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科姆龍KV2000變頻器在包裝機(jī)上的應(yīng)用

http://mamafrist.com 2015年09月19日        

1.引言

    方便面是世界上列在面包之后的第二大加工食品,我國(guó)是全球方便面第一產(chǎn)銷大國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)現(xiàn)有方便面生產(chǎn)線近三千條左右,年生產(chǎn)能力190億包,銷售額222億元人民幣,在產(chǎn)量和銷售額上保持著高于30%以上的增長(zhǎng),遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國(guó)食品工業(yè)20.6%的平均增長(zhǎng)水平。資料表明,隨著人們膳食結(jié)構(gòu)的調(diào)整和飲食習(xí)慣的改變,及我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,給食品包裝機(jī)械行業(yè)帶來了良好的機(jī)遇,促進(jìn)了食品加工業(yè)的快速發(fā)展,需要大量高品質(zhì)的食品包裝機(jī)械,食品機(jī)械最終作用在于提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品多樣化。

    2.油炸方便面生產(chǎn)流程

    油炸方便面生產(chǎn)流程:

    原料攪拌、混合→熟化→復(fù)合壓片→連續(xù)壓片→切條波紋、成形→蒸煮糊化→初冷→切斷→折疊→分排→著味→油炸脫水→冷卻→成品檢驗(yàn)→分袋包裝→成品裝箱。

    本文主要介紹方便面生產(chǎn)線的最后一道工序:分袋包裝的全自動(dòng)枕式包裝機(jī)的工作原理。

    3.食品包裝機(jī)的工作原理

    1)食品包裝機(jī)概述:

    高科技技術(shù)成果的應(yīng)用,使用機(jī)電一體化,操作簡(jiǎn)便化,控制程序化得到完美的體現(xiàn)。枕式全自動(dòng)包裝機(jī)應(yīng)用廣泛,適應(yīng)性強(qiáng),可用于餅干、方便面、糖果、雪糕及其它小食品的包裝,也可用于醫(yī)藥、零部件、紡織、輕化和日用品的包裝。包裝材料的總寬度可達(dá)450mm,包裝尺寸可在長(zhǎng)(95-350)mm,寬(10-140)mm,高(5-70)mm范圍內(nèi)自由選擇。包裝能力為30-200包/分鐘,使用功率:4KW。整機(jī)尺寸:5050×960×1800 mm。

    2)電氣系統(tǒng)的組成:

    電源采用三相五線制(或三相四線制)380V/50Hz供電,消耗功率約為5KW。

    主機(jī)的電氣系統(tǒng)主要由三部分組成,可編程控制器(PLC)和無(wú)速度傳感器矢量變頻器調(diào)速為核心的控制部分及加熱控制部分。

    3)全自動(dòng)枕式工作原理

    a)加熱系統(tǒng)

    系統(tǒng)接通控制柜電源后,即可選擇進(jìn)行加熱。加熱器采用48伏安全電壓,設(shè)定需要的加熱溫度后,一般大約需20分鐘即可達(dá)到設(shè)定的溫度。

    b)運(yùn)行及速度設(shè)定

    可編程控制器根據(jù)操作方式,可選擇手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)行,此時(shí)PLC裝置上的“POWER”及“RUN”指示燈亮。薄膜和包裝物(方便面面塊)調(diào)整完畢后,將操作方式開關(guān)SA2置于“自動(dòng)”位置,將追蹤開關(guān)SA3置于“自動(dòng)”位置,按啟動(dòng)按鈕SB2,縱封電磁鐵YA1吸合,運(yùn)行警報(bào)器通電響約2秒,機(jī)器進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行。

    主機(jī)采用KV2000無(wú)速度傳感器矢量變頻器進(jìn)行調(diào)速。變頻器的操作鍵盤裝在操作控制柜上,調(diào)速的實(shí)現(xiàn)由面板電位器R1設(shè)定運(yùn)行速度。變頻器操作鍵盤上顯示的是電機(jī)的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速Rpm=(120×F057輸出頻率/F052電機(jī)極數(shù))×齒輪比例。出廠時(shí),相關(guān)參數(shù)已經(jīng)設(shè)定好,使用者一般不要修改參數(shù)。

    c)枕式包全自動(dòng)包裝機(jī)的差速機(jī)構(gòu)和袋長(zhǎng)調(diào)整機(jī)械(略)

    d)追蹤系統(tǒng)

