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气雾剂化妆品灌装设备控制技术分析

在人们生活质量、收入水平的不断提升下,对于化妆品的品质要求也更高,为了满足消费者的需求,需要在自动化灌装机控制技术的研究上着力,不断更新,保证生产的质量和稳定性。气雾剂化妆品灌装设备控制系统一直是我们研究的方向,目前已经趋于成熟,经过多次的实验该系统运行稳定可靠,满足灌装质量的要求。下面给大家分别介绍其控制系统。

1、计量控制方案

气雾剂化妆品灌装设备控制系统中应用了步进电机组与旋转型计量泵,根据容器型号来确定转角,连接计量泵、出轴驱动轴,可以利用步进电机步数来控制计量泵转动位移。该种方式的高频性能非常理想,动态力矩大,步矩角精确度高,工作状态稳定性强。步进电机在运行过程中,是由驱动模块负责提供脉冲序列,应用模块进行划分,分别为1/2 、1/4 、1/8 、1/16 。输出轴转速与PLC脉冲频率密切相关,只要控制好脉冲频率,即可控制输出轴速度。一般情况下,脉冲信号孔比在50%以内,在步进电机系统中,能够进行智能自锁,在脉冲停止后,步进电机就会停留在最后一期脉冲终点位置。实践显示,应用步进电机,可以有效保证计量泵驱动轴定位的准确性,从而提高准度,在运行过程中,还可以根据要求来改变脉冲频率,满足无级变速的操作要求。

2、无瓶不灌装控制方式

在灌装环节中,灌装头要对准瓶口,否则液体会流出,造成浪费、污染问题,关于具体距离的控制,需要以灌装瓶型号为准,安装红外光电传感装置,记录灌装瓶运行数,按照记录结果放置空瓶,在空瓶进入既定的灌装位置之后,定位气杆就会伸出,起到固定空瓶的作用。为了避免误记数问题,需要安装开光装置,看工作位有无空瓶经过。如果发现有空瓶经过,停止传送,进行灌装,在灌装完毕后,即可退出定位挡杆,如果没有空瓶,传送带会继续运行。

气雾剂化妆品灌装设备

3、计量方式的选择

当前气雾剂化妆品灌装设备控制技术中,较为常用的计量方式包括体积式、称重式两类,体积式计量会受到温度、湿度等因素的影响。因此,在计量方式上,采用称重式计量法,该称重方式简单、明确,物料质量可以直接在灌装、抽检、验收等环节中反映出来。为了保证质量,在自动化灌装系统中应用了质量流量计,虽然该种方式成本相对较高,但是具备温度补偿的功能,灌装的可靠性和稳定性也较高。

4、PLC的选择方式

为了保证灌装的质量和效果,需要控制好大量模拟量,这就需要根据要求设置控制单元,应用升级灵活、可靠性高的PLC控制系统,即可满足系统运行要求。PLC能够实现复杂控制、配备了存储器、可以进行数字运算操作,硬件齐全,性价比高,抗干扰能力强。能够取代传统计数器、时间继电器、中间继电器等硬件,体积小、维护方便。将现场设备、PLC通过总线连接,能够对设备进行集中管理,让管理工作变得直观、简单。不同的厂商,其PLC适用场合不同,当前应用较多的为西门子、三菱、A-B ,在选择上,需要基于PLC的性能、结构、指令系统、容量、价格、编程方式来选择,综合考虑到控制量、通信样式、模块类型、现场控制量类型等因素。

针对气雾剂化妆品灌装设备控制的要求,选择中等规模,支持总线通信、模拟量PLC为宜,满足安全控制、速度控制、高度调节、循环加热、信号交换、液位控制等功能。在系统中,配备了人机界面,减少了人机对话编程要求,可以根据要求传送数据。同时,具备口令保护、诊断等功能,解决了技术机密问题,能够监控系统的运行状态,改变不恰当的操作方式,避免非法改写、删除用户程序的问题,在通信方式和接口上,提供了工业以太网、过程通信、数据通信等多种选择方式。

5、安全防范措施的制定

如果灌装头无法对准瓶口,那么系统就会及时停止动作,并返回上级操作状态,为了减少液体挥发量,需要将充装阀控制在液面下。在提升充装阀时,为了避免液体喷溅,需要在关键检测点位置做冗余设计,保证灌装系统的运行安全。在充料完毕后,为了避免液体过多,设置了延时功能,解决了液体被带出的问题。

6、误差控制方式

灌装运行中时常会出现流量误差的问题,这主要是由标准体积值、脉冲数、温度与压力引起。标准体积值会影响灌装精确度、准确性,出现误差,为了解决该种问题,应用风扫线进行清理,再打开阀门之后,就不会出现液体残留的问题。对于脉冲数问题,采取相应的措施保护流量计,解决了外部环境因素的影响。温度与压力也是一个重要影响因素,温度会导致计量体积出现误差,压力则会缩小转子、壳体的间隙,影响计量结果的准确性,为了保证生产要求,需要提供恒温、恒压环境。

7、气动系统的选择

在气动系统中,核心部件包括几个内容:电磁阀:电磁阀属于气动系统的主要元件,从控制方式来看,包括直动式、先导式两种类型。直动式在断电之后,电磁力会即刻消失,再借助弹簧,即刻将阀门关闭,换向频率高、结构更加紧凑,但是会受到吸合行程因素的影响。先导式在通电时,需要先将先导孔打开,形成压差,气体的压力即刻打开阀门,在断电后,也会形成压差。基于上述因素的考虑,在电磁阀的选择上,采用了直动式比较好。

汽缸:汽缸能够将压缩气体的内能转化为机械能,在没有压力的情况下,活塞在外力、自重、弹簧力等因素的作用下返回,根据系统的运行要求,在选择系统时,以静荷载、动荷载数据来计算缸径,按照机械结构来选择汽缸行程,以此来确定汽缸型号。

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