CN110902320B - 一种超高速智能无压力啤酒瓶输送系统 - Google Patents

一种超高速智能无压力啤酒瓶输送系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种超高速智能无压力啤酒瓶输送系统，包括相互连接的主输送线及调节输送线，调节输送线上设有光电传感器，主输送线和调节输送线的电机上均设有变频器，光电传感器、变频器均与一主控制器连接，主控制上设有控制面板，光电传感器包括第一光电传感器、及第二光电传感器，主控制器计算出每个时刻从所述第一光电传感器处进入的瓶子数量及从所述第二光电传感器处出来的瓶子数量的差值，并通过变频器控制调节输送线上的电机转速直至差值为0。本发明超高速智能无压力啤酒瓶输送系统，大幅度降低了啤酒瓶碰撞冲击力，进而降低了卡瓶、爆瓶率，确保了啤酒灌装机的进瓶数量，大大提高了灌装包装线的生产效。

Description

一种超高速智能无压力啤酒瓶输送系统
技术领域
本发明涉及一种啤酒输送线，特别涉及一种超高速智能无压力啤酒瓶输送系统。
背景技术
瓶子的输送是一个待执行的功能，参与此执行过程的有设备、人员、材料及输送设备，人们认为现行的最佳输送设备为平顶链板输送系统，然而，也应该注意其它类型输送系统，如丝网或钢片输送设备，通常经改进可用于高速场合，以及在某些场合下，如在较宽幅的输送情况下，可取代平顶链板输送设备，基于这一情况，以下讨论也就平顶链板式输送设备展开。只有效率和人员熟练程度达到最大值时，才能达到生产线的最大产出，这一点很值得一提，因为由于操作人员造成的低产出往往比设备本身要大。在大多数情况下，造成产出不足的原因很容易找到，人们往往把更多的精力放在选择最好的设备上，但最后规划人员总发现没有时间对平面布置和输送系统进行决策。这一重要步骤便被一带而过，造成各单机由设计非常差的输送系统连接，生产线甚至无法达到中等生产水平。一条瓶装线需要相当可观的投资，生产线应实现尽可能高的灌装效率。人们基本上接受造成生产量下降的主要原因为非标瓶子，阻瓶破瓶以倒瓶等常见因素造成频繁而不可避免的停机的观点。生产线中一部分设备比其它设备更为“娇气”，因此，为了保证平稳而连续的生产，这一点在规划时也应考虑，如果忽略这一点，将造成效率的降低。如上所述，造成效率降低的主要原因是不可避免的短暂停机，其频率主要由瓶子及当时条件决定，记住这一点，输送系统规划时应解决的问题可概要如下:“将特定数量的瓶子从一单机以适当的速率和速度，以最小的精力，费用，损失，噪音及干扰传送到另一单机”。
发明内容
【1】要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、能根据设定自动调准输送线上瓶体间隙的超高速智能无压力啤酒瓶输送系统。
【2】解决问题的技术方案
本发明提供一种超高速智能无压力啤酒瓶输送系统，安装在啤酒输送线上，用于调节输送线上的瓶体间隙，所述啤酒输送线包括相互连接的主输送线及调节输送线，所述调节输送线上设有光电传感器，所述主输送线和所述调节输送线的电机上均设有变频器，所述光电传感器、所述变频器均与一主控制器连接，所述主控制上设有控制面板，所述光电传感器及所述变频器的工作状态能通过所述主控制器显示在所述控制面板上，且所述变频器能通过所述控制面板控制，所述光电传感器包括设置在所述调节输送线的入口端且用于检测进瓶的第一光电传感器、及设置在所述调节输送线的出口端且用于检测出瓶的第二光电传感器，所述主控制器计算出每个时刻从所述第一光电传感器处进入的瓶子数量及从所述第二光电传感器处出来的瓶子数量的差值，并通过变频器控制调节输送线上的电机转速直至差值为0。
进一步的，所述控制面板的控制界面上具有所述啤酒输送线的平面布置图及系统运行参数。
进一步的，所述平面布置图上具有对应的电机按钮，所述电机按钮能显示电机的工作状态、且能进行电机参数设置。
进一步的，所述电机的参数设置界面具有设定值和实际值。
进一步的，所述系统参数包括进瓶数、出瓶数、基准速度、实际速度和设定间隙。
