36000瓶/小时灌装压盖机电气控制系统详解

摘要：文章介绍了36000瓶/小时灌装压盖机电气控制系统，从主减速机、瓶止动器、灌装、真空泵、激泡泵、上盖和下盖、止盖和压盖、润滑系统、进气及排气系统、缸环盖升降和进出瓶计数及主机运行速度显示、故障指示及停机信号11个方面进行了分析。36000瓶/小时灌装压盖机有112个灌装阀，集酒液灌装、酒瓶压盖为一体，能达到1秒灌装10瓶的运行速度。电气控制系统采用西门子S7-300PLC,西门子TP-270触摸屏。

关键词：灌装压盖机；电气控制系统；灌装状态；主机运行状态

中图分类号：TM571 文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）01-0083-03

一、主减速机

主减速机采用11kW电动机1台并带电磁抱闸，配备11kW变频器1台，使用电位器调速，实现主机速度可调及主机加减速时间可调，实现主机高速运行、低速运行通过PLC程序自动切换。灌装状态，无停机信号输入，主机高速运行；当进瓶接近开关检测到不满瓶、瓶止动器处于关闭状态，主机低速运行。当主机处于灌装状态，无停机信号输入，启动按钮按下或点动按钮按下， 主机启动。当停止按钮按下、急停按钮按下、有停机信号输入时，主机停止。

二、瓶止动器

瓶止动器电磁阀（两位三通阀），通过控制电磁阀的通断来控制止瓶气缸的升降。进瓶满瓶接近开关，用来检测进瓶量的多少。进瓶倒瓶光电开关，用来检测有无倒瓶。出瓶堵瓶接近开关，用来检测有无堵瓶。灌装状态，瓶止动器开关自动按下，进瓶满瓶接近开关闭合，为进瓶满瓶状态；进瓶倒瓶光电开关闭合，为进瓶倒瓶状态；出瓶堵瓶接近开关闭合，为出瓶堵瓶状态。当进瓶未处于满瓶状态、进瓶处于倒瓶状态、出瓶处于堵瓶状态，瓶止动器动作，禁止

进瓶。

三、灌装

灌装过程用到了7.5kW酒泵1台及7.5kW酒泵变频器1台，实现灌装过程中恒压供酒。机器脉冲检测接近开关，即工位脉冲，用来检测主机的运行状态。有瓶检测接近开关，用来检测有无瓶供给。爆瓶检测接近开关，用来检测酒液灌装完成没压盖时有无爆瓶。酒缸液位压力变送器、酒泵压力变送器、酒缸CO2压力变送器，用来检测相应装置的压力，将压力所对应的模拟量信号输入到3个压力调节控制器（SR93表），压力调节控制器将设定值与实际值进行PID运算并输出模拟量信号，来控制酒缸液位调节气动薄膜阀、酒泵变频器频率、酒缸CO2压力模拟量调节阀。通过控制灌装电磁阀和酒缸排沫电磁阀（两位三通阀）的通断来控制灌装阀（机械阀）的通断，实现酒液的灌装及酒缸的排沫。

主机运行状态，触摸屏灌装阀开关自动按下，为灌装阀自动状态。灌装阀自动状态下，在PLC程序中将有瓶检测接近开关的触点状态与机器脉冲接近开关的触点状态串联起来，用机器脉冲上升沿作为使能，用连续4组32位右移指令，将串联起来的状态信号依次右移。当移位信号闭合，灌装电磁阀导通，灌装阀灌装。主机运行状态，酒缸排沫阀开关自动按下，酒缸排沫电磁阀随主机动作。

四、真空泵

采用15kW真空泵，实现灌装过程中一次抽真空、二次抽真空，并有真空压力表指示真空度。真空泵用3组接触器实现Y-Δ启动，Y-Δ启动转换时间为2秒。触摸屏真空泵开关按下，真空泵无过载故障，无急停信号，真空泵运行。用温度电接点压力表，来控制真空泵补水电磁阀。真空泵运行状态，检测到真空泵排水温度高，温度电接点压力表上限动作，自动补水电磁阀打开；检测到真空泵排水温度低，温度电接点压力表下限动作，自动补水电磁阀关闭。

五、激泡泵

酒液灌装完成没压盖时，通过激泡泵给瓶中注入微量高温软水，用来减少瓶颈空气，降低酒液的氧化度。触摸屏激泡泵开关自动按下，激泡泵运行，激泡电磁阀打开。用3kW加热管给激泡泵软水加热，水温设定80℃。用铂电阻测量激泡泵软水水温，将模拟量信号输入到温度控制调节器（SR93表），温度调节控制器将设定值与实际值进行PID运算，控制加热管闭合、导通。

