啤酒包装自动生产线解决方案演示教学
基于PLC的啤酒装箱自动生产线系统设计
1 引言啤酒生产过程分为麦芽制造、麦芽汁制造、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等几道工序。
啤酒灌装、压盖机部分属于包装工序。
啤酒经膜过滤后由管路送入回转酒缸，再经酒阀进入瓶子中，压盖后获得瓶装啤酒。
啤酒灌装、压盖机的工作效率和自动化程度的高低直接影响啤酒的日产量。
为了满足我国啤酒行业日益扩大生产规模的需求和啤酒现代化灌装机械高速灌装的要求，国内各啤酒生产厂家都在积极寻求或改造本单位的啤酒灌装生产设备，使其成为具有良好的使用性能，先进的技术水平及高生产效率、运行稳妥可靠、维护成本低的啤酒现代化灌装机。
2 啤酒灌装、压盖机工作原理和控制部分构成液体灌装机按灌装原理可分为常压灌装机、压力灌装机和真空灌装机。
啤酒灌装、压盖机采用压力灌装方法，是在高于大气压力下进行灌装，贮液缸内的压力高于瓶中的压力，啤酒液体靠压差流入瓶内。
目前国内外实现灌装工艺路线基本上是:利用回转酒缸产生的旋转运动，使安放在酒缸槽位上的空瓶通过机械机构将固定在酒缸上部的欲抽真空阀打开，对已封好的瓶子进行抽真空处理，拨转外操作阀杆，打开气阀，对瓶内充填CO2气体，抽真空凸轮继续打开真空阀，将瓶内空气与CO2混合气体抽出，气阀再次打开，对瓶内充填CO2气体，灌装阀内的液阀在瓶内压力接近背压气体压力时打开，酒液顺瓶壁注入瓶内，通过气动或电动控制灌装阀实现啤酒的灌装。
当今国际先进的啤酒灌装、压盖机的控制系统主要由光电开关位置检测部分、走瓶带、酒缸转速的变频调速部分、主控由可编程控制器、触摸屏等组成。
灌装、压盖机的机械结构装置与PLC可编程控制、变频无级调速、人机界面等现代自动控制技术手段完整的结合，形成机电一体化。
3 控制部分改造方案国内很多啤酒厂家现使用的灌装、压盖机的控制系统的自动化程度参差不齐;所有手动按钮和工艺开关都设置在一个操作箱的面板上，PLC控制器大都为日本OMRON公司或三菱公司的早期产品，设备连锁控制、保护设置少，加之啤酒灌装的现场环境恶劣，潮湿度大，使开关等接触触点锈蚀严重，系统的信号检测部分故障率较高，造成设备控制系统运行的可靠性低，设备正常运行周期短等现象。
自动包装生产线的工艺路线
13.2.1自动包装生产线的工艺路线通过调查研究收集资料并详细分析包装工艺方案之后，进而确定包装工艺路线，为自动包装生产线的总体设计提供重要依据。
包装的工艺方案和工艺路线拟订得是否切合实际,直接影响自动的结构和经济效益等。
所以,应力求简单、可靠、先进。
拟订包装工艺路线的基本内容在于根据生产要求合理安排整个包装工序和完成这些工序的具体方法，全线所需机组的数量，以及实现中间输送、储存、分流、合流、转向等方案。
举例说明铝活塞的自动包装线可列出的3种工艺方案。
第1方案：塑料袋热收缩包装—装盒—集装箱—捆扎。
第2方案：塑料袋真空包装—装盒—集装箱—捆扎。
第3方案：袋包装—装盒—集装箱—捆扎。
第1方案包装所用的是热收缩薄膜，活塞装袋后要通过加热装置收缩成形。
当薄膜被加热收缩时,不但增加热能耗损,且难以排出袋内残留的空气,因而对产品的保护也欠理想。
第2方案是活塞装袋后先将袋内空气抽尽再封口，使铝活塞与外界空气隔绝。
对此,若采用机械化真空包装,效果虽好,但投资费用较大。
第3方案仅采用聚乙烯薄膜和一般的制袋袋装机进行包装，一经封口后亦能阻止外界空气的继续进入，经实践证明，大体上能满足保存期1年的要求。
这样，简化了包装工艺,减少了设备和投资,使全线达到较高的机械化、自动化水平。
