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PLC自动化物料输送系统介绍

       

真空上料机图

上图为真空上料机

比如,一个客户要求在滑轨上填充多个滚筒,同时自动控制填充每个容器中的重量。第一步是确定项目目标和挑战。从那里开始,定制材料处理解决方案在发运到最终用户之前就已经开发,制造并经过全面测试。

 

项目目标

1.独立于材料密度,最大化每个滚筒中的材料数量

2.捕获单个容器重量以及总毛重,净重和皮重

3.将重量数据准确传输至操作员HMI和监控系统,以便进行质量控制

4.将所有料桶均匀地装入共同的目标重量

5.在整个过程中取出原料样品

6.设计系统使其能够灌装其他容器同一台机器

7.设计人机界面和控制系统用户友好和简单

8.最大限度地减少设备的占地空间

 

挑战

 

1.变化的材料特性使得确定和优化致密化和流动参数变得困难。

2.自动确定在没有操作员介入的情况下将有多少材料装入滚筒。

3.材料密度差别很大,因此最大重量会有很大差异。

4.设备空间有限。

5.设备清洁需要简单快捷,以便更换产品。

6.需要垂直输送引入加油站的物料。

7.简化操作界面和控制系统

 

为了满足项目的要求,系统组件包括:一台振动式螺旋升降机; 定制的灌装和产品分配站; 振动平台; 称重传感器系统; 一个激光水平传感器; 一个定制的采样系统; 和一个综合控制系统。

 

振动式螺旋升降机能够执行垂直输送物料的任务。它将物料从破碎机的出料口垂直移动10英尺到达桶式灌装机的入口。使用螺旋升降机是使这个项目成为可行的关键。使用螺旋升降机还为清洁挑战提供了另一种解决方案,因为它本质上简单且快速清洁。由于输送路径中没有移动部件,因此通过简单地擦拭螺旋内部来完成清洁。此外,由于振动式螺旋升降机几乎没有移动部件,因此它提供了一个低成本维护的解决方案,这是一个主要优点。

 

确定可以包装在滚筒中的最大材料量需要使用两个设备:一个用于测量滚筒中材料深度的设备和一个用于量化测量的称重设备。激光器被用作产品深度的测量装置。激光器发送反馈给PLC,计算鼓中的材料深度。监测重量并用于开始致密化循环。在开始致密化循环之后,监测材料的水平直到达到预定的目标水平。达到这个水平后,停止向滚筒输送物料。通过一个PLC信号停止物料流动,该信号关闭了缓冲料斗下方系统内置的整体产品阀门。在完成第一个滚筒的填充之后,滚筒中的重量被记录并通过以太网传送到PLC。这个数值然后成为滑橇上其余滚筒的“目标”重量。信息也在操作员HMI上可见。在一段时间内,物料流被暂停,灌装头旋转到下一个滚筒上方的位置。假设振料斗永远不会发出高电平状态,上游过程不会停止或暂停。如果缓冲料斗确实达到高水平状态,则信号将被发送到上游设备,要求其暂停。滚筒上的其余滚筒的填充将继续,直到所有的滚筒都满了。信息也在操作员HMI上可见。在一段时间内,物料流被暂停,灌装头旋转到下一个滚筒上方的位置。假设振料斗永远不会发出高电平状态,上游过程不会停止或暂停。如果缓冲料斗确实达到高水平状态,则信号将被发送到上游设备,要求其暂停。鼓上的其余滚筒的填充将继续,直到所有的滚筒都满了。信息也在操作员HMI上可见。在一段时间内,物料流被暂停,灌装头旋转到下一个滚筒上方的位置。假设振料斗永远不会发出高电平状态,上游过程不会停止或暂停。如果缓冲料斗确实达到高水平状态,则信号将被发送到上游设备,要求其暂停。滚筒上的其余鼓的填充将继续,直到所有的鼓都满了。如果缓冲料斗确实达到高水平状态,则信号将被发送到上游设备,要求其暂停。滚筒上的其余鼓的填充将继续,直到所有的鼓都满了。如果缓冲料斗确实达到高水平状态,则信号将被发送到上游设备,要求其暂停。滚筒上的其余滚筒的填充将继续,直到所有的滚筒都满了。

 

为了最大限度地提高包装在每个滚筒中的产品的重量,振动平台被整合到系统中。振动平台使系统能够将更多材料包装到容器中,而不会产生任何动态力。振动平台的作用有两个方面:1.它产生的力使材料的自然固定角变平,从而在材料可以占用的滚筒中留下更多的自由板空间; 2.动态移动形状不均匀的材料,直到发生颗粒的互锁,这填充了包装中的空隙并使产品的填充密度最大化。

 

为了成功利用这些机会,必须进行测试以确定最大化被填充产品的致密化所需的最佳频率,G等级和行程。这两件事的结合导致在每个滚筒中放置尽可能多的材料。这样做的好处是降低了包装和运输成本。

 

系统称重使用带有以太网启用智能称重指示器的四个称重传感器系统完成。这些部件经过选择和修改,可以在振动致密化系统上工作。通过组合适当的组件,系统能够同时进行称量,填充和密化。

 

采样系统被集成到机器中,以根据预编程的时间间隔自动采样物料。该系统还允许操作员控制根据需要采取随机抽样。定制设计的采样系统收集样品并将样品放入选择的容器中。

 

为了将所有这些组件集成在一起,设计了一个定制控制系统。这个系统必须是用户友好的,并且具有控制能力以在不中断或可观的停机时间的情况下操作系统。为了做到这一点,使用了PLC和触摸屏HMI。这种配置减少了现场布线的数量,并根据需要灵活地修改操作。主要的操作界面是彩色触摸屏人机界面,它提供了一种与系统交互的简单方法,同时在操作过程中的任何时间对机器正在进行的操作进行目测计算。

 

这个系统主要是为容器填充而设计的。因此,它也能够安装必要的控制系统,自动功能和操作员输入,以在同一台机器上填充多个容器。它能够填充盒子,手提袋和不同形状的鼓。集成到系统中的自动化水平为终端用户提供了在不浪费软件或硬件更改的情况下将容器添加到流程的最大灵活性。

 

按照设计,该系统最大限度地提高了灌装站的灵活性,并最大限度地减少了特定批量所需的容器数量,同时将占地面积缩小到这类设备所需的最小空间。该系统可以适应许多不同的产品类型,也可提供食品级单位。

       
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