在人們生活質(zhì)量、收入水平的不斷提升下，對于化妝品的品質(zhì)要求也更高，為了滿足消費(fèi)者的需求，需要在自動(dòng)化灌裝機(jī)控制技術(shù)的研究上著力，不斷更新，保證生產(chǎn)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。氣霧劑化妝品灌裝設(shè)備控制系統(tǒng)一直是我們研究的方向，目前已經(jīng)趨于成熟，經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，滿足灌裝質(zhì)量的要求。下面給大家分別介紹其控制系統(tǒng)。
1、計(jì)量控制方案
氣霧劑化妝品灌裝設(shè)備控制系統(tǒng)中應(yīng)用了步進(jìn)電機(jī)組與旋轉(zhuǎn)型計(jì)量泵，根據(jù)容器型號來確定轉(zhuǎn)角，連接計(jì)量泵、出軸驅(qū)動(dòng)軸，可以利用步進(jìn)電機(jī)步數(shù)來控制計(jì)量泵轉(zhuǎn)動(dòng)位移。該種方式的高頻性能非常理想，動(dòng)態(tài)力矩大，步矩角精確度高，工作狀態(tài)穩(wěn)定性強(qiáng)。步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)行過程中，是由驅(qū)動(dòng)模塊負(fù)責(zé)提供脈沖序列，應(yīng)用模塊進(jìn)行劃分，分別為1/2 、1/4 、1/8 、1/16 。輸出軸轉(zhuǎn)速與PLC脈沖頻率密切相關(guān)，只要控制好脈沖頻率，即可控制輸出軸速度。一般情況下，脈沖信號孔比在50%以內(nèi)，在步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)中，能夠進(jìn)行智能自鎖，在脈沖停止后，步進(jìn)電機(jī)就會(huì)停留在最后一期脈沖終點(diǎn)位置。實(shí)踐顯示，應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)，可以有效保證計(jì)量泵驅(qū)動(dòng)軸定位的準(zhǔn)確性，從而提高準(zhǔn)度，在運(yùn)行過程中，還可以根據(jù)要求來改變脈沖頻率，滿足無級變速的操作要求。
2、無瓶不灌裝控制方式
在灌裝環(huán)節(jié)中，灌裝頭要對準(zhǔn)瓶口，否則液體會(huì)流出，造成浪費(fèi)、污染問題，關(guān)于具體距離的控制，需要以灌裝瓶型號為準(zhǔn)，安裝紅外光電傳感裝置，記錄灌裝瓶運(yùn)行數(shù)，按照記錄結(jié)果放置空瓶，在空瓶進(jìn)入既定的灌裝位置之后，定位氣桿就會(huì)伸出，起到固定空瓶的作用。為了避免誤記數(shù)問題，需要安裝開光裝置，看工作位有無空瓶經(jīng)過。如果發(fā)現(xiàn)有空瓶經(jīng)過，停止傳送，進(jìn)行灌裝，在灌裝完畢后，即可退出定位擋桿，如果沒有空瓶，傳送帶會(huì)繼續(xù)運(yùn)行。
3、計(jì)量方式的選擇
當(dāng)前氣霧劑化妝品灌裝設(shè)備控制技術(shù)中，較為常用的計(jì)量方式包括體積式、稱重式兩類，體積式計(jì)量會(huì)受到溫度、濕度等因素的影響。因此，在計(jì)量方式上，采用稱重式計(jì)量法，該稱重方式簡單、明確，物料質(zhì)量可以直接在灌裝、抽檢、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)中反映出來。為了保證質(zhì)量，在自動(dòng)化灌裝系統(tǒng)中應(yīng)用了質(zhì)量流量計(jì)，雖然該種方式成本相對較高，但是具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ埽嘌b的可靠性和穩(wěn)定性也較高。
4、PLC的選擇方式