拟订包装工艺路线应注意以下几点:(1)必须对产品结构及包装方式做认真分析,并合理安排工艺路线,使全线结构简单紧凑；(2)包装过程中尽量使产品少转向、少回旋,以最大限度减少包装线的占地面积；(3)各主机间要保持良好的同步性,如果同步确有困难,则可在其间进行柔性连接或设置无级调速装置；(4)对于串联型自动线,各自动机的工作节拍应接近，按工序依次提高其使用效率，否则,最好改用多台单机并联或重选自动机的类型。
图13-5和图13-6所示分别为具有不同生产率的不含气饮料自动灌装线的工艺路线图。
图13-7所示为含气饮料自动灌装线的工艺路线图，其生产率与图13-6的灌装线相同。
易拉罐啤酒灌装生产线流程图
封盖后水喷洗（除菌）码垛机（分层码垛）；胶带机④
↓↑↑↑
翻罐器（180°上下倒置）分链条输送（实包）；喷码机胶带机
↓↑↑↑
杀菌机（杀菌、温罐）滚辊分包检测输送；纸包机包装；链条输送
↓↑④↑↑
链条实罐输送（渐变单链条无压输送）；链条输送（实包）；其它包输送；喷码机
↓↑①↑②↑
倒罐分离（分拣）自动膜包机（膜包装，分两种）；自动纸包机
↓↑↑③
罐底吹气除水吹干（预）链条渐变宽储存（预包装）
↓↑
液位检测器（不符踢除动作）罐盖吹气除水吹干
↓↑
喷码机（罐底喷码）翻罐器（180°上下倒置）
↓↑
喷码检测器（不符踢除动作）→------→↑
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灌装生产线流程示意图
人工拆垛（空罐外包装）辅助设施：
↓
卸垛机（逐层卸垛）1.CIP就地清洗
↓
空罐链条输送（动力输送，渐变单层）2.杀菌机加注阻垢剂
↓
翻罐冲罐清洗器(斜坡下降，喷洗倒干)3.灌装机润滑系统
↓
（人工上盖）存储待发货
↓↑
链条实罐输送（动力输送）叉车运输④
基于PLC啤酒灌装生产流水线的模拟与仿真
74智青春·创未来第十一届“三菱电机杯”全国大学生电气与自动化大赛论文集统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动，并一直保持到停止开关动作或待灌装的啤酒罐被传送至灌装设备下时停止；罐装满啤酒后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到下一个待灌装的啤酒罐被传送至灌装设备下或停止开关动作；能够实现对生产产品进行自动记数并可以手动对计数器清零；（2）当易拉罐定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备开始工作，当灌装到设定量时，停止灌装；（3）待灌装过程完毕将啤酒罐经流水线运送到指定位置，经传感器检测后，启动自动上盖机，将满罐的啤酒罐盖上铝盖；（4）上盖完毕后，启动机械手抓取满灌的啤酒罐到封口机平台上，开始对满罐啤酒进行封口；（5）封口完毕后，再次启动机械手将封口的啤酒罐放在流水线上；（6）将啤酒罐经流水线经过自动喷码机，将生产日期自动喷在罐子上；（6）喷码完毕的灌装啤酒经流水线至包装工序。
3 软件方案设计3.1 PLC外部接线安装I/O输入输出分配，如下表1所示。
表1 PLC I/O输入输出分配表输入分配输出分配输入点作用输出点作用X0起动Y0传动带X1停止Y1灌装机X2灌装机传感器Y2封口机基于PLC啤酒灌装生产流水线的模拟与仿真1 啤酒罐装生产流水线总体方案设计啤酒灌装自动生产线控制系统主要包括五个部分：啤酒自动灌装部分、自动上盖部分、机械手拿取啤酒罐部分、啤酒灌装自动封口部分、自动喷码部分。
系统的总体思路：此生产线为全自动控制的，生产线一旦上电，PLC将通过软件对生产线进行自动控制：通过开关控制传送带的停转和对啤酒罐的灌装控制，实现对系统状态的显示，并且通过PLC内部的计数器对所生产的产品进行计数。
本项目对啤酒罐装生产流水线的硬件和软件进行了设计。
