嵌入式工控電腦在液體灌裝機(jī)中的應(yīng)用

嵌入式工控電腦在液體灌裝機(jī)中的應(yīng)用
作者：吳洋
液體灌裝機(jī)廣泛應(yīng)用于食品，飲料，化工，醫(yī)藥等行業(yè)，是目前應(yīng)用非常廣泛的包裝機(jī)械之一。運(yùn)行穩(wěn)定性，維護(hù)的方便性，灌裝的精度、速度是衡量灌裝機(jī)控制系統(tǒng)好壞的重要性能指標(biāo)。本文研究的是一臺(tái)用于多數(shù)普通流體的4灌頭的液體灌裝機(jī)。
灌裝機(jī)的動(dòng)作要求
此灌裝機(jī)有4個(gè)并行的計(jì)量缸．分別連接4個(gè)灌裝頭，通過主油缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，吸人定璉的液體，然后注入待裝的容器中。在此過程中，需要及時(shí)地在主油缸換向時(shí)，切換一個(gè)3通閥，改變液體的流向。而且，在注入過程中．為加快灌裝速度又不致使液體溢出，當(dāng)灌裝到滿瓶的90％ 時(shí)，要開啟一個(gè)串接在注入通路中的節(jié)流閥，使注入的流量顯著減小。然后，已裝灌完畢的容器將順序移出，新的空容器順次移人，在此過程中，要準(zhǔn)確和及時(shí)地控制安裝在容器人口和出口的阻攔板，保證每歡只移人和移出4個(gè)容器，同時(shí)要確保不管使用哪種形狀的容器，4個(gè)灌裝頭都恰好能與容器的瓶口完全吻合，否則輸出報(bào)警信號(hào)，而且在故障未排除之前，不讓灌裝繼續(xù)進(jìn)行。 最后，灌裝頭在容器到位后應(yīng)能準(zhǔn)確下移，使灌裝頭插入瓶口，灌裝完畢，灌裝頭應(yīng)迅速上移，使容器能順利移出。

根據(jù)控制需求確定I/O點(diǎn)列表
開關(guān)量輸入 開關(guān)量輸出
DI1 罐裝頭上到位傳感器 DO1 驅(qū)動(dòng)傳送電機(jī)
DI2 罐裝頭下到位傳感器 DO2 換向電磁閥
DI3 容器計(jì)數(shù)傳感器 DO3 節(jié)流電磁閥
DI4 計(jì)量缸灌滿傳感器 DO4 阻擋閥（1）
DI5 計(jì)量缸90%滿傳感器 DO5 阻擋閥（2）
DI6 計(jì)量到位傳感器 DO6 灌頭升降電磁閥
DI7 容器到位傳感器1 DO7 計(jì)量缸電磁閥
DI8 容器到位傳感器2 DO8 報(bào)警
DI9 容器到位傳感器3
DI10 容器到傳感器4
DI11 急停報(bào)警

系統(tǒng)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)采用一臺(tái)北京凱控科技有限公司生產(chǎn)的CKT-S5730嵌入式觸摸屏工控電腦。北京凱控科技有限公司是一家專業(yè)的控制設(shè)備研發(fā)及制造以及控制方案供應(yīng)商。公司的自主研發(fā)的系列“嵌入式觸摸屏工控電腦”，采用嵌入式系統(tǒng)，組態(tài)軟件等先進(jìn)技術(shù)，自帶IO和模擬量輸入，具有行業(yè)領(lǐng)先，技術(shù)領(lǐng)先，性價(jià)比領(lǐng)先等特點(diǎn)，可滿足不同行業(yè)的各種控制需求。
CKT-S5730是由一個(gè)PAC控制器和一塊5.7寸的彩色LCD觸摸屏及觸摸屏組成。基于PAC思想設(shè)計(jì)的控制器比PLC有更高速的運(yùn)算能力，也具有比IPC更好的穩(wěn)定性。所以說PAC控制器既有PLC的穩(wěn)定性又有IPC的高速數(shù)據(jù)綜合處理能力，是未來控制發(fā)展的一個(gè)方向。CKT-S5730自帶的5.7寸LCD觸摸屏不但方便了人機(jī)交互，而且大大降低了設(shè)備成本，其價(jià)格僅僅相當(dāng)于PLC加人機(jī)界面的一半。CKT-S5730還自帶16路的開關(guān)量輸入輸出接口和8路的模擬量輸入輸出接口，以及一個(gè)RS232接口一個(gè)RS485接口，還有一個(gè)10M的以太網(wǎng)接口，可以通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
系統(tǒng)通過5.7寸LCD觸摸屏來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況的監(jiān)控，以及對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的修改，如系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，包裝數(shù)量等等。系統(tǒng)共有四個(gè)功能窗口，運(yùn)行窗口有試機(jī)，開機(jī)，停機(jī)功能按鈕，并可以實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀況。統(tǒng)計(jì)窗口內(nèi)有三個(gè)子窗口，分別顯示系統(tǒng)運(yùn)行的基本數(shù)據(jù)指標(biāo)、系統(tǒng)的詳細(xì)運(yùn)行數(shù)據(jù)和歷史操作，以及所有輸入輸出點(diǎn)的狀態(tài)。鏈接窗口可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)接入功能，通過遠(yuǎn)程接入功能可以在辦公室里或者家里實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀況或及時(shí)的排除系統(tǒng)的故障。幫助窗口提供了操作包裝機(jī)的使用說明以及各種故障的排除辦法。
運(yùn)行窗口

