嵌入式工控電腦在液體灌裝機中的應(yīng)用
作者：吳洋
液體灌裝機廣泛應(yīng)用于食品，飲料，化工，醫(yī)藥等行業(yè)，是目前應(yīng)用非常廣泛的包裝機械之一。運行穩(wěn)定性，維護的方便性，灌裝的精度、速度是衡量灌裝機控制系統(tǒng)好壞的重要性能指標。本文研究的是一臺用于多數(shù)普通流體的4灌頭的液體灌裝機。
灌裝機的動作要求
此灌裝機有4個并行的計量缸．分別連接4個灌裝頭，通過主油缸的往復(fù)運動，吸人定璉的液體，然后注入待裝的容器中。在此過程中，需要及時地在主油缸換向時，切換一個3通閥，改變液體的流向。而且，在注入過程中．為加快灌裝速度又不致使液體溢出，當灌裝到滿瓶的90％ 時，要開啟一個串接在注入通路中的節(jié)流閥，使注入的流量顯著減小。然后，已裝灌完畢的容器將順序移出，新的空容器順次移人，在此過程中，要準確和及時地控制安裝在容器人口和出口的阻攔板，保證每歡只移人和移出4個容器，同時要確保不管使用哪種形狀的容器，4個灌裝頭都恰好能與容器的瓶口完全吻合，否則輸出報警信號，而且在故障未排除之前，不讓灌裝繼續(xù)進行。 最后，灌裝頭在容器到位后應(yīng)能準確下移，使灌裝頭插入瓶口，灌裝完畢，灌裝頭應(yīng)迅速上移，使容器能順利移出。

根據(jù)控制需求確定I/O點列表
開關(guān)量輸入 開關(guān)量輸出
DI1 罐裝頭上到位傳感器 DO1 驅(qū)動傳送電機
DI2 罐裝頭下到位傳感器 DO2 換向電磁閥
DI3 容器計數(shù)傳感器 DO3 節(jié)流電磁閥
DI4 計量缸灌滿傳感器 DO4 阻擋閥（1）
DI5 計量缸90%滿傳感器 DO5 阻擋閥（2）
DI6 計量到位傳感器 DO6 灌頭升降電磁閥
DI7 容器到位傳感器1 DO7 計量缸電磁閥
DI8 容器到位傳感器2 DO8 報警
DI9 容器到位傳感器3
DI10 容器到傳感器4
DI11 急停報警

系統(tǒng)設(shè)計
系統(tǒng)采用一臺北京凱控科技有限公司生產(chǎn)的CKT-S5730嵌入式觸摸屏工控電腦。北京凱控科技有限公司是一家專業(yè)的控制設(shè)備研發(fā)及制造以及控制方案供應(yīng)商。公司的自主研發(fā)的系列“嵌入式觸摸屏工控電腦”，采用嵌入式系統(tǒng)，組態(tài)軟件等先進技術(shù)，自帶IO和模擬量輸入，具有行業(yè)領(lǐng)先，技術(shù)領(lǐng)先，性價比領(lǐng)先等特點，可滿足不同行業(yè)的各種控制需求。
CKT-S5730是由一個PAC控制器和一塊5.7寸的彩色LCD觸摸屏及觸摸屏組成。基于PAC思想設(shè)計的控制器比PLC有更高速的運算能力，也具有比IPC更好的穩(wěn)定性。所以說PAC控制器既有PLC的穩(wěn)定性又有IPC的高速數(shù)據(jù)綜合處理能力，是未來控制發(fā)展的一個方向。CKT-S5730自帶的5.7寸LCD觸摸屏不但方便了人機交互，而且大大降低了設(shè)備成本，其價格僅僅相當于PLC加人機界面的一半。CKT-S5730還自帶16路的開關(guān)量輸入輸出接口和8路的模擬量輸入輸出接口，以及一個RS232接口一個RS485接口，還有一個10M的以太網(wǎng)接口，可以通過網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控。
系統(tǒng)通過5.7寸LCD觸摸屏來實現(xiàn)對系統(tǒng)的運行狀況的監(jiān)控，以及對各項參數(shù)的修改，如系統(tǒng)運行時間，包裝數(shù)量等等。系統(tǒng)共有四個功能窗口，運行窗口有試機，開機，停機功能按鈕，并可以實時監(jiān)控系統(tǒng)運行狀況。統(tǒng)計窗口內(nèi)有三個子窗口，分別顯示系統(tǒng)運行的基本數(shù)據(jù)指標、系統(tǒng)的詳細運行數(shù)據(jù)和歷史操作，以及所有輸入輸出點的狀態(tài)。鏈接窗口可以實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡(luò)接入功能，通過遠程接入功能可以在辦公室里或者家里實時監(jiān)控系統(tǒng)運行狀況或及時的排除系統(tǒng)的故障。幫助窗口提供了操作包裝機的使用說明以及各種故障的排除辦法。
運行窗口

圖1
運行窗口是整個系統(tǒng)默認的的主窗口，其它窗口可以從運行窗口直接進入。運行窗口有點動，啟動，停機三個操作按鈕。點動按鈕的功能是在機器開機正式運行前，按點動按鈕來檢測系統(tǒng)是否正常運行，有無故障。如果出現(xiàn)故障在下面的狀態(tài)欄里會顯示故障所在位置。如果沒有故障，可以按啟動按鈕啟動整臺機器工作。停機按鈕的作用是當系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況時，可以按此按鈕強制停機，以減少損失。運行窗口右側(cè)有兩個基本設(shè)定框和一個計數(shù)顯示框，用來對本次運行時間或者灌裝數(shù)量進行設(shè)定以及對當前灌裝數(shù)量實時顯示。
統(tǒng)計窗口

圖2
統(tǒng)計窗口下有三個子窗口，統(tǒng)計，詳細和I/O列表。統(tǒng)計窗口顯示基本的運行信息，包括當前計數(shù)，累計總數(shù)，本次運行時間，累計運行時間四個運行基本數(shù)據(jù)。并有清零按鈕可以清除原數(shù)據(jù)。詳細窗口中詳細的記錄了每日的工作信息，保存所有歷史動作的信息，并能夠支持連接打印機打印數(shù)據(jù)表格。I/O列表窗口列出所有輸入輸出點的信息和工作狀態(tài)，可以幫助操作員更好的了解設(shè)備運行情況。

鏈接窗口

圖3
連接窗口可以實現(xiàn)系統(tǒng)與遠程計算機的連接，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和遠程維護。網(wǎng)絡(luò)連接功能是PAC區(qū)別于PLC的一項高級功能，PLC無法實現(xiàn)的功能在PAC系統(tǒng)中可以輕松實現(xiàn)。遠程維護可以大量節(jié)省維護費用，從而為企業(yè)節(jié)約可觀的維護成本。提高競爭力。
結(jié)束語
應(yīng)用凱控公司的CKT-S5730嵌入式工控電腦的多頭液體灌裝機在應(yīng)用中完全達到設(shè)計要求，運行穩(wěn)定，故障率低，罐裝精度高，維護方便。眾多PLC不具有的功能和優(yōu)勢，使得凱控公司的嵌入式工控電腦是理想的PLC控制液體灌裝機升級換代方案。