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  • SKIMA-12型 饮料灌装生产实训系统

    设备外观| 设计简述| 主要参数| 组成及功能| 实训项目| 配置清单

    SKIMA-12型 饮料灌装生产实训系统
    所属类别:智能制造系列
    SKIMA-12型 饮料灌装生产实训系统
      

    ·设备外观

    ·设计简述

        饮料灌装生产线实训系统有模型和电气控制系统两部分组成,模型具有生产线的物料传送、空瓶清洗、空瓶检测、饮料灌装、瓶体封盖、成品检测、瓶体贴标、成品入库八大功能站;根据现场工艺流程和控制要求,通过配置PLC电气控制系统,从对自动化及网络通讯设备的安装、接线、调试诊断,PLC、组态软件和触摸屏的编程、调试以及设备整体调试任务的实施,能较好地完成对工业电气自动化和工业网络全集成技术的相关技能训练。可满足各类高等院校、职业院校、职业教育培训机构对电气自动化及工业现场总线的安装、调试、维护及诊断的教学、培训和技能竞赛。
        通过配置PLC电气控制系统,可体现现代工业电气自动化及网络集成技术在生产流水线上的应用,控制和执行设备涵盖了PLC、现场总线、变频器、传感器、步进电机、交流异步电机、直流电机、人机界面和组态软件等多种技术。

    ·主要参数

        1.工作电源:单相三线AC220V±10%  50Hz;
        2.工作环境:温度-10℃~+40℃  相对湿度<85%(25℃)  海拔<4000m;
        3.装置容量:<2.0kVA;
        4.模型外形尺寸:2000×1600×1300mm,电气控制系统尺寸:1600mm×500mm×1800;
        5.安全保护:具有接地保护、漏电保护功能,安全性符合国家标准。