其中硬件设计包括三菱FX3GA-60MR PLC外部电路的设计与安装；软件部分包括程序的设计与调试。
根据系统的要求对PLC、变频器、电动机、传感器等外部设备进行选型。
啤酒手册—17啤酒包装篇(9.04MB)
啤酒包装篇啤酒包装是啤酒生产的最后一个工艺过程，但也是最繁杂、对产品质量影响极大的过程。
它不仅影响产品的内在质量，同时也影响产品的外观质量。
在市场竞争日益激烈的今天，人们愈来愈重视产品的装潢，追求产品的优良品质与外在美的和谐与统一，最大限度地满足消费者的心理需求，从而赢得市场。
大约80％的啤酒是以玻璃瓶和易拉罐（听装）的形式灌装的。
因此，我们将重点介绍玻璃瓶这一部分内容。
第一章啤酒灌装工艺流程工艺流程如图所示选瓶第二章啤酒瓶的清洗第一节概述回收啤酒瓶一般都很脏，且带有标签。
相当一部分瓶子还残留有封口锡箔标。
因此，如利用回收瓶进行生产，必须对其进行彻底的清洗并除去标签。
即使是使用新瓶子进行啤酒灌装，也要对其进行清洗和灭菌。
一、洗瓶的目的与要求洗瓶的目的是要把空瓶子的内、外壁彻底洗干净，并加以消毒、杀菌，为灌装提供符合卫生及使用要求的瓶子。
对洗净瓶的要求是：①瓶子的内、外壁洁净、光亮。
②无异味。
③瓶子无破损。
④瓶温适中，一般30左右。
⑤酸碱度适中，PH值为7。
⑥瓶内无过多残液，一般为3-4滴。
⑦微生物检验合格，无大肠菌群，细菌菌落不超过2个。
二、洗瓶的基本原理啤酒瓶的洗净度对于啤酒保质期具有决定性的意义。
清洗后的瓶子内、外表面应看不到污渍。
现代化的啤酒厂，瓶子的洗净度可由空瓶检验机完成。
因为，使用高速灌装设备生产时，人工用肉眼根本无法进行检验。
洗净瓶的质量可以凭经验目视检验。
如果瓶子看上去被一层水膜完全覆盖，则可认为机械清洗充分彻底。
如果清洗不彻底，玻璃表面会因不完全浸润现象而形成水珠。
洗瓶有两个重要的工艺过程：1．机械清洗；2．清除和杀灭啤酒有害微生物洗净瓶的卫生指标可通过微生物检验确认。
瓶中所有的微生物都应被彻底杀灭。
三、影响清洗效果的因素影响清洗效果的因素有：1．浸泡瓶子表面污物的分离与脱落需要一定的浸泡和溶解时间。
浸泡时间还受其它因素的影响。
浸泡还与标签的去除效果有关。
浸泡时间一般为8～lO分钟。
啤酒灌装流水线控制设计
晋中学院本科毕业设计题目啤酒灌装流水线控制设计院系机械学院专业机械设计制造及其自动化姓名学号学习年限2011 年9月至2015年7月指导教师职称申请学位工学学士学位2015年 5 月11日啤酒灌装流水线控制设计学生姓名：指导教师：摘要：随着工业自动化水平日益提高，众多工业企业均面临着传统生产线的改造和重新设计问题。
PLC（可编程序控制器）是以微处理器为核心的工业控制装置，它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到普遍应用。
鉴于此，设计者利用PLC的功能和特点设计出了一款啤酒灌装生产流水线控制系统。
本设计综合可编程控制器和变频器控制的诸多优点，通过可编程控制器输出来控制变频器的多段速调速，让电动机转速跟随检测的反馈信号而变化，实现对灌装啤酒传送带速度的自动控制，使其与灌装机的速度相匹配，提高工业生产的效率。
关键词：PLC 变频器灌装The design of control beer production line Author’s Name：Geng xiaowei Tutor：Zhai XiaohuaABSTRACT：With the increasing level of industrial automation, many industrial enterprises are faced with the transformation of traditional production line