伺服料重控制系 统
发布时间:2018-03-19

在玻 璃瓶罐行业,根据玻璃制品的成型 过程 不同,有吹-吹法、压-吹法两种制瓶工艺。尤其是在小口压-吹工艺的成型过程, 对玻璃料滴的重量控制都做严格 要求,如果料重控 制不当,容易造成制品成型缺陷。玻璃厂通常调节料重的 做法是通过人工调节匀料筒 的高度,料棒 的高度 来实现。这种方 法调 节精度差,料滴抽样没有经过系统 数 据分析,人为的手动调整往往达不到理想的效果。有的玻璃厂进口瑞士EMHERT公司生产的PPC料重控制系统,控制精度高,满足压-吹法轻量瓶的生产要求。他的控制原理是检测成型过程中芯子的行程,完成料重控制。由于控 制原理所限制,不能应用在吹吹法及压机等制瓶工 艺中,并且价格较高,高昂的价格并非所有玻璃厂能够接受。我们的伺服料 重控制系统不仅满足 多 种制瓶机的生产工艺 要求, 同时还可 用于压机等设备的料重 控 制系统。本 系统由智能秤、上位机、PLC、伺服驱动器、伺服电机及电机驱动的料重机械机构─匀料筒和料棒。智能秤及现 场按钮操作台,放置在制瓶机 成型侧一旁,有 利于取瓶称重,同时秤上 加装防护,防尘、放油。PLC、 伺服驱动器安装在控 制柜内,控制柜安装在控制室内。秤与 控制柜 通过通讯线连接,操作 台与控制柜通过通讯线及电缆连 接,完成信号的 传输。人工 将成型的瓶罐夹取放置在智能秤上,稳 态重量数据通过智能秤自动将 数据传输给控制器PLC和上位机。 上位机用于显示、保存采集数据及系统控制参数的输入。PLC根据多组采 集重量的均值与标准重量差值 及机械传 动比,通过PID及逻辑运 算控制伺服电机运行,从而带动机械机构匀料 筒、中料棒、后料 棒的上下运行控 制玻 璃 料滴的出料量。

1系统结构

料重控 制 系统包 括智能秤SC,用于人 机交 互控制的上位机C,用于运动控制的PLC,用于 伺服运动 控制的伺服驱动器及伺 服 电机和现场终端控制盒:筒子控制盒TZ,中料棒控制盒LB,后料棒控制盒LC。根据配置不同会 选 择是否配置后料棒C及控制盒LC,终端控制盒 主要用于现场控制操作。伺服驱动器包 括:控制筒子运行的伺 服驱动器SFTZ,控制中料棒B运行的伺服驱动器SFLB,控制后料棒C 运行的伺服 驱动器SFLC。筒子伺服驱动器SFTZ,通过电机线LD1和编码器线LB1,控制 筒子伺 服电机MA,达到 控制料重 的目的。伺服驱动器SFLB1通过电机线LD2和编码器线LB2,控制伺服电机MB,达到控制中料重量的目的。伺服驱动器SFLB2通过电机线LD3和编码器线LB3,控制伺服电机MC, 达到控 制后料重量的目的。如下图系 统结构图1 

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2、控制原理:

根 据系统配置 不同,本控制系统可以灵活运用于制瓶机吹-吹法,压-吹法等不同生产工 艺的料重控制系统中,应用范围较广。控制方式分为手动控制及自动控,控制步骤分为筒子控制料重及料棒控制料重。   

手动控制方式:手动控 制方式是通过点 动按钮“上升”或“下降”实现筒子或料棒的 上下运 行。点动位移可以设置,设置范围0.01mm-1mm, 灵活满足了不 同情况下的 位 移 量。针对玻璃厂生产过程情况的需求,我们在手动方式下,还设计 了长按点 动 按钮,可以 实现筒子或料 棒的快速位移,位移距离和速度可以设 置。此种情况 应用于快速扎住热玻璃料进行更换料碗或进 行维修,此功能在玻璃厂非常实用。

自动控制方式:将 玻璃瓶罐放置 在智能秤 上,稳态数据将被 采集并 发 送给PLC。数据采集子程序 将采集 的重量数据经过LRC校验正确后,用于控制器PLC的运算,同时将数据显示在上位机界面,用户通过界面窗口设定想要操作的模式以及需要 达到的控制精度。生成控制方案传递 给PLC 控制伺服运动系 统,控制器PLC根据采集样品的不同做相应的逻辑运算,再根据 不同的精度要求,控 制伺服驱动器。 伺服驱动器再分别控制筒 子和料 棒伺服 电 机的上升、下降,达到调节料重的目的。PLC控制原理接线 图如下:

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3、操作步骤:

