù)位、清洗和緊急停止。重要的輸入部件主

36、要由安裝在灌裝設(shè)備上的各種傳感器檢測(cè)。啟動(dòng)要求包括是否完成裝瓶位置、瓶蓋安裝位置是否正確、容量瓶翻效率是否均勻、出瓶過程是否正常?？刂浦行模汗嘌b機(jī)械的具體工藝流程決定了其主控中心應(yīng)處理更多的輸入/輸出信號(hào)，需要快速、準(zhǔn)確的信號(hào)傳輸和較小的延時(shí)?？刂茖?duì)象具有開關(guān)量和模擬量，還需要控制20臺(tái)伺服電機(jī)、12臺(tái)步進(jìn)電機(jī)和協(xié)調(diào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。因此，控制中心采用PLC。這是當(dāng)務(wù)之急，也是目前工業(yè)控制中常見的一種控制形式。執(zhí)行機(jī)構(gòu)：灌裝機(jī)系統(tǒng)共有20套伺服系統(tǒng)，其中12套與陶瓷泵相連，在PLC系統(tǒng)的控制下準(zhǔn)確完成吸料和灌裝動(dòng)作；其余8套蓋頭與8臺(tái)伺服電機(jī)相連，專用于軋蓋過程。系統(tǒng)共有步進(jìn)電機(jī)12臺(tái)，包括步進(jìn)

37、電機(jī)和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，主要用于控制充填陶瓷泵的換向。電機(jī)：共有13臺(tái)不同的電機(jī)，其中一臺(tái)為主系統(tǒng)電機(jī)，另一臺(tái)為沖洗泵、蓋調(diào)節(jié)器、輸送帶、上蓋臂、前、中、后三個(gè)輸入盤、進(jìn)液泵等，用于電氣控制，同時(shí)具有散熱、干燥、輸送等功能。電磁鐵：包括瓶塞電磁鐵和瓶蓋塞電磁鐵。指示燈：顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。為了使操作界面人性化，與系統(tǒng)運(yùn)行保持同步，系統(tǒng)采用人機(jī)界面（HMI）控制YTGZ-24500的機(jī)械動(dòng)作。控制系統(tǒng)框圖如圖2-36所示。圖2-3灌裝機(jī)控制系統(tǒng)框圖第3章 灌裝機(jī)核心技術(shù)研究本文研究的YTCJZ-24500型灌裝機(jī)最大的特點(diǎn)是采用兩個(gè)灌裝頭輪流灌裝，兩個(gè)灌裝頭由伺服盤控制，伺服盤是本文設(shè)計(jì)的灌裝機(jī)控制系統(tǒng)

38、的核心部件。本章所指的灌裝僅限于灌裝機(jī)的灌裝部分。灌裝機(jī)的核心技術(shù)主要從三個(gè)方面進(jìn)行介紹：一是使用核心技術(shù)時(shí)的灌裝過程；二是伺服盤的速度分布及高速灌裝容易出現(xiàn)的問題的解決；三是如何解決步進(jìn)電機(jī)的精確快速反轉(zhuǎn)。3.1灌裝流程圖3-1灌裝流程圖在圖3-1所示的灌裝流程圖中，1和9是從開始到結(jié)束的灌裝作業(yè)，17是灌裝過程結(jié)束時(shí)的出瓶作業(yè)。整個(gè)工作的驅(qū)動(dòng)過程如下：初始位置為1個(gè)工作站，瓶子從1個(gè)工作站逐步旋轉(zhuǎn)到9個(gè)工作站，完成液體介質(zhì)進(jìn)入瓶子的填充過程，最后在17個(gè)工作站離開填充部分。啟動(dòng)灌裝裝置，觸發(fā)灌裝輪轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)灌裝口對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的灌裝容器瓶灌裝，標(biāo)記灌裝過程的開始。由于本文設(shè)計(jì)的灌裝機(jī)是用伺服泵來