為了保證灌裝的質(zhì)量和效果，需要控制好大量模擬量，這就需要根據(jù)要求設(shè)置控制單元，應(yīng)用升級靈活、可靠性高的PLC控制系統(tǒng)，即可滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。PLC能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜控制、配備了存儲(chǔ)器、可以進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算操作，硬件齊全，性價(jià)比高，抗干擾能力強(qiáng)。能夠取代傳統(tǒng)計(jì)數(shù)器、時(shí)間繼電器、中間繼電器等硬件，體積小、維護(hù)方便。將現(xiàn)場設(shè)備、PLC通過總線連接，能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行集中管理，讓管理工作變得直觀、簡單。不同的廠商，其PLC適用場合不同，當(dāng)前應(yīng)用較多的為西門子、三菱、A-B ，在選擇上，需要基于PLC的性能、結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、容量、價(jià)格、編程方式來選擇，綜合考慮到控制量、通信樣式、模塊類型、現(xiàn)場控制量類型等因素。
針對氣霧劑化妝品灌裝設(shè)備控制的要求，選擇中等規(guī)模，支持總線通信、模擬量PLC為宜，滿足安全控制、速度控制、高度調(diào)節(jié)、循環(huán)加熱、信號交換、液位控制等功能。在系統(tǒng)中，配備了人機(jī)界面，減少了人機(jī)對話編程要求，可以根據(jù)要求傳送數(shù)據(jù)。同時(shí)，具備口令保護(hù)、診斷等功能，解決了技術(shù)機(jī)密問題，能夠監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，改變不恰當(dāng)?shù)牟僮鞣绞?，避免非法改寫、刪除用戶程序的問題，在通信方式和接口上，提供了工業(yè)以太網(wǎng)、過程通信、數(shù)據(jù)通信等多種選擇方式。
5、安全防范措施的制定
如果灌裝頭無法對準(zhǔn)瓶口，那么系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)停止動(dòng)作，并返回上級操作狀態(tài)，為了減少液體揮發(fā)量，需要將充裝閥控制在液面下。在提升充裝閥時(shí)，為了避免液體噴濺，需要在關(guān)鍵檢測點(diǎn)位置做冗余設(shè)計(jì)，保證灌裝系統(tǒng)的運(yùn)行安全。在充料完畢后，為了避免液體過多，設(shè)置了延時(shí)功能，解決了液體被帶出的問題。
6、誤差控制方式
灌裝運(yùn)行中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)流量誤差的問題，這主要是由標(biāo)準(zhǔn)體積值、脈沖數(shù)、溫度與壓力引起。標(biāo)準(zhǔn)體積值會(huì)影響灌裝精確度、準(zhǔn)確性，出現(xiàn)誤差，為了解決該種問題，應(yīng)用風(fēng)掃線進(jìn)行清理，再打開閥門之后，就不會(huì)出現(xiàn)液體殘留的問題。對于脈沖數(shù)問題，采取相應(yīng)的措施保護(hù)流量計(jì)，解決了外部環(huán)境因素的影響。溫度與壓力也是一個(gè)重要影響因素，溫度會(huì)導(dǎo)致計(jì)量體積出現(xiàn)誤差，壓力則會(huì)縮小轉(zhuǎn)子、殼體的間隙，影響計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，為了保證生產(chǎn)要求，需要提供恒溫、恒壓環(huán)境。
7、氣動(dòng)系統(tǒng)的選擇
在氣動(dòng)系統(tǒng)中，核心部件包括幾個(gè)內(nèi)容：電磁閥：電磁閥屬于氣動(dòng)系統(tǒng)的主要元件，從控制方式來看，包括直動(dòng)式、先導(dǎo)式兩種類型。直動(dòng)式在斷電之后，電磁力會(huì)即刻消失，再借助彈簧，即刻將閥門關(guān)閉，換向頻率高、結(jié)構(gòu)更加緊湊，但是會(huì)受到吸合行程因素的影響。先導(dǎo)式在通電時(shí)，需要先將先導(dǎo)孔打開，形成壓差，氣體的壓力即刻打開閥門，在斷電后，也會(huì)形成壓差。基于上述因素的考慮，在電磁閥的選擇上，采用了直動(dòng)式比較好。
汽缸：汽缸能夠?qū)嚎s氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在沒有壓力的情況下，活塞在外力、自重、彈簧力等因素的作用下返回，根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行要求，在選擇系統(tǒng)時(shí)，以靜荷載、動(dòng)荷載數(shù)據(jù)來計(jì)算缸徑，按照機(jī)械結(jié)構(gòu)來選擇汽缸行程，以此來確定汽缸型號。
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