and re-design problem. PLC (programmable logic controller) is a microprocessor as the core of industrial control devices, it will relay the traditional control system combined with computer technology in recent years in industrial automation, mechanical and electrical integration, the transformation of traditional industries such as generally applied. In view of this, the designers of the use of PLC functions and features designed a beverage filling production line control system.This design composite integrated programmable controller and inverter cont rol of the many advantages of the programmable controller to control the invert er output multi-speed governor, so that motor speed feedback signal to follow t he detection of change, to realize the speed of filling beer belt automatic contro l, and filler to match the speed and improve the efficiency of industrial product ion.KEYWORDS: The programmable controller Frequency transformerFilling目录1 引言 (1)2 总体方案设计 (22)2.1 方案比较 (22)2.2方案选择 (33)2.3 总设计思路 (33)3 控制系统硬件选型 (44)3.1电机的选择 (44)3.2 PLC的选择（西门子PLC） (55)3.3 变器频的选择 (66)3.4 接触器的选型 (88)3.5 电缆的选型 (99)3.6 开关电器选择 (1010)3.7 熔断器的选型 (1111)3.8 信号电器的选择 (1212)3.9 传感器选择 (1212)3.10 热继电器的选择 (1414)4 控制系统分析 (1515)4.1 输入信息分析 (1515)4.2 输入信息分析 (1515)5 控制系统硬件设计 (1616)5.1控制电路设备的端子接线 (1616)5.2系统总设计图 (1616)5.3 电器元件选型 (1919)6 控制系统软件设计 (2020)6.1 控制系统要求简述 (2020)6.2啤酒灌装生产线PLC控制的顺序功能图 (2020)6.3梯形图 (2121)总结与致谢 (2525)参考文献 (2626)1 引言随着国民经济的发展和人民生活的改善，我国啤酒工业也得到了空前的发展。
啤酒厂包装车间流程
啤酒厂包装车间流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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啤酒灌装生产线的PLC控制系统