六、上盖和下盖

滑道盖检测接近开关用来检测滑道有无盖，料斗盖检测接近开关用来检测料斗有无盖。主机运行状态，触摸屏输盖机开关自动按下时，料斗盖检测接近开关检测到料斗缺盖，输盖电机动作，带动输盖皮带开始上盖。料斗盖检测接近开关检测到料斗盖满5秒后，输盖电机停止。主机运行状态，触摸屏料斗电机开关自动按下时，滑道盖检测接近开关检测到滑道缺盖，料斗电机运行开始下盖，滑道盖检测接近开关检测到滑道盖满2秒后，料斗电机停止。灌装状态，主机运行状态，下盖开关自动按下，当滑道盖检测接近开关检测到滑道无盖1秒后，发出滑道无盖停机

信号。

七、止盖和压盖

止盖电磁阀，通过控制盖滑道末端盖的通断，来实现给压盖机送盖通断的目的。吹盖电磁阀，用来给盖滑道末端的盖吹气，使盖进入压盖机。压盖检测接近开关，用来检测压盖后酒瓶有无盖。

灌装状态，主机运行状态，触摸屏灌装阀开关自动按下，在PLC程序中将爆瓶检测接近开关的触点状态与机器脉冲接近开关的触点状态串联起来，用机器脉冲上升沿作为使能，用连续4组32位右移指令，将串联起来的状态信号依次右移。灌装状态，移位信号闭合，压盖检测接近开关闭合，为压盖有盖状态。灌装状态，移位信号闭合，机器脉冲接近开关闭合，压盖检测接近开关没闭合，为压盖无盖状态。压盖无盖状态，压盖检测接近开关检测到5个无盖信号后，发出停机信号。灌装状态，主机运行状态，触摸屏灌装阀开关自动按下，移位信号闭合时，止盖电磁阀动作。灌装状态，主机运行状态，吹盖开关自动按下，吹盖电磁阀随主机动作。

八、润滑系统

主机运行状态，凸轮水润滑开关自动按下，凸轮水润滑电磁阀2秒动作1次，用来给酒阀凸轮润滑，冲掉酒阀凸轮上的酵母。主机运行状态，提升气缸水润滑开关自动按下，提升气缸水润滑电磁阀随主机动作，用来润滑提升气缸，减少提升气缸升降时的摩擦。主机运行状态，触摸屏灌装阀开关自动按下，爆瓶冲洗开关自动按下，爆瓶检测接近开关检测到有爆瓶，爆瓶冲洗电磁阀动作，用来冲掉提升气缸上的爆瓶。主机运行状态，触摸屏黄油泵开关自动按下，黄油泵开始动作，黄油泵压力检测开关检测黄油泵动作次数，黄油泵1小时动作10次。黄油泵每次动作的时间为5秒，当黄油泵打开时，黄油润滑电磁阀1、黄油润滑电磁阀2、黄油润滑电磁阀3同时打开，用来润滑主电机各个齿轮。

九、进气及排气系统

提升气缸进气开关自动按下，提升气缸进气电磁阀开启，提升气缸进气气动阀开启。提升气缸排气开关自动按下，提升气缸排气电磁阀开启，提升气缸排气气动阀开启。酒缸CO2进气开关自动按下，酒缸CO2进气电磁阀开启，酒缸CO2进气气动阀开启。酒缸CO2排气开关自动按下，酒缸CO2排气电磁阀开启，酒缸CO2排气气动阀开启。

十、缸环盖升降和进出瓶计数及主机运行速度显示

缸环盖升降共用2组接触器通过缸环盖电机正反转实现缸环盖升降。缸环盖位置检测接近开关检测到缸环盖不到上下限、无过载报警、急停按钮没按下、触摸屏高度调节开关按下，触摸屏缸环盖升降开关按下时缸环盖升降。

有瓶检测接近开关闭合，机器脉冲接近开关闭合，用长整数加指令，实现进瓶计数，并显示到触摸屏上。压盖检测接近开关闭合，用长整数加指令，实现出瓶计数，并显示到触摸屏上。通过主机机器脉冲信号，用长整数加指令，实现主机运行速度检测，并显示到触摸屏上。

十一、故障指示及停机信号

当料斗电机、主电机、缸环盖升降电机、酒泵、真空泵掉闸时，产生过载故障，同时故障报警指示灯亮。灌装状态，进瓶倒瓶、料斗缺盖、滑道无盖、封盖无盖、储瓶台满、出瓶堵瓶、急停按钮按下、过载故障发生，产生停机信号。

十二、结语

灌装压盖机作为啤酒包装生产线的核心设备，电气自动化水平很高，具有高速运行、操作简便、控制稳定、保护装置齐全的特点，其电气控制系统有很好的典型代表性。通过以上介绍，使读者对36000瓶/小时灌装压盖机电气控制系统有详细的认识，为读者在以后的电气控制系统设计提供帮助。

作者简介：吕星超（1979-），男，河北石家庄人，东旭集团有限公司助理电气工程师，研究方向：电气控制。

（责任编辑：赵秀娟）