UniMAT在灌装机上的应用

　　一：引言
　　自动灌装机广泛应用于化妆品，药品，饮料，奶制品，化学品及家用制品等多个行业，从灌装方式的方式来分，主要为：容积式、流量式和称重式。其中电子称重式国内已大量采用且电子秤精度直接影响灌装产品精度；而目前由于流量计技术的发展，中等型以上高精度灌装产品采用质量流量计计量更为合理。
　　二：灌装方式
　　容积式灌装：工作原理根据灌装产品的容积与设定容积作比较，在达到一致时，停止灌装，封瓶。此种类型受环境及产品质量影响较大，温度将会影响产品体积导致质量受到有一定的偏差，导致灌装精度；又或产品本身质量问题，在流动过程中产生气泡从而影响体积，导致精度不准。因此容积式灌装又分为负压及常压灌装等，其特点主要控制生产环境温度来控制精度。
　　流量式灌装：工作原理是对产品流出管道口径及产品流出速度控制数据，此精确直接影响灌装精度，流量式灌装须装有控制阀门及流量检测计。此两种硬件精度也是控制灌装精度的关键。
　　称重式灌装：工作原理是利用电子称进行产品称重与设定重量值比较一致，封瓶，进行下一个灌装，此种灌装方式受外界环境影响小，灌装精度高。
　　上述三种方式，即要要求高精度又要高效率的灌装，就是目前控制要求的难点，下面介绍利用西门子PLC控制灌装实例。
　　三：生产工艺

　　四：系统构成及功能
　　1.PLC的选择：西门子224PLC、UniMAT数字量模块（UN222）、UniMAT(UN231)温度控制模块、UniMAT(UN232)模拟量输入模块、
　　数字量输出模块用以控制电磁阀及真空阀，温度控制模块监控外部环境温度以控制灌装精度，模拟量输入模块监控灌装液体流量，模拟量输出模块控制转盘电机速度，CPU直接对流量高速计数。
　　2.采用CPU224上的RS485与工控机上连接，利用WINCC组态软件监控整个生产工艺过程，实时对现场数据记录及报警功能；且上位机可控制与设备相连的外部器件以备方便维护。
　　3.其他配件：质量流量计、控制阀、灌装头、三相电机、变频器、气动执行机构、磁感应开关、反射光纤、接近开关及按钮等。
　　五：系统要求及特点
　　1.系统灌装精度：主要取决于质量流量计的精度、灌装速度和系统的稳定程度。
　　2.过流量控制：灌装时实际灌装量肯定大于质量流量计的设定流量，必须通过PLC程序的设定，要求流量计提前发出信号来控制灌装阀的关闭，从而保证实际灌装量与质量流量计的设定量一致。
　　3.流量控制：为了保证灌装系统的精度，灌装系统的灌装速度设计为快慢二档，流量控制阀通过控制流量大小自动控制灌装速度的快慢。由于该控制阀的开度精确量不会影响到灌装精度，使用目前市场上的自动调节阀，既成本昂贵且体积巨大安装不便又需要增加控制要求，所以流量控制阀采用自行设计的三位蝶阀，即最大开度（完全开启）、1/3开度（可手工设定和调节）、完全关闭，其优越性突出，性能稳定。
　　4.防滴漏：灌装完毕后，残留在灌装头表面的粘性物料要一定的时间才能流尽，这样物料就会滴到容器外表造成污染，该灌装系统设计时采用真空发生器回吸系统确保无滴漏。真空发生器抽吸流量大、结构简单、成本低、真空产生及解除快、安装维修方便。
　　5.灌装头：灌装头的灌装阀采用自行设计的气动截至阀，结构简单、开合迅速、易清洗、密封好，采用氟橡胶密封符合食品级。
　　六：系统总结
　　整条流水线自动化程度高，控制技术先进；采用质量流量计的灌装速度是电子称重式的两倍左右，提高生产效率，达到生产要求；流量计控制精度比电子称重式更高，且正负偏差可以在上位机上设定；设备简洁，工作可靠，维修方便，监控实时性强；选择西门子PLC及UniMAT模块增强系统稳定性，且可以通过USS通性协议控制变频器及上位机监控等优点。因此，目前使用PLC控制灌装技术走在灌装行业的领先位置。