酒廠灌裝機(jī)改進(jìn)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

羅志輝

（廣東省九江酒廠有限公司，佛山528000）

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酒廠灌裝機(jī)改進(jìn)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

羅志輝

（廣東省九江酒廠有限公司，佛山528000）

摘要：筆者結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對酒廠傳統(tǒng)灌裝機(jī)進(jìn)行改造，改造后的灌裝機(jī)可以保障產(chǎn)品質(zhì)量，同時更加節(jié)能環(huán)保，此外，還能大大提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：酒廠灌裝機(jī)改進(jìn)方案

隨著智能機(jī)械產(chǎn)品的問世，生產(chǎn)效率隨之大大加，對于啤酒、白酒、葡萄酒等各類酒產(chǎn)品的生產(chǎn)也是如此，帶來了很大的進(jìn)步。因此，這就要求酒廠的灌裝設(shè)備也要隨之改進(jìn)，以期配合其他設(shè)備，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下提高生產(chǎn)效率。酒廠灌裝機(jī)設(shè)備的選擇，并非盲目跟隨其他先進(jìn)酒廠的設(shè)備情況，而是需要根據(jù)所產(chǎn)品的特性，進(jìn)行合適灌裝設(shè)備的選擇。

1 傳統(tǒng)灌裝機(jī)的缺陷

首先，傳統(tǒng)灌裝機(jī)的電氣控制部分，主要采用單電機(jī)手動啟停，這種傳統(tǒng)的方式存在著有諸多的缺點(diǎn)，特別是如果生產(chǎn)線中有設(shè)備出現(xiàn)故障時，不能在第一時間就把應(yīng)該停止的電機(jī)停止，因此導(dǎo)致了電能的大大浪費(fèi)，加大了不必要的能耗，增加了生產(chǎn)成本；在另一方面而言，當(dāng)整線重新啟動的時候，灌裝機(jī)反而不能及時形成自動灌裝，如此導(dǎo)致了浪費(fèi)和損失。

傳統(tǒng)的灌裝機(jī)對貯液缸內(nèi)液位的高度的控制，主要是通過浮子式液位控制器。所用的送料方式是間歇送料方式，這就導(dǎo)致了送料與灌裝出料實(shí)時性無法保證。在工作原理方面，這種浮子式液位控制器的控制原來是通過跟隨酒液位高度的改變從而其改變行程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制送料閥的開或者閉。但是，浮子式液位控制器在一方面是受到酒浮力的作用，另一方面也會在運(yùn)行過程中受到供酒管中流出液料的沖力，這就使得使液面的波動幅度超過精確灌裝的要求，導(dǎo)致超量或不足量。液面高度的變化，會造成灌裝液面與瓶液面高度差，導(dǎo)致液體流動壓力與流速的輕微變化，對于有灌裝精度要求的負(fù)壓等液面灌裝，影響較大。

由于貯液缸具有屬于密閉容器的特點(diǎn)，目前先進(jìn)的液位控制通過壓力變送器和過程控制器來實(shí)現(xiàn)。此外，主要還包括使用阻液閥組成的系統(tǒng)對液位進(jìn)行控制，因此使得測量更加精確、精度的控制更好、反應(yīng)速度更快等。然而，由于這種系統(tǒng)受貯液缸內(nèi)壓力影響很大，如果缸內(nèi)壓力如果很高，那么液位就會很低，液體容量就達(dá)不到灌裝的要求。反之，如果壓力很低，就會出現(xiàn)滿缸的狀況，同樣不能灌裝。因此，急需找到一種控制方便，高效的液位控制方法。

傳統(tǒng)的灌裝過程的控制主要是使用的繼電器，但是繼電器的響應(yīng)時間長，同時繼電器在使用的過程中還很容易出現(xiàn)各類故障，這就嚴(yán)重影響了生產(chǎn)進(jìn)度。目前PLC可編程控制器由于具有響應(yīng)時間短，容易控制等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中越來越受到重視，也在很多實(shí)際生產(chǎn)中得到了實(shí)際的應(yīng)用，在將可能會有廣闊的發(fā)展前景，取代傳統(tǒng)的控制方式，從而發(fā)揮其節(jié)約能源，智能，高效的特點(diǎn)。

2 灌裝機(jī)改進(jìn)方案

（1）自動停止部分的改進(jìn)。當(dāng)機(jī)器出口的滿瓶檢測開關(guān)通過監(jiān)測信號發(fā)現(xiàn)堵瓶的情況下，這時會自動止瓶，瓶子被完全送出后，主電機(jī)會進(jìn)行自動地減速，同時PLC開始檢測瓶位檢測接近開關(guān)信號，其中，每個瓶位都會對應(yīng)一個脈沖信號，如果將計(jì)數(shù)器1設(shè)定為600個脈沖，那么當(dāng)有60個灌裝頭，主運(yùn)行延時到停止，計(jì)數(shù)器1常開信號通過接通真空泵使得停定時器被延時，可以設(shè)定真空泵在延時100s實(shí)現(xiàn)自動的停止，以上狀態(tài)也可以在入口缺瓶時實(shí)現(xiàn)；相應(yīng)的自動啟動部分是當(dāng)出口的出口堵塞信號被滿瓶檢測開關(guān)解除或入口瓶位檢測開關(guān)檢測到有瓶滿時，真空泵會被自動開啟，主運(yùn)行在延時2秒后也隨之啟動，止瓶器被打開進(jìn)瓶過程開始，進(jìn)行自動灌裝。這種方式一方面實(shí)現(xiàn)了原設(shè)備對各項(xiàng)設(shè)計(jì)工藝的各方面要求，同時也可以節(jié)約實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)，更加節(jié)能，符合當(dāng)前倡導(dǎo)的節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。