圖1
運(yùn)行窗口是整個(gè)系統(tǒng)默認(rèn)的的主窗口，其它窗口可以從運(yùn)行窗口直接進(jìn)入。運(yùn)行窗口有點(diǎn)動(dòng)，啟動(dòng)，停機(jī)三個(gè)操作按鈕。點(diǎn)動(dòng)按鈕的功能是在機(jī)器開機(jī)正式運(yùn)行前，按點(diǎn)動(dòng)按鈕來檢測系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，有無故障。如果出現(xiàn)故障在下面的狀態(tài)欄里會(huì)顯示故障所在位置。如果沒有故障，可以按啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)整臺(tái)機(jī)器工作。停機(jī)按鈕的作用是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，可以按此按鈕強(qiáng)制停機(jī)，以減少損失。運(yùn)行窗口右側(cè)有兩個(gè)基本設(shè)定框和一個(gè)計(jì)數(shù)顯示框，用來對(duì)本次運(yùn)行時(shí)間或者灌裝數(shù)量進(jìn)行設(shè)定以及對(duì)當(dāng)前灌裝數(shù)量實(shí)時(shí)顯示。
統(tǒng)計(jì)窗口

圖2
統(tǒng)計(jì)窗口下有三個(gè)子窗口，統(tǒng)計(jì)，詳細(xì)和I/O列表。統(tǒng)計(jì)窗口顯示基本的運(yùn)行信息，包括當(dāng)前計(jì)數(shù)，累計(jì)總數(shù)，本次運(yùn)行時(shí)間，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間四個(gè)運(yùn)行基本數(shù)據(jù)。并有清零按鈕可以清除原數(shù)據(jù)。詳細(xì)窗口中詳細(xì)的記錄了每日的工作信息，保存所有歷史動(dòng)作的信息，并能夠支持連接打印機(jī)打印數(shù)據(jù)表格。I/O列表窗口列出所有輸入輸出點(diǎn)的信息和工作狀態(tài)，可以幫助操作員更好的了解設(shè)備運(yùn)行情況。

鏈接窗口

圖3
連接窗口可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程維護(hù)。網(wǎng)絡(luò)連接功能是PAC區(qū)別于PLC的一項(xiàng)高級(jí)功能，PLC無法實(shí)現(xiàn)的功能在PAC系統(tǒng)中可以輕松實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)程維護(hù)可以大量節(jié)省維護(hù)費(fèi)用，從而為企業(yè)節(jié)約可觀的維護(hù)成本。提高競爭力。
結(jié)束語
應(yīng)用凱控公司的CKT-S5730嵌入式工控電腦的多頭液體灌裝機(jī)在應(yīng)用中完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行穩(wěn)定，故障率低，罐裝精度高，維護(hù)方便。眾多PLC不具有的功能和優(yōu)勢，使得凱控公司的嵌入式工控電腦是理想的PLC控制液體灌裝機(jī)升級(jí)換代方案。