现场装置调试,智能秤安装在制瓶 机成型侧一旁,便于取瓶。智能 秤的安装位 置要 相对的水平,牢固。 智能秤对水平度要求 较高,首先调试智 能秤 的水平度,我们采用 瑞士 产的 梅特勒-托利多Ⅱ级精度的天枰秤,精度为0.1G,设置秤的通 讯参 数。根据电脑界 面设置的采样次数进行取 样测量。如果界面设置为2滴料,则系 统只需要控制匀料筒及一个料棒的运行;如果设置为3滴料,系统需要控制匀料筒,中料棒,后料 棒的上下运行,达到控制料重的目 的。根据 上位机 界面,进行系统操作。

      手动控制方式:1、在筒子控制盒TZ上,将旋钮SA打到手动控制,拔出急停旋钮SW1,初始化完成。根据取样值的“平均值”与设定的“标准值”确定筒子上升及下降。在控制盒上手动点动JOG+或JOG-,控制筒子按0.01mm-0.5mm的范围上升或下降,控制料重。如果在遇 到紧急情况需要扎料或检修时,需要快速操作,可以长按JOG+或JOG-,筒子会按“长按速速”(备注:长按JOG+或JOG-按钮运行的速度,设置范围1-10mm/s)快速上下运行,“长按位移”则是长按JOG+或JOG-按钮 产生 的位 移,设置范围1-100mm。灵活的操 作方式满足了客户在不同情况下的需求。

自动控制方式:2、在筒子控制盒TZ上,将旋钮SA打到自动控制。将“是否通讯”选择为“YES”, 实现了上位机与PLC的实时通讯功能。这样每次采集 的 重量数据会显示在上位机上,当采集次数达到设 定“采集次数”,系统会自动计算采集平均值。平均值与标准值进行比 较后,系统会自动控制伺服系统上升或下降一定的距离,达到控制料重的目的。当在下降过 程中遇 到石块等硬物时,伺服电机 转矩会增大, 当 转矩大于 设定的安全转矩值时,系统报警,伺服停止运行, 达到保护系统的功 能。

手动控制方式:1、当取样 料棒对应的 料滴重量时,需要设置料棒控制界面,同 样需要设置采样次数等参 数。参数设置完毕,在中料棒控制盒LB上,将旋钮SB打到手动控制,拔出急停按钮SW2,初始化完成。根据取样 料重与设定值确定料棒上升或下降。在控制盒上手动点动JOG+或JOG-,控制料棒按0.1mm-0.5mm上升或下降,控制中料滴的料重。 后料 棒的控制方式与中料棒的控制方式相同。料棒界面中“长按速度”与“长按位移”的应用与筒子控制 方式相同。

自动控制方式:2、料棒控制盒LB用 于每 段中料料 重的 控制,在料棒控制盒上,将旋钮SB打到自动控制, 拨出筒子急 停按钮SW1,初始化完成后,首 先根据电脑输入 的采集次数,采 集每 段的中料,将数据传输至控制器PLC,PLC根据料重 平均值与标准值的差值判断 料棒运行的方向,如果中料取样 值大 于 设 定值则中料棒按0.1g/mm下降,小于设定值中料棒按0.1g/mm上升,在调整过程中再辅助增益调整,差值 在允许范围内则 不做调整。

为了便于用户更加形象直观的看到采集数据,采集重量 的平均 值 被自动绘制成实时的历史曲线 图。 每一次被采集的重量值,还被保存为EXCEL文档,便于用户查询。

4结束语

料重控制与轻量化,轻量化的玻璃瓶罐 生产工艺成为节能环保,绿色生产 的有效解 决 方案。轻量 瓶的主要特点是壁薄,质量轻,瓶身玻璃分布均匀,壁厚均匀。轻量瓶具有以下优点:

1、原材料用料少,既同样的玻璃料可 以 多生产 15%-25%以上的产品。

2单位产品的燃料,电力 等消耗大为降低。

3、因为瓶壁薄,冷却速度快,因此生产机速可以有效提高。

4、因重量减轻,以顿位计价 的运输 成本大为降低。

高 端轻量瓶成为玻璃瓶罐行业 的发展 趋势,轻量化的技术实现,离不开玻璃瓶罐料滴重量维持稳定性的前提保证。料重控制系 统在玻璃瓶罐行业 应用广泛,本系统的技术水平达到 国内领先水平,填补国内空白。本控制系统配置灵活、控制参数直观易懂、操作简便。系统精准 的控制方式,有效避 免了玻璃制品成型过程中由于料重问题产生的成型 缺陷,提高了玻璃厂的经济效益。与国内 玻璃行业使用的同类 产品比较性价比高,应用范围广,使用灵活,更有 效的适应国内市 场。本产品在2017年6月投入市场,现已应用在江门粤玻、沂南三汇、广西北流建铧等多家 玻璃厂。由投产数据分析, 玻璃成品的料重控制精度 在 正负0.5克,基本满足了高端玻璃制品的生 产 需求。如今,本产品公司每月 生 产10台左右,为玻璃企业带来经济 效益的同时,也为企业生产增产、增效贡献一份力量。

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