LM系列PLC在袋装水罐装设备中的应用--控制网



LM系列PLC在袋装水罐装设备中的应用
企业：北京和利时智能技术有限公司 日期：2010-03-08
领域：PLC&PAC 点击数：986
　　摘 要：针对桶装水的使用缺陷，袋装水应市而生。基于PLC为核心的袋装水罐装设备提高了袋装水生产的自动化程度，同时也改善了灌装机的性能。

　　关键词：罐装设备；袋装水；PLC


 

　　1 引言

　　十几年来，桶装水一直存在着无法克服的难尽如人意的地方：第一、就是它存在着“二次污染”的天生缺陷。由于水桶的“刚性”外壳，水一放出来，里面即形成同水体积相同的“真空”，瓶口淌水处就出现外气压大于瓶内水压的“负压”现象，所以水就放不出来了。第二、水桶的体积很大，一般均为5加仑（约18千克），必须有专人送上门，确实很不方便，更不适合人口较少的家庭，特别是单身人。针对桶装水的不足之处，2004年，一种全新的“纯净水”---“袋装水”出现了。它的最大特点有二：第一、放弃了原来反复使用的水桶，改用一次性使用的“塑料袋”来装“纯净水”。第二、每包袋装水的体积也改为2加仑（7~8kg），人们可以十分方便地到水站或超市购买一批，然后一包一包方便地供家庭享用。

　　由于袋装水的出现，袋装水灌装设备就必然成为袋装水生产线上不可缺少的关键设备，有了它，使得袋装水的大批量生产和推广成为可能。采用PLC作为袋装水灌装设备的核心控制单元，提高了袋装水生产的自动化程度，同时也改善了灌装机的性能，提高了生产效率。

　　2 袋装水罐装机组成及工作原理

　　2.1 设备结构

　　袋装水灌装机主要由两部分组成，机械系统和控制系统。机械系统主要由凸轮机构、水泵、电磁阀、送膜、拉膜电机、加热器等组成。控制系统主要由可编程控制器（PLC）、触摸屏、继电器等组成。

　　2.2 工作原理

　　按下系统启动按钮后，系统首先进行归位，即将横、竖封刀脱离膜，避免烫坏膜，然后，启动加热装置，并实时检测温度，当温度达到要求时，启动横、竖封凸轮装置，并根据送膜启动、拉膜启动信号分别启动送膜电机和拉膜电机，并根据灌装开始信号进行灌装，此即系统的一个工作周期。拉膜时间和灌装时间可以设定，可以根据实际工况调节拉膜时间、灌装时间。

　　系统实时对横竖封的温度进行调节，由于加热系统采用固态继电器进行，为了防止温度过冲，采用PWM技术进行加热，通过设置合理的参数，确保温度达到设定要求且不产生过冲现象，当温度不在设定要求范围内，则禁止系统启动并且给出报警提示。

　　另外，系统还提供手动操作功能进行单个装置调试，当单个装置运作正常后，即可整机运行。

　　触摸屏可以显示系统的工作模式，包括手动、自动和停止，可以监视横、竖封加热的实时温度，以及各种报警故障。同时，可以通过触摸屏设定PWM调节参数、各个工序的时间等。

　　3 控制系统结构及特点

　　



图3-1 系统结构图


　　该系统有8路数字量输入、2路DC24V数字量输出、2路PT100温度信号输入，同时，2路温控采用固态继电器进行控制。因此，本系统配置1个CPU模块LM3107、1个4路晶体管输出模块LM3230和1个热电阻输入模块LM3312。人机界面选择和利时触摸屏HT6600L，完成系统的手动控制、参数输入、报警状态监视等功能。

　　3.1 可编程控制器配置

　　1）CPU模块：LM3107模块的额定工作电压为AC220V，自带24点I/O，提供14路DC24V输入/10路继电器输出处理。具有1个RS232通讯接口，支持专有协议（仅RS232）/Modbus RTU协议/自由协议。

　　2）热电阻输入模块：LM3312模块是4路热电阻输入模块，提供了与Cu50、Pt100两种热电阻一次测温元件进行连接的接口，用于采集并处理从现场来的热电阻的电阻值输入信号。

　　3）数字量输入输出扩展模块：LM3230模块包含4路数字量输入处理通道和4路晶体管输出处理通道，数字量输入信号的额定工作电压为24VDC，输出额定负载电压为24V DC。



表3-1 系统I/O清单

　　3.2 触摸屏

　　人机监控部分采用和利时HT6600L触摸屏，配以监控软件来完成。触摸屏上可以进行手动和自动操作，完成参数设定和显示设备运行状态。图4-图6为触摸屏部分监控画面。



图3-2手动操作



图3-3自动操作

　　4 结束语

　　袋装水的生产大大改变了人们传统的饮水方式,袋装水不但卫生,而且密封度强,无论从包装到安全运输,都符合人们的需求。袋装水罐装机的出现是饮用水行业一次新的突破和飞跃。基于和利时LM产品的电气控制系统提高了袋装水生产的自动化程度，同时也改善了灌装机的性能，提高了生产效率。

　　参考文献

　　[ 1 ] 《LM系列PLC硬件手册》,北京和利时自动化驱动技术有限公司,2009

　　[ 2 ] 《LM系列PLC软件手册》,北京和利时自动化驱动技术有限公司,2009

　　[ 3 ] 《LM系列PLC指令手册》,北京和利时自动化驱动技术有限公司,2009
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