雙端進出瓶洗瓶機的電氣控制

摘要：本文敘述了雙端式進出瓶洗瓶機的組成和洗瓶工藝過程，論述了洗瓶機傳動系統的同步運行，利用電導率檢測堿液濃度的控制及堿液溫度控制原理。
關鍵詞：雙端進出瓶 洗瓶機 同步控制 電導率
The electric control of the washing bottle machine with pairs
of end pass in and out
Zhang You Liang
Xi’an Hwasum Packing Technological Institude
Xi'an 710077
Abstract: This paper analyzes the components of washing bottle machine with pairs of end pass in and out and the technological process of washing bottle, expounding the synchronous operation principle of the transmission system of the washing bottle machine. At the same time,the paper introduces the control principle of measuring the density of the lye and the lye temperature utilizing the rate of conductance.
Keyword: pairs of end pass in and out The washing bottle machine
The synchronous operation Conductance rate
洗瓶機在飲料、啤酒生產線中是不可缺少的關鍵設備之一。洗瓶機進出瓶是從同一端進出，稱之為單端進出瓶洗瓶機。把瓶子從一端進從另一端出的洗瓶機，稱之為雙端進出瓶洗瓶機，雙端進出瓶洗瓶機是目前比較先進的洗瓶機，廣泛應用于飲料、啤酒生產線，特別是純生啤酒生產線中，雙端進出瓶洗瓶機是工藝先進洗瓶設備。
1.雙端進出瓶洗瓶機簡介
1.1雙端進出瓶洗瓶機主要組成及作用
雙端進出瓶洗瓶機主要由進瓶平臺、進瓶機構、箱體、輸瓶鏈盒、出瓶機構、出瓶平臺組成。
箱體由五部分組成，預噴淋槽、預浸泡槽、堿液浸泡槽Ⅰ、Ⅱ、熱水浸泡槽、熱水槽和溫水槽。
進瓶機構是將進瓶平臺上的瓶子送入瓶盒中去，其過程是將垂直的瓶子送入到水平的瓶盒中去。旋轉部件每旋轉180°時，瓶子就進給一次，將一排瓶子送入瓶盒，瓶盒架帶動瓶盒對瓶子進行清洗。
瓶子從進瓶臺進入后就進入預加熱區，為了防止瓶內殘留飲料殘渣污染下游處理面過大，首先將瓶內倒空，排出機外。由內噴淋和外噴淋系統構成的噴洗系統，預加熱和預清洗瓶及瓶盒架。
堿液槽主要是對瓶子浸泡，是瓶子上的污漬溶解，達到清洗的目的，瓶子在堿液槽中盡可能的浸泡時間長。堿液對瓶子污漬的清洗主要取決于堿液的溫度、堿液的濃度、瓶子的浸泡時間，瓶子的浸泡時間由洗瓶機的清洗周期決定。瓶盒載著瓶子進入堿Ⅰ槽后，經過兩道固定噴淋管的噴淋，使瓶子底部及外側的標紙及污物逐漸脫落。同樣進入堿Ⅱ槽進行浸泡和噴淋，經過兩組固定噴淋管噴淋后，使瓶子上的污物及標紙徹底脫落。除標裝置，使瓶子的標紙能徹底脫落和帶出。
熱水浸泡和噴淋是瓶子和瓶盒架從堿液槽Ⅱ出來，進入熱水浸泡槽中充分浸泡稀釋，進行熱水噴淋，熱水噴淋處有一組固定噴淋和三組旋轉跟蹤噴淋，熱水槽外連接有過濾箱，防止水中的雜質堵塞噴淋管。
瓶盒經過溫水噴淋，共三組旋轉跟蹤噴淋對瓶子及瓶盒進行噴淋 。溫水噴淋槽外連接有過濾箱，防止水中的雜質堵塞噴淋管。
無菌水沖洗，它由一組固定噴管和兩組旋轉跟蹤噴管組成。無菌水直接來自機器外部。經噴淋后溢流至溫水槽、熱水槽、熱水浸泡槽。
出瓶機構是通過出瓶推盤來完成的，同時接瓶板有一個擺動，將瓶子送到出瓶推盤上。出瓶推盤的運動和進瓶機構一樣。推盤在接瓶子的時候有一個短暫的停頓，提高接瓶子的可靠性，不會發生故障。出瓶推盤旋轉一周，接兩次瓶子，出瓶時推盤的旋轉速度就很慢，因此出瓶比較安全、可靠，出瓶推盤將瓶子接放到出瓶平臺上，出瓶輸送帶就將瓶子送出。
1.2洗瓶工藝
洗瓶工藝為待清洗的瓶子通過進瓶輸送帶，傳送給進瓶平臺，進瓶平臺上的隔板，將瓶子分為若干排進給到旋轉的進瓶推盤上，進瓶推盤將瓶子逐個推入到瓶盒架上的瓶盒中，由瓶盒架將待清洗的瓶子送入到箱體中，進行連續不斷的多級浸泡、噴淋。
裝在瓶盒中的待清洗的瓶子隨著鏈道首先經過預熱浸泡，再經過預熱噴淋，進入堿液浸泡槽Ⅰ、Ⅱ使瓶子在堿液中充分浸泡及堿液的噴淋，再經過熱水浸泡槽，使瓶盒架及瓶子上的堿液得到稀釋，依次再經過熱水、溫水、清水的噴沖，使瓶子成為符合無菌灌裝生產線要求的干凈瓶子。同時兩個堿液浸泡槽的外側都分別裝有一個除標裝置，分別清除兩個堿液浸泡槽中的瓶子的廢標及雜物。
這些被沖干凈的瓶子通過出瓶裝置上的旋轉出瓶推盤，將瓶子從瓶盒內卸到出瓶鏈道上，經過輸送鏈輸送到下道工序。
2.傳動系統的控制
2.1傳動系統的組成和控制方案
雙端式洗瓶機的傳動系統包括主驅動系統、進瓶輸送機構與進瓶輸送鏈道、出瓶輸送機構與出瓶輸送鏈三大部分組成，如圖1所示。雙端式洗瓶機要求瓶子在機器內有足夠的停留時間，傳動系統的協調運行，保證瓶子的進出平穩過度，瓶子在箱體內充分完成內外噴沖、浸泡，達到洗瓶效果，傳動系統的控制是洗瓶機控制系統主要部分之一。
主驅動由電機M1、M3、M4、M5、M6、M7組成，M7作為主電機，M1、M3、M4、M5、M6作為從電機進行變頻同步運行。進瓶輸送機構由伺服驅動電機M8完成，按照一定的運行曲線以電機M7為主電機同步運行，滿足進瓶需要。出瓶輸送機構由伺服驅動電機M2完成，按照一定的運行曲線以電機M7為主電機同步運行，滿足出瓶需要，其控制原理簡圖如圖2所示。
2.2主驅動控制系統
主驅動控制系統是由人機界面、PLC、電機M7、M6、M5、M4、M3、M1以及它們的變頻器和一些檢測元件組成。從圖2的控制系統原理圖可以看出，電機M6、M5、M4、M3、M1是電機M7的從電機，隨著M7的運行而運行，同步數據通過系統總線傳輸電機M6等

