颗粒剂小袋包装机控制系统改进

颗粒小袋包装设备有多通道高速机和单通道小型机两种,高速包装机生产速度可达 700 包/分钟以上,生产效率高,但占地面积大,价格昂贵,是企业实现规模的主要生产设备。小型包装机生产速度一般在 60~80 包/分钟,产能相对不高,但价格低廉,占地面积小,操作方便。基于厂房场地、购置周期、资金、生产组织等方面的因素,小、快、灵的单通道小袋包装机成为众多生产企业必不可少的生产设备。

颗粒包装机

单通道小袋颗粒包装机经合格培训后每人可操作 2 台设备,在保证设备台数的基础上亦能保证足够的产品供给。通过对单通道小袋包装机进行技术改进,大大提高了设备运行效率,提高了产量,取得了明显的经济效益,为企业生产经营发展做出贡献。

板蓝根冲剂

(代表颗粒样品:板蓝根冲剂,还可以包装各种类似颗粒)

1单通道包装机原理及存在问题

单通道的小袋包装机是连续式的生产设备,结构简单,操作方便。包装速度、制袋长度和物料充填量在额定的范围内无级可调,物料填充量是根据物料的容积进行设计的,也就是容积式的填充原理实现填充。主传动机构由主电机提供动力源,通过皮带传送到减速器驱动主传动轴,再传送到不同的功能部件以实现包装功能。包装机速度的调整是通过调速机构进行的,调速机构安装在减速机的主传动皮带轮上,调速机构是通过调节调速器的手柄,使主、从动皮带轮的直径比产生变化,得出不同的转速,即可改变包装机的速度。从上可知,包装机的调速的前提条件是必须停机操作。打开机器的机箱安全门,松开调速盘的紧固螺母,调节中间的调速螺杆,顺时针旋动将速度加快,反之则减慢,调整完毕后,锁紧紧固螺母。至此,调整速度完毕。因此运行调整阶段需要不断的停开机,不断的操作来达到稳定的操作运行速度。因此,颗粒剂单通道小袋包装机的无级调速存在操作上不方便的问题,具体表现在:

(1)每次调速必须停开机,效率降低,调整麻烦;
(2)调节期间对热封温度、包材连续运行等都存在影响;
(3)浪费包装材料及操作时间。

2改进措施

2.1改进原理及可行分析

由于无级调速不方便,生产效率低下,而现在的变频调速技术已经发展得很成熟,可将其无级调速改进为变频调速。变频调速具有如下好处:
(1)变频调速不需要停机进行速度的调整,可在运行状态下直接进行调整。对调整的效果等都有直接的好处。起动和停止平稳,调速范围大;
(2)变频节能的效果得到体现。需要单台的颗粒包装机节能的数值是很有限,但台数的增加和长年累月的运行,数据也会变得很可观;
(3)变频器具有功率因素补偿节能的作用,电动机具有电感的作用,会引起功率因数的下降,使用变频器后,由于变频器内部滤波电容的作用,可有效提高功率因素,从而减少无功损耗,增加电网的有功功率;

(4)工作可靠,能长期稳定运行。变频器的调速原理如下式所示:

n=60F(1-S)/P (1)

式中:n-异步电动机的转速;F-异步电动机的频率;S-电动机转差率;P-电动机极对数。

从式(1)可知,转速 n 与频率 f 成正比,只要改变频率 f 即可改变电动机的转速,当频率 f 在 0~50 Hz 的范围内变化时,电动机的转速调节范围将会非常宽,变频调速的就是通过改变电动机的输入电源频率实现速度调节的。因此,从以上分析可知,把颗粒剂单通道小袋包装机的无级调速改造为变频调速从原理上是完全可行的。从电路控制、电动机的控制而言,国内使用变频器已经越来越普遍,变频器的价格近年来也大幅下降,改造的成本也在降低。本次改造主要的投入为变频器,对板蓝根颗粒生产而言,改造的成本可在短时间内回收。改造的回收期短,对提高设备效率,设备运行等都具有良好的效果,因此改造是可行的。根据系统中信息分布的原则,信息分层存储的目标、用途,结合企业实际情况,分层配备服务器。

2.2 改造元件准备

包括:变频器一台,型号:YTBT5;电位器 4.7K 一只;导线若干。

2.3 改造过程

改造前的电路如图 1 所示。

图1

(1)将原机交流接触器 28、29、210 端子分别接入变频器的电源输入端 R、S、T,将输出端 211、212、213 接入变频器 U、V、W 端。
(2)利用原主电机交流接触器的主触点及操作面板中的启动停止键,将变频器的控制线路 FWD 及 COM 点接入交流接触器的主触点上,实现主电机的开停控制。
(3)利用 4.7K 电位器进行调速。将电位器三个脚位分别接入变频器的 AV1、+10 V、COM 点实现变频调速。改造后的电路如图 2 所示,变频器主要参数设置如表 1,

表1

主要电气元器件如表 2。

表2

3 改造效果

通过对颗粒小袋包装机无级调速的改造,经过调试,投入运行后,收到很好的效果,具体表现在:
(1)采用交流变频器对电动机的运行有直接的作用,结构简单,改造方便;
(2)改造后具有操作简单,调节平稳,节能效果明显,有效降低包装材料的损耗等;
(3)变频调速技术先进、成熟,提高了设备的技术含量;
(4)提高了生产效率,缓解了颗粒包装生产紧张局面。

 

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