PLC+MC+INV+HMI在全自动粉末罐装机整体解决方案

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关键词:摘要:全自动粉末罐装机能自动完成喂罐、计量、充填、排废等工作,可与其它设备配套组成整套罐装流水线。适用于包装那些易流动或流动性极差的粉粒状物料,如奶粉、米粉、蛋白粉、粉状医药、粉粒状添加剂、葡萄糖、染料、香精香料等。目前市场上的全自动粉末灌装机生产速度在30罐/min左右。全自动粉末罐装机能自动完成喂罐、计量、充填、排废等工作,可与其它设备配套组成整...
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  • 摘要:全自动粉末罐装机能自动完成喂罐 、计量、充填、排废等工作 ,可与其它设备配套组成整套罐装流水线 。适用于包装那些易流动或流动性极差的粉粒状物料,如奶粉 、米粉 、蛋白粉、粉状医药、粉粒状添加剂 、葡萄糖、染料、香精香料等。目前市场上的全自动粉末灌装机生产速度在30罐/min左右。

全自动粉末罐装机能自动完成喂罐 、计量、充填、排废等工作,可与其它设备配套组成整套罐装流水线 。适用于包装那些易流动或流动性极差的粉粒状物料 ,如奶粉 、米粉、蛋白粉、粉状医药 、粉粒状添加剂、葡萄糖、染料 、香精香料等 。目前市场上的全自动粉末灌装机生产速度在30罐/min左右。

工艺描述:
全自动粉末罐装机的工艺核心在于两次充填:预充填和补充填。经过去皮的空罐由喂罐系统送至到预充填下方进行预充填 ,预充填的量事先在中设定好,由伺服根据PLC的脉冲指令带动充填螺杆进行充填 。预充填完成后再由喂罐系统将罐送至预充称重的工位,由称重传感器称重(一般在预充填时会留出目标重量的1%-5%左右的空间给补充填) ,将称重的实际值反馈给PLC,由PLC运算(补充填量=目标重量-预充填称重实际值)给出需要补充填的量,喂罐系统将罐送至补充填位开始补充填。补充填完成后由喂罐系统送至补充填称重传感器上进行检测 ,如果重量合格则完成充填出罐;如果离目标值差距较大则再由喂罐系统送至补充填进行二次补充填,直到重量合格为止完成充填出罐。

工艺流程图:

工艺结构:

工艺难点:
精度与速度始终是一对矛盾点,因此全自动粉末罐装机的工艺难点在于找到称重速度与精度的平衡点 。罐子在充填完成后由喂罐系统带到称重盘上进行称重 ,在刚被带到称重盘上时会产生一定的抖动而影响到称重数据的准确度,要提高精度就必须设定一定的延时时间使称重传感器在相对稳定的环境下称重,而延时时间太长又会影响整个系统的速度。OMRON的CP1H-XA型PLC ,内置4入2出模拟量,精度达到1/12000,响应速度仅为8ms ,配合优质的称重传感器 ,可使系统速度达到50罐/min,同时确保精度在量程为5Kg时达到±4g以内。

欧姆龙整体解决方案及其优势:

PLC:OMRON多功能一体机CP1H(模拟量型)
优势:

  1. 内置四路100kHz的高速脉冲输出,控制伺服系统 ,实现螺杆充填的精确定位与速度控制,无需另外添加定位模块,为客户节省成本
  2. 可同时添加RS232 、RS422/485两种串口 ,且与OMRON本厂的变频器通讯可直接调用Smart FB(功能块),省去了客户繁琐的通讯程序编写步骤
  3. 支持多种中断功能,可将一些实时性较高的程序放入中断程序使其不受整个程序循环扫描周期的影响
  4. 备有丰富的指令用语 ,可进行PID运算、浮点运算,可根据称重传感器的检测数据进行PID运算,精确控制充填量
  5. 内置4入2出模拟量 ,精度可达1/12000,响应速度仅为8ms,无需增加任何扩展模块

HMI:OMRON的的彩色触摸屏NS系列
优势:

  1. 具备丰富的画面种类
  2. 与欧姆龙控制器之间具有极强的兼容性
  3. 支持41个国家的语言 ,一个画面最多可显示16国语言
  4. 支持多达1000种配方功能

Servo:预充填电机为W系列伺服系统 ,补充填电机和喂罐电机可选配Smartstep Z系列伺服系统
优势:

  1. W系列牵引,具有定位时间短,定位精度高的特点 。可以通过数据线与OMRON的伺服监控软件Cx-Driver相连 ,可实现参数的快速设置以及伺服运行时性能的实时监控,帮助客户在故障产生时快速准确地找到问题所在
  2. Z系列伺服系统参数设定简单,需要设定的内容和步进马达大致相同。与步进马达相比 ,Z系列伺服具有更高的转矩,全部的调整都是通过伺服驱动器自动完成

Inverter:高功能紧凑型变频器3G3MZ系列
优势:

  1. 支持开环矢量控制和V/f控制,可以确保电机在较低的转速能够高转矩运行 ,有150%的过负载能力
  2. 内置了Modbus协议通信(RS485接口),还可以选择现场总线卡适配DeviceNet、Profibus-DP 、CANopen等多种高速通信
  3. 内置EMI噪声滤波器,可以有效降低3G3MZ产生的电磁干扰 ,达到Class B等级

欧姆龙系统方案实现性能

  1. 精度:包装重量≤500g偏差≤±1.5g,500-1000g偏差≤±2.5g,>1000g偏差≤±4g
  2. 速度:包装速度25-55罐/min
OMRON完善的产品体系几乎涵盖了全自动粉末罐装机上需要的工控产品 ,且每样产品既具有其自身的独立优势又具有本厂产品之间非常高的兼容性 ,客户在使用OMRON整套系统解决方案后不仅节省了工作量与开发成本,同时又大大提高了机械的整体性能。

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