39、控制兩個(gè)灌裝頭不間斷的灌裝，同一個(gè)伺服泵屬于兩個(gè)灌裝頭的180”總成。充液伺服泵的工作順序是交替充液、吸液、充液和吸液。具體的灌裝過程是系統(tǒng)啟動(dòng)后，灌裝機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，瓶子通過風(fēng)道進(jìn)入進(jìn)料機(jī)構(gòu)，沿過渡板進(jìn)入洗瓶機(jī)構(gòu)，清洗干燥后進(jìn)入灌裝部。為了精確灌裝，灌裝軸上裝有編碼器，PLC通過編碼器判斷灌裝頭和伺服泵的位置，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確灌裝。每次灌裝后，灌裝機(jī)處于復(fù)位狀態(tài)，因此每次灌裝從1號(hào)灌裝頭開始。如果傳感器檢測(cè)到此位置有瓶子，則開始加注，否則加注停止7。伺服泵可分別從兩個(gè)灌裝頭吸一次液體，每次從灌裝陶瓷瓶的入口吸一次液體介質(zhì)，并將其中一個(gè)入口送入瓶?jī)?nèi)。抽吸完成后，將陶瓷瓶的方向調(diào)整到另一個(gè)入口，進(jìn)行第二次灌

40、裝和抽吸過程。具體的兩次灌裝流程如圖3-2所示。圖中伺服泵的工作編號(hào)在1到12之間。圖3-2灌裝機(jī)灌裝流程圖3.2復(fù)位從圖3-1可以看出，自洗瓶機(jī)構(gòu)進(jìn)入灌裝機(jī)構(gòu)后，沿過渡板進(jìn)入1號(hào)位。此時(shí)，傳感器檢測(cè)到瓶子到達(dá)并開始灌裝過程。首先，定位過程包括三個(gè)定位過程。24個(gè)灌裝頭的定位屬于預(yù)灌裝定位。灌裝過程中，1號(hào)位置對(duì)應(yīng)的灌裝頭的定位和伺服泵的編號(hào)確認(rèn)是隨時(shí)定位的。同時(shí)，確保12個(gè)陶瓷泵活塞停在下限位置，隨時(shí)準(zhǔn)備抽吸。復(fù)位過程如圖3-3所示8。圖3-3復(fù)位流程圖從圖3-3可以看出，復(fù)位的主要內(nèi)容有三個(gè)。第一個(gè)內(nèi)容是確定1號(hào)和24號(hào)灌裝頭的相對(duì)位置。當(dāng)傳感器檢測(cè)到1號(hào)加注頭存在時(shí)，主失速停止旋轉(zhuǎn)并復(fù)位

41、，也稱為主電機(jī)復(fù)位。第二部分是陶瓷泵步進(jìn)電機(jī)的復(fù)位。它主要是通過步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)陶瓷泵芯向左轉(zhuǎn)到極限位置，停止過載，使12陶瓷泵芯停在同一位置，即吸入口的位置，為下一時(shí)刻的吸入做準(zhǔn)備。第三部分是伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)陶瓷泵活塞復(fù)位。只有在步進(jìn)電機(jī)復(fù)位后，才能完成此復(fù)位。整個(gè)過程使陶瓷泵活塞從不同位置復(fù)位后保持在底部位置，伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，整個(gè)復(fù)位過程完成。3.3填充按下開關(guān)啟動(dòng)系統(tǒng)。重置程序之前已經(jīng)完成，然后系統(tǒng)進(jìn)入填充程序。在灌裝機(jī)上，由過渡板驅(qū)動(dòng)的風(fēng)管將瓶子吹入洗瓶機(jī)構(gòu)。清洗干燥后，將瓶子放入灌裝機(jī)構(gòu)。灌裝瓶的12個(gè)定位點(diǎn)上設(shè)有定向陶瓷泵。當(dāng)1號(hào)灌裝頭接收到傳感器檢測(cè)1號(hào)位置的瓶子信號(hào)時(shí)，在PLC