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啤酒包装自动生产线
解决方案
啤酒包装自动生产线解决方案
1．工艺流程及平面布局
(1)啤酒包装自动生产线工艺流程
如图1所示是生产能力为36000瓶/h啤酒灌装生产线流程示意图。
其主要组成单机有：卸箱机、洗瓶机、验瓶机、灌装压盖机、杀菌机、贴标机、装箱机或热收缩薄膜包装机等。
图1 啤酒包装自动生产线工艺流程图
(2)啤酒包装自动生产线车间平面布局
①平面布局依据的条件
进行车间的平面布局设计，需要提供以下资料：
·生产线的规模及生产工艺要求；
·车间建筑平面图；
·啤酒瓶及瓶箱规格，配套设备情况及相关资料；
·用户要求。
②平面布局应该注意以下几点
·设备分布间隔要合理、场地使用要合理、布局要紧凑；
·各台设备的操作者位置应该尽量考虑集中在一个公共的操作场地，形成一个操作中心，达到一人操作两台机器，减少操作工数量；
·操作者通道畅通，位置宽松，有良好的通风采光及安全设施，充分体现以人为本的企业管理理念；
·输送系统有较大的缓冲时间和贮存能力，使瓶子运送畅通；
·车间内要有一定的空箱和木板堆放空间；
·车间内或设备间有一定的维修场地；
·预留以后扩大生产的余地。
③啤酒包装自动生产线平面布局形式
可分为如下两大类：直线布局形式、U形布局形式。
U形布局方式：
啤酒包装生产线U形布局方式
优缺点：
·脏瓶区与成品区分隔在车间的两端，二者相距较远，更符合水平卫生条件；
·潮湿区与干燥区分开较远，使得贴标后的成品不容易受潮；
·车间区域地面有利于成品堆放，工作环境较好；
·卸垛机与码垛机分隔距离较长，使得木板输送线路拉长，投资较大。
直线布局形式：
啤酒包装生产线直线布局方式
优缺点：
·卸垛机与码垛机之间的木板输送线路较短，节省投资；
·卸垛机与码垛机布置在车间的同一端，铲车可以交替使用，提高利用率；
·布局比较紧凑，中间有一个公共场地可作设备维修使用；
·脏瓶区与成品区在车间的同一端，二者相距较近，有可能使得成品酒受到卸脏瓶时的尘埃污染。
2．单机生产能力的选配
啤酒生产线通常以杀菌机（或灌装压盖机）为基准，其前后设备的生产能力逐级递增5%～10%，如图2所示。
图2 啤酒生产线生产能力关系图
若以杀菌机为基准，这样保证了杀菌机之前各台设备提供足够的瓶子给杀菌机，使其以100%的能力运行，也保证杀菌机之后的各台设备发生短时间停机时不会影响杀菌机的运行。
也就是说，杀菌机的生产能力是啤酒包装生产线的公称生产能力，其他设备的生产能力与之匹配，整个啤酒包装生产线才能获得最佳的生产效率。
如果杀菌机的公称生产能力为Q瓶/h，则生产线上其他单机的公称生产能力依次为：
(1)卸垛机（码垛机）
考虑会出现木板底损坏，塑料箱排列有误及设备故障等因素，卸（码）垛机的公称生产能力为（b为每个塑料箱的装瓶数量）
(2)卸箱机（装箱机）
考虑到箱子变形、未装满或混有杂牌瓶子、设备故障等因素，卸（装）箱机的公称生产能力为（b为每个塑料箱的装瓶量）
(3)洗瓶机（贴标机）
考虑到设备故障和杂牌瓶子等因素，洗瓶机（贴标机）的公称生产能力为
(4)灌装压盖机
考虑到啤酒供料、瓶盖缺陷及设备故障等等因素，灌装压盖机的公称生产能力为
目前啤酒包装生产线上主要单机如灌装压盖机、贴标机、洗瓶机、装箱机等采用变频调速控制系统，因此，使生产线各个单机生产能力之间互相协调更加方便，单机生产能力的选择也比较方便。
3．主要设备及性能参数
本条啤酒自动包装生产线设备组成为装卸箱机、洗瓶机、灌装压盖机、杀菌机、贴标机、装箱机、洗箱机、输盖机、CIP清洗、喷码机、码箱垛机各1台；配置输送系统、输箱系统、总电控柜各1套；配置无压力输送2套。
该生产线上主要设备性能参数见表。
4．工作过程