进一步的，所述主控制器为可编程序控制器。
进一步的，所述主控制器为西门子S7-300。
进一步的，所述调节输送线包括至少两个相互连接的调节输送带。
进一步的，所述调节输送线的入口端设有用于检测瓶体驻留时间的第三光电传感器，当所述调节输送线以基准速度运行且所述第三光电传感器检测到的瓶体驻留时间超过预设值时，降低所述主输送线速度。
【3】有益效果
本发明超高速智能无压力啤酒瓶输送系统，大幅度降低了啤酒瓶碰撞冲击力，进而降低了卡瓶、爆瓶率，确保了啤酒灌装机的进瓶数量，大大提高了灌装包装线的生产效，且操作简单、输送平稳、瓶流畅通、安全高效，能根据不同的使用需求进行间隙调节，系统状态能直观显示，监控方便。
附图说明
图1为本发明超高速智能无压力啤酒瓶输送系统的输送平面布置示意图图；
图2为本发明超高速智能无压力啤酒瓶输送系统的无压力控制界面；
图3为本发明超高速智能无压力啤酒瓶输送系统的无压力电机设置界面；
图4为本发明超高速智能无压力啤酒瓶输送系统的实施例一的结构示意图；
图5为本发明超高速智能无压力啤酒瓶输送系统的实施例二的结构示意图；
图6为本发明超高速智能无压力啤酒瓶输送系统的控制界面图。
具体实施方式
下面结合附图，详细介绍本发明实施例。
参阅图1至图6，本发明提供一种超高速智能无压力啤酒瓶输送系统，安装在啤酒输送线上，用于调节输送线上的瓶体间隙，其中啤酒输送线包括相互连接的主输送线及调节输送线，调节输送线安装在主输送线的输出端，用于将主输送线输出的瓶体进行间隙调节，以适应后端的罐装机或贴标机，调节输送带为单道，在调节输送线上设有光电传感器，光电传感器用于感测瓶体并用于计数，主输送线和调节输送线的电机上均设有变频器，一个电机对应一个变频器，能实现单独控制，光电传感器、变频器均与一主控制器连接，该主控制器为可编程序控制器，本实施例中，该主控制器为西门子S7-300，S7-300是德国西门子公司生产的可编程序控制器(PLC)系列产品之一，其模块化结构、易于实现分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好。该主控制器具有以下特性：针对低性能要求的模块化中小控制系统，可配不同档次的CPU，可选择不同类型的扩展模块，可以扩展多达32个模块，模块内集成背板总线，网络连接-多点接口(MPI),-PROFIBUS或-工业以太网，通过编程器PG访问所有的模块，无插槽限制，借助于“HWConfig”工具可以进行组态和设置参数；具有循环周期短、处理速度高，指令集功能强大(包含350多条指令)，可用于复杂功能，产品设计紧凑，可用于空间有限的场合，模块化结构，设计更加灵活，有不同性能档次的CPU模块可供选用，功能模块和I/O模块可选择，有可在露天恶劣条件下使用的模块类型的优点。在主控制上设有控制面板，控制面板用于显示及控制，即光电传感器及变频器的工作状态能通过主控制器显示在控制面板上，且变频器能通过控制面板控制，控制面板的控制界面上具有啤酒输送线的平面布置图及系统运行参数，系统运行参数包括进瓶数(单位B)、出瓶数(单位B)、基准速度(单位B/H)、实际速度(单位B/H)和设定间隙，电机编号及每个电机频率(单位HZ)，平面布置图上具有对应的电机按钮，一个电机对应一个按钮，电机按钮能显示电机的工作状态、且能进行电机参数设置，当电机状态能通过不同的颜色进行显示，例如，正常状态为绿色，异常状态为红色，让故障一目了然，电机的参数设置界面具有设定值和实际值，光电传感器包括设置在调节输送线的入口端且用于检测进瓶的第一光电传感器、及设置在调节输送线的出口端且用于检测出瓶的第二光电传感器，第一光电传感器和第二光电传感器能检测到瓶体并用于计数，主控制器计算出每个时刻从第一光电传感器处进入的瓶子数量及从第二光电传感器处出来的瓶子数量的差值，并通过变频器控制调节输送线上的电机转速直至差值为0，差值为0时，即第一计数器(第一光电传感器)和第二计数器(第二光电传感器)的进出相同，此时，系统运行速度为基准速度。