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。利来国标娱乐官网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
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,利来国标娱乐官网在手动方式下,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:
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,利来国标娱乐官网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。