    追蹤系統(tǒng)是包裝機(jī)的控制核心,由PLC程序控制(見部分主要PLC追蹤程序),該系統(tǒng)可根據(jù)被包裝物品的形狀和大小精確定位,采用正反向雙向追蹤,進(jìn)一步提高了追蹤精度。對(duì)包裝材料在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的誤差及時(shí)發(fā)現(xiàn),同時(shí)準(zhǔn)確的給予補(bǔ)償和糾正,避免了包裝材料的浪費(fèi)。機(jī)器運(yùn)行后,薄膜標(biāo)記傳感器不斷的在檢測(cè)薄膜標(biāo)記(色標(biāo)),同時(shí)機(jī)械部分的追蹤微動(dòng)開關(guān)檢測(cè)機(jī)械的位置,上述兩種信號(hào)送至PLC,經(jīng)程序運(yùn)算后,由PLC的輸出Y6(正追)、Y12(反追)控制追蹤電機(jī)的正反追蹤。檢測(cè)若在追蹤預(yù)定次數(shù)后仍不能達(dá)到技術(shù)要求,可自動(dòng)停機(jī)待檢,避免廢品的產(chǎn)生; 

    e)食品包裝機(jī)對(duì)變頻器調(diào)速的要求

    食品包裝機(jī)所用傳動(dòng)系統(tǒng)雖然應(yīng)用功能比較簡(jiǎn)單,但對(duì)傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)性能有較高的要求,系統(tǒng)要求較快的動(dòng)態(tài)跟隨性能和高穩(wěn)速精度。因此必須考慮變頻器的動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo),選用高性能變頻器才能滿足要求。

    f)KV2000無(wú)速度傳感器矢量變頻器的特點(diǎn)

    1)應(yīng)用無(wú)速度傳感器矢量控制技術(shù),具有自動(dòng)調(diào)諧功能,自動(dòng)修正頻率,以達(dá)到負(fù)載變動(dòng)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的效果;

    2)具有較高的穩(wěn)速精度和快速動(dòng)態(tài)響應(yīng),能滿足高性能場(chǎng)合的傳動(dòng)控制要求。減少了因傳動(dòng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)省去了速度傳感器,具有較低的維護(hù)成本。

    3)具有功能豐富、性能穩(wěn)定、小型化、低噪音運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。

    g)在KV2000變頻器的外圍線路中,主要分六個(gè)部分組成

    1)直流制動(dòng)電阻端子P+、 DB外接制動(dòng)電阻R0;使系統(tǒng)在停車時(shí),實(shí)現(xiàn)瞬間安全停車;

    2)控制回路輸入端子中,F(xiàn)WD/REV為正/反轉(zhuǎn)信號(hào),其中FWD接收來自PLC的Y0輸出信號(hào),變頻器按設(shè)定頻率正轉(zhuǎn)運(yùn)行;X1、X2、X3、X4、X5、X6為自定義多功能輸入選擇端子,其中X1接收來自PLC程序控制輸出Y1的點(diǎn)動(dòng)信號(hào),變頻器實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行;

    3)頻率給定由安裝在電控柜上的電位器R1進(jìn)行設(shè)定,方便現(xiàn)場(chǎng)操作工根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行調(diào)速;

    4)控制回路輸出端中,TA和TC為變頻器故障輸出端子,當(dāng)變頻器故障時(shí),PLC的輸入信號(hào)COM、X10閉合,程序控制系統(tǒng)報(bào)警及自動(dòng)停車;

    4.結(jié)束語(yǔ)

    枕式食品包裝機(jī)應(yīng)用無(wú)速度傳感器矢量變頻調(diào)速,具有如下的優(yōu)點(diǎn):

    1)簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng),提高了機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和可靠性,降低了機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的噪音,大大延長(zhǎng)了使用壽命和最大限度的降低故障率,減小企業(yè)維修費(fèi)用。

    2)增加產(chǎn)量、降低成本??梢蕴岣呱a(chǎn)技術(shù),使產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)都得到提高,并能有效節(jié)約成本,實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化。

    3)實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)高效、低損耗、自動(dòng)檢測(cè)等多功能。

    4)通過轉(zhuǎn)矩提升、防止失速和再啟動(dòng)等功能,實(shí)現(xiàn)不跳閘運(yùn)行;使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、效率提高。

    參考文獻(xiàn)
【1】KV2000無(wú)速度傳感器矢量變頻器用戶使用說明書
【2】DW-8000全自動(dòng)枕式食品包裝機(jī)使用手冊(cè)
【3】MITSUBISHI可編程控制器編程手冊(cè)
【4】TOKYO MENKI包裝機(jī)使用手冊(cè)

   作者簡(jiǎn)介:
   聶輝:男,福建國(guó)防工業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè),長(zhǎng)期于變頻器與傳動(dòng)領(lǐng)域工作,曾親自參與了枕式全自動(dòng)包裝機(jī)的系統(tǒng)改造。 


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