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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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基于騰控PLC的扎啤桶清洗機(jī)的設(shè)計(jì)

基于騰控PLC的扎啤桶清洗機(jī)的設(shè)計(jì)

1 引言

  扎啤是沒有經(jīng)過發(fā)酵的啤酒,是一種純天然、無(wú)色素、無(wú)防腐劑、不加糖、不加任何香精的優(yōu)質(zhì)飲品,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高 。扎啤桶清洗設(shè)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(duì)扎啤的消費(fèi)量也逐年猛增,扎啤桶的清洗問題也隨之顯露,雖然市場(chǎng)上現(xiàn)行的扎啤桶清洗設(shè)備已經(jīng)采用了PLC控制,實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)化作業(yè),但隨著扎啤消費(fèi)的進(jìn)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(shè)計(jì)了扎啤桶清洗機(jī)的結(jié)構(gòu),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(shè)備分析

2.1現(xiàn)行清洗設(shè)備結(jié)構(gòu)特征

  典型的清洗設(shè)備如青島華英啤酒設(shè)備有限公司生產(chǎn)的各種型號(hào)的清洗機(jī),其清洗頭都是固定在清洗設(shè)備的工作臺(tái)上。當(dāng)扎啤桶安放在清洗頭上后,靠安裝在機(jī)架上方的氣壓缸下壓扎啤桶,使清洗頭將桶蓋頂開,然后進(jìn)行相關(guān)作業(yè)。

2.2現(xiàn)行清洗設(shè)備的清洗原理

  雖然現(xiàn)行清洗設(shè)備的生產(chǎn)廠家和產(chǎn)品型號(hào)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(shè)備的清洗工藝

  盡管現(xiàn)行扎啤桶清洗設(shè)備的通用性較強(qiáng),能夠清洗各種型號(hào)的扎啤桶,但是其清洗能力只有100-120桶每小時(shí) ,還需要至少兩名工人協(xié)作完成,隨著扎啤消費(fèi)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(shè)備設(shè)計(jì)

3.1 并聯(lián)式扎啤桶清洗設(shè)備的設(shè)計(jì)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(dòng)作順次進(jìn)行,即當(dāng)扎啤桶安裝后按照?qǐng)D1清洗工藝順序進(jìn)行,然后停機(jī)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(shè)置五個(gè)清洗頭對(duì)五個(gè)扎啤桶同時(shí)作業(yè),完畢后,在短時(shí)間內(nèi)使五個(gè)桶順次改變位置。這樣,當(dāng)五道工序完成好后,五個(gè)桶就清洗完畢了?;谶@種思路,設(shè)計(jì)了一套新的并聯(lián)式扎啤桶清洗設(shè)備。

3.2 并聯(lián)式扎啤桶清洗機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  本套設(shè)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(jī)械本體部分。如圖2所示。

圖2 清洗機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2.1 清洗機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  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(dòng)閥門。按照并聯(lián)清洗方法和圖1所示清洗工序的要求,設(shè)計(jì)液壓原理圖如圖3所示。

圖3 清洗機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖

3.2.2 清洗機(jī)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  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(jī)等,實(shí)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(gè)開關(guān)量輸入和5個(gè)開關(guān)量輸出。騰控T910具有12個(gè)開關(guān)量輸入和8個(gè)開關(guān)量輸出滿足基本的IO口需求,同時(shí),T910能夠適應(yīng)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(jī)機(jī)械本體創(chuàng)新設(shè)計(jì)

     機(jī)械本體部分(見圖5)主要包括旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、清洗頭部件、機(jī)架及驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)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(gè)桶托,呈360?均布。清洗頭部件是由5個(gè)清洗頭和清洗頭托架組成,托架呈圓環(huán)形,5個(gè)清洗頭按60?用螺栓連接在清洗頭托架上,另外一個(gè)60?位置是空位,留作裝、卸扎啤桶用,以實(shí)現(xiàn)非停機(jī)生產(chǎn)。電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器、驅(qū)動(dòng)軸與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)相連。

 

1.扎啤桶桶托 2.卡具(12個(gè))3.軟管接頭 4.清洗頭托架  5.氣缸 6.聯(lián)軸器 7.機(jī)架 8.齒輪減速電機(jī)  9.電機(jī)安裝附件 10.機(jī)架附件 11.清洗頭 12.軸 13.桶托支架 圖5 機(jī)械本體部分

3.3 并聯(lián)式扎啤桶清洗設(shè)備的工作過程

  如圖5所示,本清洗設(shè)備設(shè)有6個(gè)工位,分別為空位、排殘酒、進(jìn)出清水、進(jìn)出熱堿水、進(jìn)出消毒水、二氧化碳背壓。當(dāng)六個(gè)桶均按放在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上,按下啟動(dòng)按扭,電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)扎啤桶蓋與清洗頭對(duì)正時(shí),傳感器檢測(cè)到該位置,電機(jī)停轉(zhuǎn),從啟動(dòng)到檢測(cè)到正確位置需要0.5-1秒。桶與清洗頭對(duì)正后,即電機(jī)停轉(zhuǎn)的同時(shí)氣缸推動(dòng)清洗頭托架帶動(dòng)5個(gè)清洗頭同時(shí)上升,上升時(shí)間為0.5-1秒,清洗頭同時(shí)對(duì)5個(gè)桶進(jìn)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(jìn)消毒水4秒氣沖排消毒水7秒;清洗頭5進(jìn)行二氧化碳背壓需要6秒,故這5個(gè)清洗頭作業(yè)最長(zhǎng)時(shí)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(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)60?被傳感器檢測(cè)到,這需要0.5-1秒,故折合清洗一個(gè)桶的時(shí)間為18-20秒,因此該清洗設(shè)備每小時(shí)可清洗180-200個(gè)桶。

4 結(jié)束語(yǔ)

  本文采用北京騰控T910系列PLC,對(duì)現(xiàn)行扎啤桶清洗機(jī)進(jìn)行重新設(shè)計(jì),提出了并聯(lián)清洗方法。并聯(lián)式扎啤桶清洗機(jī)和現(xiàn)行的清洗設(shè)備最高效率比為200/120。若當(dāng)工人人數(shù)相同,在工時(shí)也相同的情況下,并聯(lián)式扎啤桶清洗機(jī)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(shè)備效率低的狀況。

 

關(guān)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(dòng)化、騰控智儀等子公司,產(chǎn)品涉及PLC、RTU、通信網(wǎng)關(guān)、人機(jī)界面等諸多產(chǎn)品線。從西氣東輸?shù)綂W運(yùn)工程、從唐家山堰塞湖到各大油田油井監(jiān)控、從寶鋼到揚(yáng)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(wàn)套的驕人業(yè)績(jī)躋身于國(guó)內(nèi)行業(yè)前列,贏得了眾多用戶和合作伙伴的長(zhǎng)期肯定與支持!

 

 

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