本实施例中，调节输送线包括至少两个相互连接的调节输送带；包括相互连接的第一调节输送带和第二调节输送带，第一调节输送带的出口端与第二调节输送带的入口端连接，第一调节输送带和第二调节输送带上均设有驱动电机，第一调节输送带的入口端通过中转输送带与主输送带连接，第一光电传感器(计数器)安装在第一调节输送带的入口端，第二光电传感器(计数器)安装在第二调节输送带的出口端，在第一调节输送带的出口端设有第四光电传感器，用于两调节输送带逐级变速，避免加速度过大造成瓶体倾倒。在调节输送线的入口端设有用于检测瓶体驻留时间的第三光电传感器，当调节输送线以基准速度运行且第三光电传感器检测到的瓶体驻留时间超过预设值时，降低主输送线速度。由于调节输送带的速度变化，在第一调节输送带的输出端设有一防倒瓶装置。
本发明的检测单元的各个传感器用于检测瓶流的实时状况，及时反馈给PLC，用于调整输送带的速度，使得瓶流满足控制要求；变频器用于调整电机的运行速度，走模拟量控制方式进行调速。该输送系统利用几个简单的光电开关和接近开关之间的相互关系，来反馈无压力的真实运行情况，对无压力上的所有电机进行速度的调节和控制，来达到无压力的最佳运行效果，无论机器运行在任何速度下，无压力始终处于满瓶状态，并且在与瓶之间不存在任何挤压和摩擦。
以下结合啤酒输送线进行说明：
目前国内配EBI的生产线最多有两段控制，我们称为控制1和控制2；
实施例一(控制1)；
指控制位于空瓶验瓶机和灌装机的输送带，目的是为了闭合由于瓶子被验瓶机剔除面造成的空隙，这个空隙在灌装机前必须被闭合。平面布置图参阅图4，在生产时每过一个瓶子，高速计数光电2(Inp_CPlu)就有一个信号发出给主控制器，主控制器就知道有一个瓶子进入调节器(调节输送线)里，这样系统就能知道进来了多少个瓶子，同样高速计数1(Inp_CMin)能检测到出去了多少个瓶子，有了这两个数据，主控制器就能够知道在每个时刻在高速计数1和高速计数2之间缺少了多少个瓶子，系统就控制电机加速运转把空隙补上，如果在计数光电控制无法满足生产，会把空隙带到空隙检测RC2处，系统在原先的加速基础上再追加速度，若空隙被闭合，系统恢复基准速度，若空隙被带到空隙检测RC3处，那么系统会剧烈加速，使得空隙被快速闭合防止空隙被带到灌装机入口。如果高速计数1和高速计数2的进出一样，那么系统控制走的是基准速度，如果基准速度还是太快，那么瓶子在堵塞光电RC1处长时间堵塞，那么系统会控制M3后的电机减速慢行，使得系统平衡。
实施例二(控制2)；
控制2通常指控制位于空瓶验瓶机和无压力的输送带。目的是为了闭合无压力输送带出口的瓶间空隙，并在验瓶机前造成10MM左右的瓶子间隙。平面布置图参阅图5，在生产时每过一个瓶子，高速计数光电4就有一个信号发出给主控制器，主控制器就知道有一个瓶子进入调节器里，这样系统就能知道进来了多少个瓶子，同样高速计数3能检测到出去了多少个瓶子，有了这两个数据，电脑就能够知道在每个时刻在高速计数3和高速计数4之间缺少了多少个瓶子，系统就控制电机加速运转把空隙补上，如果在计数光电控制无法满足生产，会把空隙带到空隙检测RC2处，系统在原先的加速基础上再追加速度，若空隙被闭合，系统恢复基准速度。如果高速计数3和高速计数4的进出一样，那么系统控制走的是基准速度，如果基准速度还是太快，那么瓶子在堵塞光电1处长时间堵塞，那么系统会控制M7后的电机减速慢行，使得输送带不会太满导致瓶子掉落在接瓶台上。
在啤酒瓶传送过程中，由于受力不均匀，尤其是在多列啤酒瓶变为单列啤酒瓶过程中，由于2M电机的速度不断的变化，造成啤酒瓶的速度变化，受力变化很大。在2M电机控制的输送带上很容易发生倒瓶现象。倒的啤酒瓶不能进入灌装机或贴标机，否则容易引起事故。
