灌裝食品有很多優(yōu)點,能在常溫下存放和流通,較好地保存了天然新鮮食品的色香味及營養(yǎng)價值;灌裝食品的原理是依靠密封殺菌,達到商業(yè)無菌要求,不需要也不允許加入任何防腐劑。罐裝材料主要分為鍍錫薄鋼板和鋁材,由于鋁材制罐具有重量輕、無氣味無毒害、易于加工和再回收利用等優(yōu)點,逐漸成為罐裝飲料的主流,但同時,鋁材機械性能較低,需要在罐裝過程中對罐內(nèi)注入安全惰性氣體,增強罐體機械強度,達到利于運輸流通的目的。
在線內(nèi)壓檢測機就是利用正常品罐內(nèi)具有一定壓力這一特征,對在線高速運動的每一罐密封殺菌后的飲料罐內(nèi)壓進行檢測,對于在灌裝、殺菌過程中密封性已經(jīng)不良的產(chǎn)品(低于低限壓力)和可能會在銷售運輸過程中產(chǎn)生爆裂(高于高限壓力)的產(chǎn)品給予剔除,從而保證進入包裝之前都是密封性能良好,罐內(nèi)壓力適中的產(chǎn)品。
圖一:內(nèi)壓檢測機測量原理圖
內(nèi)壓檢測機的基本工作原理如下:經(jīng)過罐裝封口再高溫殺菌后的產(chǎn)品,被輸送帶引導(dǎo)進入內(nèi)壓檢測機,兩條對稱柔軟皮帶將“被檢罐”夾持向前方運送,罐子在通過測力傳感器時,一瞬間將內(nèi)部壓力傳導(dǎo)給測力傳感器,控制器采集到單個罐子在通過測力傳感器的一個周期內(nèi)足夠的數(shù)據(jù)點,構(gòu)成完整的壓力波形,這些數(shù)據(jù)點經(jīng)過算法可以得到該罐產(chǎn)品的內(nèi)壓值,再通過對比“高限”與“低限”參數(shù),決定是否剔除該產(chǎn)品。
圖二:(左)VIPA 313-5BF13,(右)VIPA SLIO CPU015
原有控制系統(tǒng)是歐洲進口設(shè)備自帶的專用控制器,備件成本很高,后改造成德國某知名品牌PLC系統(tǒng),其內(nèi)部高速中斷最快只有1ms,而且受到運算處理速度的局限,實際采樣周期最快只能達到>3ms,生產(chǎn)線勉強能達到600罐/分鐘的速度,但因采樣點少誤差大,造成剔除裝置的誤打率較高,浪費嚴重,內(nèi)壓檢測機成為整條生產(chǎn)線的瓶頸,生產(chǎn)效率上不去,因此加多寶的技術(shù)人員一直在調(diào)研能滿足這一應(yīng)用需求的PLC產(chǎn)品,要求:模塊反應(yīng)時間短,模擬量轉(zhuǎn)換快,CPU采樣周期短、運算速度高,成本不要太高。經(jīng)過雙方反復(fù)論證與在線實驗,VIPA 313-5BF13真正實現(xiàn)了1ms的采樣周期,將采樣點數(shù)提高了近4倍,檢測精度明顯改善,有效降低了誤打率,大幅減少了浪費;更可喜的是,選用VIPA
SLIO系列CPU 015以及高速信號模塊構(gòu)建的系統(tǒng),采樣頻率又可以比VIPA 313-5BF13提高4倍,背板傳輸速率、模擬量轉(zhuǎn)換時間等技術(shù)指標也大幅提升,系統(tǒng)采樣周期可達到250微秒,完全能夠滿足1200罐/分鐘生產(chǎn)線的需求。至此,基于SPEED7處理器技術(shù)的VIPA 300S和SLIO系列PLC的優(yōu)異性能得到了充分驗證,并逐步在加多寶各個工廠推廣使用。
圖三:加多寶內(nèi)壓檢測機現(xiàn)場圖片
目前,加多寶已經(jīng)在多個工廠的內(nèi)壓檢測機上使用了VIPA的PLC控制系統(tǒng),內(nèi)壓檢測機效率的提升,有效提高了整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率,隨著越來越多的檢測機選用VIPA產(chǎn)品,必將對增強加多寶的市場競爭力產(chǎn)生更深遠的影響。更有意義的是,這一應(yīng)用成果完全可以推廣至食品飲料行業(yè)的同類設(shè)備制造商,有了VIPA的SPEED7技術(shù)的支持,用戶只需投入較低的成本,即可帶來倍增的效益,解決困擾企業(yè)的瓶頸,助力企業(yè)增強競爭力!