基于騰控PLC的扎啤桶清洗機的設計
1 引言
扎啤是沒有經(jīng)過發(fā)酵的啤酒,是一種純天然、無色素、無防腐劑、不加糖、不加任何香精的優(yōu)質飲品,營養(yǎng)價值極高 。扎啤桶清洗設備是隨著扎啤的普及而研制開發(fā)的。隨著人們生活水平的不斷提高,對扎啤的消費量也逐年猛增,扎啤桶的清洗問題也隨之顯露,雖然市場上現(xiàn)行的扎啤桶清洗設備已經(jīng)采用了PLC控制,實現(xiàn)了半自動化作業(yè),但隨著扎啤消費的進一步增大,扎啤桶的清洗效率低的問題也必將漸漸凸顯。本文提出了一種基于北京騰控科技有限公司T910系列PLC的并聯(lián)清洗方法,重新設計了扎啤桶清洗機的結構,使得清洗效率有了很大的提高,有效克服了清洗效率低的問題。
2 現(xiàn)行清洗設備分析
2.1現(xiàn)行清洗設備結構特征
典型的清洗設備如青島華英啤酒設備有限公司生產(chǎn)的各種型號的清洗機,其清洗頭都是固定在清洗設備的工作臺上。當扎啤桶安放在清洗頭上后,靠安裝在機架上方的氣壓缸下壓扎啤桶,使清洗頭將桶蓋頂開,然后進行相關作業(yè)。
2.2現(xiàn)行清洗設備的清洗原理
雖然現(xiàn)行清洗設備的生產(chǎn)廠家和產(chǎn)品型號均有所不同,但是其清洗過程都是相似的,其清洗工藝如圖1所示。
圖1 現(xiàn)行清洗設備的清洗工藝
盡管現(xiàn)行扎啤桶清洗設備的通用性較強,能夠清洗各種型號的扎啤桶,但是其清洗能力只有100-120桶每小時 ,還需要至少兩名工人協(xié)作完成,隨著扎啤消費量的增大,這樣的清洗效率是比較低的。
3 并聯(lián)式扎啤桶清洗設備設計 3.1 并聯(lián)式扎啤桶清洗設備的設計原理 如果將這種現(xiàn)行的清洗方法定義為串聯(lián)清洗方法,所謂的串聯(lián)清洗方法是指清洗動作順次進行,即當扎啤桶安裝后按照圖1清洗工藝順序進行,然后停機卸桶。這里所提出并采用的是并聯(lián)清洗方法。所謂的并聯(lián)清洗方法,清洗工藝中有五道工序,就設置五個清洗頭對五個扎啤桶同時作業(yè),完畢后,在短時間內使五個桶順次改變位置。這樣,當五道工序完成好后,五個桶就清洗完畢了?;谶@種思路,設計了一套新的并聯(lián)式扎啤桶清洗設備。 3.2 并聯(lián)式扎啤桶清洗機的系統(tǒng)結構 本套設備共包含三大部分:液壓系統(tǒng)(清洗泵系統(tǒng)部分)、電氣控制系統(tǒng)和機械本體部分。如圖2所示。 圖2 清洗機系統(tǒng)結構圖 3.2.1 清洗機液壓系統(tǒng)設計 液壓系統(tǒng)包括清水泵、熱堿水泵和消毒水泵以及管路及其附件,以及氣動閥門。按照并聯(lián)清洗方法和圖1所示清洗工序的要求,設計液壓原理圖如圖3所示。 圖3 清洗機液壓系統(tǒng)原理圖 3.2.2 清洗機電氣系統(tǒng)設計 電氣系統(tǒng)以騰控PLC為核心,包括騰控T910 PLC、電磁閥、光電傳感器、交流接觸器、電機等,實現(xiàn)電控制氣,從而氣控制氣或氣控制液的氣、電、液相互控制的電氣控制方式。 在本電氣系統(tǒng)中需要4個開關量輸入和5個開關量輸出。騰控T910具有12個開關量輸入和8個開關量輸出滿足基本的IO口需求,同時,T910能夠適應不同惡劣環(huán)境,具有較寬的溫度使用范圍。