倒下的啤酒瓶必须要想办法在其输送的过程中清除出传送带，如果用人工的方法不仅速度比较慢，跟不上现代化的大生产，灌装机或贴标机的工作效率达不到最大，企业的生产效益就不会有很大的提高。采用人工的方法由于人在工作一段时间后容易产生疲劳，引发工厂事故的几率大大增加。必须采用现代化装置(机械装置)将倒下的啤酒瓶清除出生产线。这就需要设计一个防倒瓶装置。在M2电机控制的输送带后段将输送带倾斜大约相当与一个瓶长，角度不要太大，所有啤酒瓶在传送过程中为了减少它的惯性都是以旋转的方式前进的。倒下的啤酒瓶同样也发生旋转。每当倒下的啤酒瓶前进到这段倾斜的输送带时，由于旋转的作用，自动沿输送带倾斜的方向滚出输送带，而没有倒下的啤酒瓶则能安全的通过，不会发生卡瓶现象。由于该装置设在M2电机控制的输送带后段，M3电机控制的输送带速度相对比较稳定。所以在啤酒瓶经过防倒瓶装置后基本不发生倒瓶现象。灌装机或贴标机都有人工控制，偶尔在后面发生倒瓶现象也能及时的人工清除。而这种几率经过实践的检验几乎为0。从而防倒瓶装置有效的防止了倒瓶进入灌装机或贴标机现象的发生，保证的啤酒的生产效率。
本发明超高速智能无压力啤酒瓶输送系统，大幅度降低了啤酒瓶碰撞冲击力，进而降低了卡瓶、爆瓶率，确保了啤酒灌装机的进瓶数量，大大提高了灌装包装线的生产效，且操作简单、输送平稳、瓶流畅通、安全高效，能根据不同的使用需求进行间隙调节，系统状态能直观显示，监控方便。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种超高速智能无压力啤酒瓶输送系统，安装在啤酒输送线上，用于调节输送线上的瓶体间隙，其特征在于：所述啤酒输送线包括相互连接的主输送线及调节输送线，所述调节输送线上设有光电传感器，所述主输送线和所述调节输送线的电机上均设有变频器，所述光电传感器、所述变频器均与一主控制器连接，所述主控制上设有控制面板，所述光电传感器及所述变频器的工作状态能通过所述主控制器显示在所述控制面板上，且所述变频器能通过所述控制面板控制，所述光电传感器包括设置在所述调节输送线的入口端且用于检测进瓶的第一光电传感器、及设置在所述调节输送线的出口端且用于检测出瓶的第二光电传感器，所述主控制器计算出每个时刻从所述第一光电传感器处进入的瓶子数量及从所述第二光电传感器处出来的瓶子数量的差值，并通过变频器控制调节输送线上的电机转速直至差值为0；调节输送线包括相互连接的第一调节输送带和第二调节输送带，第一调节输送带的出口端与第二调节输送带的入口端连接，第一调节输送带和第二调节输送带上均设有驱动电机，第一调节输送带的入口端通过中转输送带与主输送带连接，第一光电传感器安装在第一调节输送带的入口端，第二光电传感器安装在第二调节输送带的出口端，在第一调节输送带的出口端设有第四光电传感器，用于两调节输送带逐级变速，避免加速度过大造成瓶体倾倒；在所述调节输送线的入口端设有用于检测瓶体驻留时间的第三光电传感器，当所述调节输送线以基准速度运行且第三光电传感器检测到的瓶体驻留时间超过预设值时，降低主输送线速度。
2.如权利要求1所述的超高速智能无压力啤酒瓶输送系统，其特征在于：所述控制面板的控制界面上具有所述啤酒输送线的平面布置图及系统运行参数。
3.如权利要求2所述的超高速智能无压力啤酒瓶输送系统，其特征在于：所述平面布置图上具有对应的电机按钮，所述电机按钮能显示电机的工作状态、且能进行电机参数设置。
4.如权利要求3所述的超高速智能无压力啤酒瓶输送系统，其特征在于：所述电机的参数设置界面具有设定值和实际值。
5.如权利要求2所述的超高速智能无压力啤酒瓶输送系统，其特征在于：所述系统运行参数包括进瓶数、出瓶数、基准速度、实际速度。
6.如权利要求1所述的超高速智能无压力啤酒瓶输送系统，其特征在于：所述主控制器为可编程序控制器。
7.如权利要求1或6所述的超高速智能无压力啤酒瓶输送系统，其特征在于：所述主控制器为西门子S7-300。
8.如权利要求1所述的超高速智能无压力啤酒瓶输送系统，其特征在于：所述调节输送线包括至少两个相互连接的调节输送带。
9.如权利要求8所述的超高速智能无压力啤酒瓶输送系统，其特征在于：所述调节输送带的输出端设有防倒瓶装置。
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