42、的指令下開始灌裝。第一次吸入分為兩個(gè)運(yùn)動(dòng)：吸入和反轉(zhuǎn)。這兩個(gè)動(dòng)作是在伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下完成的。首先，伺服泵驅(qū)動(dòng)陶瓷泵完成抽吸，然后步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)陶瓷泵芯完成反轉(zhuǎn)，然后到吸入口1準(zhǔn)備加注。國內(nèi)灌裝機(jī)的穩(wěn)定性和精度一直很差。部分原因是灌裝速度有所提高，但負(fù)面影響尚未消除。在充填過程中，速度越高，液體飛濺越多，泡沫越多，充填質(zhì)量也不能提高。因此，如何在高速灌裝條件下達(dá)到所需的大容量、高精度、穩(wěn)定的灌裝目標(biāo)，是一個(gè)越來越嚴(yán)重的問題。為了更好地解決這一問題，在灌裝過程中采用了跟蹤灌裝方式，有效地防止了液體中氣泡、溢出和泄漏的發(fā)生。其次，為了防止介質(zhì)飛濺和氣泡形成，在灌裝過程中，容器和灌裝頭以相對(duì)固

43、定的位置移動(dòng)在過渡托盤上，從灌裝開始到灌裝結(jié)束，灌裝頭與液位之間的距離應(yīng)保持不變。第三，提高陶瓷泵抽吸速度和填充速度所形成的填充速度，有效地減少填充過程中對(duì)瓶子的影響和氣泡形成的問題。灌裝過程包括抽吸和灌裝兩部分。填充速度由這兩部分組成。以下部分分別進(jìn)行了分析和研究。1.吸收注入頭的吸入必須在伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行，陶瓷泵的內(nèi)芯應(yīng)在螺桿傳動(dòng)下垂直吸入。在抽吸過程中，填充頭發(fā)發(fā)生兩個(gè)反轉(zhuǎn)動(dòng)作和一個(gè)抽吸動(dòng)作，其過程是先改變方向，然后再吸液體。具體過程是在9號(hào)位置完成伺服泵的加注任務(wù)，然后驅(qū)動(dòng)陶瓷泵芯在9-13吸入?yún)^(qū)完成從加注到吸入的反轉(zhuǎn)。然后在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行抽吸，然后轉(zhuǎn)到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下的另一個(gè)出

44、口，為下一次加注做好準(zhǔn)備。YTGZ-24500型旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)的抽吸時(shí)間為tx 0.8秒，采樣電機(jī)驅(qū)動(dòng)每個(gè)陶瓷瓶勻速旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間為0.07s秒。每個(gè)灌裝過程要完成兩次抽吸。因此，必須完成兩次120旋轉(zhuǎn)過程。我們可以計(jì)算出充液頭伺服泵的單次充液時(shí)間為0.6s，具體計(jì)算過程為3-1所示9。 （3-2）當(dāng)伺服泵在0.65s內(nèi)吸入500ml介質(zhì)時(shí)，陶瓷瓶的旋轉(zhuǎn)時(shí)間是恒定的，因此，從式3-1可以看出，縮短抽吸時(shí)間可以縮短填充時(shí)間，從而提高填充效率。本文將陶瓷泵的排量由電機(jī)排量決定，并在整個(gè)吸料過程中保持不變。已經(jīng)知道本文的吸液時(shí)陶瓷瓶的位移距離為0.116米，因此可以計(jì)算出陶瓷瓶在吸液過程中的旋轉(zhuǎn)速率為0