的變頻器，通過旋轉編碼器，將電機的運行情況反饋給變頻器。為了降低控制成本，電機M6等不選用總線模塊，控制參數事先調試好，不受PLC的控制，無須從人機界面上進行修改。PLC通過PROFIBUS-DP總線控制主電機M7，操作人員可通過人機界面對

M7的控制參數進行修改，如電機的運行速度等。每一個傳動驅動中，裝有超載離合器、接近檢測開關，監控驅動系統的正常運行。
2.3進出瓶機構的控制
進瓶機構的控制是控制電機M8的運行，將垂直放在輸瓶平臺上待清洗的瓶子送入水平的洗瓶鏈盒中去，進行清洗。控制原理如圖2所示，電機M8與主電機M7按照圖3所示的運行曲線同步運行，在一個運行周期內，輸瓶推盤慢速將瓶子從輸瓶平臺上拾起，快速在軌道上運行，慢速送入輸瓶鏈的瓶盒中。電機M8采用伺服驅動電機，它的參數設置可以預先設置，也可以利用人機界面、PLC通過PROFIBUS-DP總線進行參數修改。
出瓶機構的控制是控制電機M2的運行，將放在水平的洗瓶鏈盒上已清洗的瓶子放在垂直的輸瓶平臺上。控制原理如圖2所示，電機

M2與主電機M7按照圖3所示的運行曲線同步運行，在一個運行周期內，瓶子慢速從輸瓶鏈盒退出到出瓶推盤上，快速在軌道上運行，慢速放到輸瓶平臺上。電機M2采用伺服驅動電機，它的參數設置可以預先設置，也可以利用人機界面、PLC通過PROFIBUS-DP總線進行參數修改。
從圖3可以看出，進出瓶機構同輸瓶鏈盒同步點不同，降底了鏈盒與進出瓶機構的機械同步的調試難度，簡化進出瓶機構的機械設計。
3.堿液槽的控制
3.1堿液槽控制系統的組成
雙端進出瓶洗瓶機有兩個堿液槽，保證洗瓶過程中瓶子在堿液槽有足夠的浸泡和噴淋沖洗時間，除去瓶子的內外污垢。堿液槽控制系統的主要由堿液泵、出標過濾泵、堿液槽液位、堿液濃度和堿液溫度控制等組成。如圖4所示，堿液槽控制是洗瓶機控制系統的主要組成