圖4是T910接線圖。 圖4 騰控T910 接線圖 3.2.3 清洗機機械本體創(chuàng)新設計 機械本體部分(見圖5)主要包括旋轉工作臺、清洗頭部件、機架及驅動電機等。旋轉工作臺由桶托和桶托支架組成,其中桶托用來固定扎啤桶,而桶托支架用來固定6個桶托,呈360?均布。清洗頭部件是由5個清洗頭和清洗頭托架組成,托架呈圓環(huán)形,5個清洗頭按60?用螺栓連接在清洗頭托架上,另外一個60?位置是空位,留作裝、卸扎啤桶用,以實現(xiàn)非停機生產(chǎn)。電機經(jīng)聯(lián)軸器、驅動軸與旋轉工作臺相連。 1.扎啤桶桶托 2.卡具(12個)3.軟管接頭 4.清洗頭托架 5.氣缸 6.聯(lián)軸器 7.機架 8.齒輪減速電機 9.電機安裝附件 10.機架附件 11.清洗頭 12.軸 13.桶托支架 圖5 機械本體部分 3.3 并聯(lián)式扎啤桶清洗設備的工作過程 如圖5所示,本清洗設備設有6個工位,分別為空位、排殘酒、進出清水、進出熱堿水、進出消毒水、二氧化碳背壓。當六個桶均按放在旋轉工作臺上,按下啟動按扭,電機帶動旋轉工作臺轉動,當扎啤桶蓋與清洗頭對正時,傳感器檢測到該位置,電機停轉,從啟動到檢測到正確位置需要0.5-1秒。桶與清洗頭對正后,即電機停轉的同時氣缸推動清洗頭托架帶動5個清洗頭同時上升,上升時間為0.5-1秒,清洗頭同時對5個桶進行作業(yè)(除了空位上的桶)。清洗頭1氣沖排殘酒,需要4秒;清洗頭2高壓清水沖4秒,氣沖排水7秒;清洗頭3高壓熱堿水3秒,氣沖排熱堿水6秒;清洗頭4高壓進消毒水4秒氣沖排消毒水7秒;清洗頭5進行二氧化碳背壓需要6秒,故這5個清洗頭作業(yè)最長時間為4秒加7秒為11秒,即公共周期為11秒。11秒后清洗頭下降需0.5-1秒,清洗頭下降后電機帶動旋轉工作臺旋轉60?被傳感器檢測到,這需要0.5-1秒,故折合清洗一個桶的時間為18-20秒,因此該清洗設備每小時可清洗180-200個桶。 4 結束語 本文采用北京騰控T910系列PLC,對現(xiàn)行扎啤桶清洗機進行重新設計,提出了并聯(lián)清洗方法。并聯(lián)式扎啤桶清洗機和現(xiàn)行的清洗設備最高效率比為200/120。若當工人人數(shù)相同,在工時也相同的情況下,并聯(lián)式扎啤桶清洗機的清晰效率將比現(xiàn)行的提高3-4倍,有效緩解了現(xiàn)行扎啤桶清洗設備效率低的狀況。 關于騰控科技(www.tengcon.com ): 北京騰控科技有限公司,其前身北京易控微網(wǎng)科技有限公司成立于2002年,下轄包括易控微網(wǎng)、騰控自動化、騰控智儀等子公司,產(chǎn)品涉及PLC、RTU、通信網(wǎng)關、人機界面等諸多產(chǎn)品線。從西氣東輸?shù)綂W運工程、從唐家山堰塞湖到各大油田油井監(jiān)控、從寶鋼到揚子石化等大型企業(yè),都有騰控科技的足跡。公司產(chǎn)品以年銷量近萬套的驕人業(yè)績躋身于國內行業(yè)前列,贏得了眾多用戶和合作伙伴的長期肯定與支持!
提交
騰控低功耗可編程控制器正式發(fā)布
易控微網(wǎng)STC-105微型RTU(帶熱電阻、AI、DI、DO)用戶手冊
stc-102微型 RTU用戶手冊(V1.0)
騰控產(chǎn)品進軍西班牙市場
騰控 T910S寬溫型以太網(wǎng)PLC