啤酒包装生产线工作过程已经基本实现了自动化。
卸垛机把堆成垛的空箱从堆垛中卸下来放在输箱带上，由输箱带运送到卸箱机位置；卸箱机把瓶子从塑料箱里取出，放在输瓶带上；瓶子由输瓶带被运送到洗瓶机的进瓶输送带上，经过洗瓶机的进瓶输送装置将待洗的脏瓶子送进洗瓶机内部，按照洗瓶机的工艺流程完成洗涤，由出瓶装置将已洗干净的瓶子推送到输送系统的输瓶带上；经过检验机的检验，合格的瓶子被运送到灌装压盖机位置；按照灌装压盖机的工艺流程完成啤酒的装瓶和压盖；已经装酒封口的瓶子由灌装机的出瓶系统被送至输瓶链道上，经过杀菌机的进瓶装置进入杀菌机内部按照杀菌工艺流程进行杀菌处理，杀菌之后的瓶酒由杀菌机的出瓶装置送至输瓶链道上；按照一定的检验要求对酒质量进行检验；合格的瓶酒由输送链被运送到贴标机处进行贴标签工序操作；完成贴标和印码的瓶酒由输送带被送到装箱机工作位置，由装箱机将瓶酒装进合适的箱子里，整个装箱工序基本完成；最后由输箱系统将产品送到仓库。
5．主要单机结构及工艺要点
(1)装（卸）箱机
装箱机用于把已装好酒的啤酒瓶从输瓶带上抓起放进塑料箱子里。
主要结构有抓瓶头、输箱带、输瓶台、排瓶装置、驱动装置和控制系统等。
装箱机基本操作工艺流程如图3所示。
图3 装箱机基本操作工艺流程
(2)洗瓶机
洗瓶机大多数用来清洗回收的脏瓶，使瓶子达到无细菌、无标纸，符合卫生要求。
主要结构有进瓶装置、出瓶装置、除标装置、传动系统、喷淋及管路系统、控制系统、加热装置等。
洗瓶机基本操作工艺流程如图4所示。
图4 洗瓶机基本操作工艺流程
(3)杀菌机
杀菌机主要由进瓶装置、出瓶装置、输送链网装置（或栅条输送）、喷淋管路系统、温度控制和电气控制系统等。
杀菌机分设几个温区，最高温度一般为62℃～63℃，采用严格的控制速度使瓶酒温度逐渐上升。
本机杀菌时间定为10min，总处理时间为42.6min。
(4)灌装压盖机
(5)贴标机
6．质量要求
(1)人机系统要求
该生产线全部采用自动控制系统，大大地减轻了操作人员的劳动强度，操作者主要观察各个系统的运行，通过各种显示系统监视各台设备内部主要部位及工艺系统运行状态。
主要设备的运行状态均由显示装置指示，显示面板上设有各种控制按钮，还设有主要工艺参数、工艺运行平面示意图，图中的相应的位置上有发光显示，一旦设备发生故障或工艺参数发生变化，能容易观察出来。
(2)安全卫生要求
啤酒包装生产线设备均采用防腐材料制造，与酒接触的部位全部采用不锈钢及食用橡胶等材料，潮湿部位采用不锈钢或防锈材料、工程塑料等材料制造。
输酒管道尽可能直线布置，减少弯折，降低阻力，酒缸内部抛光处理，各种控制阀元件选择使用蝶阀，阻力小、死角少，防止细菌的滋生繁殖。
采用CIP清洗系统，定时对设备进行清洗，输瓶链道上的润滑液对链道起到润滑和清洗作用。
另外，要保证啤酒包装生产线的安全卫生要求，车间应有良好的卫生、通风、采光条件，采取自然采光与照明相结合，以照明为主，布光均匀，照明度适中。
顶面要有防霉变、防潮处理，窗门应采取防蚊蝇措施，应有很好的排水、排污条件。
(3)操作注意事项及要求
生产线上设备操作管理人员应该有比较高的安全、质量意识。
设备的管理和其他方面的管理一样，要求管理者扎扎实实地掌握一定的专业理论知识，有一定的实践操作能力。
针对操作人员行为规范要求，主要有五项纪律四项要求。
五项纪律：①实行人员定机操作；②保证设备的整洁，做好润滑维护；③遵守安全操作规程及交接班工作；④管理好工具和随机附件；⑤发现故障立即停机检查。
四项要求：①整齐；②清洁；③润滑；④安全。
设备的操作要按照各台单机的操作说明严格遵守。
设备的维护包括日常维护和定期维护。
日常维护由设备的操作者进行班前检查、班后清扫，保证设备处于良好的技术状态。
定期维护周期根据不同的设备而异。