45、.178m/s，計(jì)算過程如公式3-2所示。 （3-4）整個(gè)抽吸過程包括兩種不同的速度，一種是陶瓷泵的設(shè)定抽吸速度，另一種是伺服電機(jī)的設(shè)計(jì)抽吸速度。本文采用單速抽吸方式。因此，在實(shí)際運(yùn)行過程中，伺服電機(jī)的啟動(dòng)和加速過程非常快。陶瓷瓶在吸氣過程中的轉(zhuǎn)速與設(shè)計(jì)吸氣速度V吸保持一致，也就是說：V吸= 0.178m/s。本文設(shè)計(jì)的伺服電機(jī)的起動(dòng)和減速時(shí)間為0.1s，繪制了陶瓷瓶在充氣過程中的速度曲線，如圖3-4所示。圖3-4吸液速度曲線圖 （3-3）對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速: （3-4）伺服電機(jī)角加速度為:（3-5）對(duì)灌裝所用的伺服電機(jī)進(jìn)行角加速度校核:（3-6）比較式(3-5)和(3-6)可知:a吸 ama

46、x，所選伺服電機(jī)滿足吸液設(shè)計(jì)要求。陶瓷泵吸液速度和時(shí)間的分配還要由后期的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行修正。2.灌液吸液時(shí)，伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)，而灌液時(shí)正好相反。陶瓷泵內(nèi)芯連著絲桿在伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)下由上向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行灌裝。灌液在1-9號(hào)工位進(jìn)行，9號(hào)工位是灌液結(jié)束位整個(gè)灌液時(shí)間Tg為1.6s。為了解決高速灌裝下的引起的液體外濺、氣泡產(chǎn)生或液體溢出，并提高灌裝效率，本文采用雙速灌裝模式，將整個(gè)灌液過程分為兩部分，分別以速度V灌1，和V灌2，灌液初期以高速V灌1灌裝到設(shè)定的容量1，然后，再以低速V灌2勻速灌裝余下的容量2，其中容量1要占大部分，因?yàn)樵诟咚俟嘌b時(shí)一，在灌裝末尾時(shí)，最容易發(fā)生飛濺和氣泡的產(chǎn)生，甚至溢出。分兩種速度分

47、別完成灌裝則有效的減少了此種問題的發(fā)生，大大提高了灌裝的質(zhì)量10。圖3-5灌液速度曲線圖灌裝總時(shí)一間Tg為1.6s，加速和減速時(shí)間均取0.1s，灌裝與吸液時(shí)相同，陶瓷泵內(nèi)芯的總行程L均為0.116m。灌液時(shí)陶瓷泵的平均速度為:（3-7）設(shè)以高速V灌1勻速灌裝的時(shí)一間為t1，以低速V灌2勻速灌裝的時(shí)間為t2，則陶瓷泵總的運(yùn)動(dòng)行程為:（3-8）（3-9）（3-10）聯(lián)立公式(4-8)(4-9)(4-10)并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)修正，得:（3-10）高速灌裝時(shí)對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速為:（3-7）對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)角加速度為:（3-7）低速灌裝時(shí)對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速為:（3-7）對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)角加速度為:（3-7

48、）比較式(3-6)與式(3-13)(3-15)，可知a2 a1 amax，所選伺服電機(jī)滿足灌液設(shè)計(jì)要求11。根據(jù)以上分析研究，初步設(shè)定了吸灌速度，然后將電機(jī)參數(shù)設(shè)定為QD70P8定位模式，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)陶瓷泵根據(jù)圖3-4和圖3-5所示的運(yùn)動(dòng)曲線動(dòng)作，完成吸灌動(dòng)作。在后續(xù)的連續(xù)試驗(yàn)中，應(yīng)逐步得到最佳的抽吸速度和灌溉速度分布。第4章 結(jié)論4.1工作總結(jié)本文論述了灌裝機(jī)及灌裝技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)YTGZ-24500型灌裝機(jī)控制對(duì)象的生產(chǎn)工藝要求設(shè)計(jì)了其控制系統(tǒng)方案。為了節(jié)約生產(chǎn)成本，系統(tǒng)運(yùn)用了一套伺服泵控制兩個(gè)灌裝頭，而且不間斷灌裝的控制方案，大大接近了期望的高速、精確、穩(wěn)定的灌裝效果。本文主要工作如下:(1)依據(jù)灌裝系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝要求，完成了系統(tǒng)的總體控