（2）液缸內(nèi)液位控制的改進(jìn)。被控對象是貯液缸內(nèi)液位的高低，傳感器將液位高度經(jīng)液位轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枺娦盘栍蒔LC控制器接收。再通過模擬量輸入模塊轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以識別的數(shù)字量，由程序比較給定的液位和測量實(shí)際值，通過監(jiān)測偏差大小，校正量根據(jù)PID調(diào)節(jié)規(guī)律得出，送酒閥的開度的控制通過模擬量輸出模塊的輸出作用轉(zhuǎn)化成電壓信號實(shí)現(xiàn)，避免貯液缸內(nèi)液位誤差。控制程序流程圖如圖1所示。

（3）灌裝機(jī)單室結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。對于白酒的灌裝，其主要灌裝工藝主要考察兩方面：真空量和流速。這是因?yàn)樵诠嘌b期間，如果過高的真空量與液體流動，會和產(chǎn)品中的某些物質(zhì)相結(jié)合發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致部分酒的風(fēng)味成份被氣化，濃度減低，使酒的風(fēng)味被改變，影響產(chǎn)品的口感和品質(zhì)，更為嚴(yán)重的情況下還會發(fā)生產(chǎn)品變質(zhì)，因此控制真空量和流速非常重要。而且，酒度越高，風(fēng)味物質(zhì)的揮發(fā)越易。從生產(chǎn)實(shí)際上，越是酒度高的產(chǎn)品，越要考慮真空量和流速，否則長時間運(yùn)行，會導(dǎo)致灌裝后的產(chǎn)品與留樣產(chǎn)品的口感與風(fēng)味都出現(xiàn)明顯的不同。真空量和流速的控制，對于白酒口感與風(fēng)味非常重要。

圖1 控制流程圖

此外，穩(wěn)定的壓力和溫度對灌裝而言也是十分重要的，穩(wěn)定的壓力和溫度可以避免引起沖擊而形成渦流。壓力與溫度穩(wěn)定性受機(jī)械設(shè)備振動、瓶壁的較高溫度等因素影響，取等壓灌裝的實(shí)際操作壓力應(yīng)略高于理論計(jì)算值。

灌裝過程中，還應(yīng)該盡量避免酒和空氣接觸，要消除瓶頸殘留空氣的影響。所以，在灌裝結(jié)束后，很多生產(chǎn)線上還包括使用惰性氣體置換瓶頸空氣的生產(chǎn)工序，或者在灌裝剛一結(jié)束時用敲擊法或高壓無菌水沖擊法致使產(chǎn)生起爆，以驅(qū)逐瓶頸空氣，緊接著即進(jìn)行壓蓋封口。

（4）回流空氣管的使用。為保證灌裝操作的穩(wěn)定性，使用回流空氣管，真空、預(yù)壓、灌裝、加壓等工序通過電氣動控制。主缸和雙重波紋管閥門可以根據(jù)需要自行控制，調(diào)節(jié)時不受灌裝速度的制約。從而使各種產(chǎn)品可以完成調(diào)配組合?；亓骺諝夤艿目讖酱笮?，對于液面控制有較大的影響。孔徑過大，會導(dǎo)致液體無法形成真空負(fù)壓力，液體無法會到真空氣區(qū)，導(dǎo)致灌裝時，液面不均勻，高低不平，影響外觀。

（5）采用觸屏軟件控制。采用菜單形式編制控制程序。運(yùn)行、暫停、結(jié)束、復(fù)位都屬于自動功能。運(yùn)動部件的進(jìn)、退、起、停等都屬于手動功能包括。利用WINcc組態(tài)軟件中的交替性按鈕功能編程。對某運(yùn)動部件的進(jìn)退控制是在按鈕按抬起、下時分別對PLC相應(yīng)的中間繼電器置位來實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)速、計(jì)數(shù)值等參數(shù)可以按用戶的需求任意設(shè)定,監(jiān)視參數(shù)的上限進(jìn)行,在超出限制時會報(bào)警。系統(tǒng)的各個器件狀態(tài)通過監(jiān)視系統(tǒng)得到監(jiān)視。當(dāng)出現(xiàn)某些異常狀態(tài)，可以進(jìn)行斷電保護(hù)，并且報(bào)警提示。

圖2 程序控制圖

3 結(jié)束語

創(chuàng)新推動發(fā)展，在酒產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中也應(yīng)如此。應(yīng)該將傳統(tǒng)技術(shù)與新型智能控制設(shè)備相結(jié)合，將智能生產(chǎn)的概念真正落實(shí)到實(shí)際生產(chǎn)中，本文結(jié)合目前傳統(tǒng)酒廠所采用灌裝機(jī)的缺點(diǎn)和不足，結(jié)合目前先進(jìn)的智能控制技術(shù)對酒廠灌裝機(jī)提出了改進(jìn)措施方案，以期為智能灌裝設(shè)備的開發(fā)提供一定的參考，使產(chǎn)品的生產(chǎn)更加方便、快捷，同時提高產(chǎn)品的灌裝精度，保證酒產(chǎn)品灌裝生產(chǎn)線平穩(wěn)、有效地運(yùn)行，為酒廠的高效生產(chǎn)提供一定的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

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Improved Design and Implementation of Winery Filling Machine Programs

LUO Zhihui
（Jiujiang Winery Ltd. Guangdong Province,Foshan 528000）

Abstract:Combined with the actual production experience, wineries traditional filling machine was transformed. Filling machine can guarantee product quality after transformation; meanwhile it is more energy-saving and good for environmental protection, in addition, which can greatly improve production efficiency.

Key words:winery, filling machines, improvement program