    ·组成及功能

        该模型主要包括空瓶清洗、空瓶检测、饮料灌装、瓶体封盖、成品检测、瓶体贴标、成品入库等;控制系统采用西门子最新控制系统,包括S7-1500PLC、S7-1200PLC、S7-200 Smart、KTP700彩色工业触摸屏、ET200MP分布式I/O等自动化设备,系统采用PROFINET工业以太网和PROFIBUS-DP现场总线构建三层网络架构。
     (一)对象模型
        对象模型整体由铝型材搭建而成,在平台上方设置有物料输送站,三相异步电动机驱动输送带运动,且可实现调速。沿输送带依次设有空瓶清洗、空瓶检测、饮料灌装、瓶体封盖、成品检测、瓶体贴标、成品入库站,各工作站采用电动和气动完成对灌装生产线加工工艺过程的模拟,在控制平台上还设有3色警示灯用以指示运行状态,同时对象模型设置有脚轮便于移动和定位。
        灌装生产线加工工艺站情况如下:
    1.空瓶清洗
        驱动浸泡池上的电机,将空瓶送到料仓中,推瓶汽缸伸出,将空瓶推入传送带后汽缸缩回,检测到空瓶顺利到位则启动传送带,同时清洗电机运转,吹气电磁阀动作,模拟清洗工序。该站配置2路光电反射式传感器和1路动作气缸。
    2.空瓶检测
        经过清洗过程的空瓶抵达该位置,色标传感器对空瓶的瓶身进行检测,如为黑色则表示空瓶未清洗干净,通过气动推杆将其送废瓶区;为白色表示空瓶清洗干净,送下一个工序。该站配置1路光电反射式传感器、1路光电对射式传感器、1路色标传感器和1路动作气缸。
    3.饮料灌装
        空瓶抵达灌装区,当被传感器检测到后,对空瓶进行定位,输送带同步停止运行,灌装工位指示灯点亮。灌装气缸向下运动,到位后灌装指示灯点亮,灌装完毕后气缸收缩,灌装指示灯熄灭,输送带继续运行,瓶子流向下一道工序。该站配置1路光电对射式传感器和2路动作气缸。
    4.瓶体封盖
        经过灌装的瓶子抵达封盖区,当被传感器检测到后,对空瓶进行定位,输送带同步停止运行,将瓶盖下落到瓶子上面,完成上盖动作。
        压盖传感器检测瓶子到位后,输送带停止运行,此时上方的压盖气缸下压,下压到位后缩回,完成封口工作,带动瓶子流向下一道工序。该站配置1路光电反射式传感器、2路光电对射式传感器和4路动作气缸。
    5.成品检测
        经过封盖的瓶子抵达检验区,当被传感器检测到后,用色标传感器对瓶盖进行检测,如为黑色表示封盖有问题,通过气动推杆将其送废瓶区;检测为白色表示封盖正常,送下一个工序。该站配置1路光电反射式传感器、1路光电对射式传感器、1路电容液位传感器、1路色标传感器和1路动作气缸。
    6.瓶体贴标
        完成检测工序的瓶子经过时,相应工位上的步进电机运行,模拟对瓶体贴标工序。该站配置1路光电反射式传感器和1路步进电机。
    7.成品入库
        待瓶体移动到成品推料杆位置时推料汽缸动作,将成品推入成品库中。该站配置1路光电反射式传感器、1路光电对射式传感器和2路动作气缸。
    8.物料输送
        采用皮带输送带传送,由三相异步电动机驱动,可以实现调速控制,带编码器信号反馈。
    (二)控制系统
        控制系统整体也是由铝型材搭建而成,电气安装部分采用网孔板结构,主体采用1.5mm厚的不锈钢板加工成型,采用改进型“横二竖六”椭圆长孔加工,整体设计规范、合理,使各类元器件在任何角度、任何方位都能轻松装配、调整。
        网孔板上可以根据任务要求调整上面安装的自动化设备,自动化设备包括PLC、人机界面、分布式IO、变频器、工业交换机、导轨式开关电源等目前工业控制系统上最常用的设备,通过专用的航空电缆线与对象模型对接,完成电气控制线路的连接。配合对象模型实现的相关功能,为了体现现代工业自动化控制的特点,专门选用了具有三层网络架构的成套设备。
        采用西门子最新控制系统,包括S7-1500PLC、S7-1200PLC、S7-200 Smart 、KTP700彩色工业触摸屏、ET200MP分布式I/O等自动化设备,系统采用PROFINET工业以太网和PROFIBUS-DP现场总线构建三层网络架构。
        具体配置如下:
    1.S7-1500PLC
        主机(CPU 1516-3PN/DP)一台:1MB程序,5MB数据;10 ns;集成 2PN 接口,1 以太网接口,1DP 接口。
    2.S7-1200PLC
        主机(CPU1211C)一台:30K的用户程序区,1MB的数据储存区,本身集成6个数字量输入/4个数字量输出,2路模拟量输入,具有1个以太网通信端口,支持PROFINET通信。
        通讯模块(CM1242-5)一个:用于SIMATIC S7-1200连接到现场总线(PROFIBUS-DP)。
    3.S7-200 SMART PLC
        主机(ST30)一台:18KB 程序存储器,12KB数据存储器;集成18个数字量输入/12个数字量输出,提供3轴100kHz高速脉冲输出,支持PWM(脉宽调制)和PTO脉冲输出。
        主机(SR30)两台:18KB 程序存储器,12KB数据存储器;集成18个数字量输入/12个数字量输出。
    4.工业触摸屏
        西门子SIMATIC  KTP700一块,显示尺寸为7寸,彩色(1600万色)、分辨率(象素)为880×480,支持PROFINET及USB通讯方式。
    5.变频器
        SINAMICS G120C是专门为满足OEM用户对于高性价比和节省空间的要求而设计的变频器,这个系列的变频器与同类相比,相同的功率具有更小的尺寸,并且它安装快速、调试简单、接线方便可靠、调试工具界面友好。集成了6个数字量输入/2个数字量输出;1个模拟量输入/1个模拟量输出接口,集成PROFIBUS-DP通讯功能。
    6.以太网交换机
        兼容IEEE802.3 10Base-T和IEEE802.3u 100Base-TX网络标准,5个RJ-45接口,10/100M双速自适应。
        其中S7-1500系列PLC作为主站控制中心使用,完成对象系统的所有数据运算和控制功能;S7- 200 SMART系列PLC作为步进电机的控制系统;S7-1200系列PLC作为输送带驱动装置的控制系统以及实现对传感器信号的采集和气缸等执行机构的控制;触摸屏KTP700系列用于对系统运行状态的监控。

    ·实训项目

        任务一:气动设备安装和调试
        1.空气过滤器的安装和调试;
        2.气缸的安装和调试;
        3.电磁阀的安装和调试;
        4.速度控制阀及磁性开关位置的调整。
        任务二:电机设备安装和调试
        1.直流的安装和调试;
        2.交流的安装和调试;
        3.步进电机的安装和调试。
        任务三:机电设备安装和调试
        1.空瓶清洗站安装和调试;
        2.空瓶检测站安装和调试;
        3.饮料灌装站安装和调试;
        4.瓶体封盖站安装和调试;
        5.成品检测站安装和调试;
        6.瓶体贴标站安装和调试;
        7.成品入库站安装和调试;
        8.物料输送站安装和调试。
        任务四:自动化设备安装、接线和调试
        1.PLC设备安装、接线和调试;
        2.分布式I/O设备安装、接线和调试;
        3.变频器设备安装、接线和调试;
        4.触摸屏设备安装、接线和调试。
        任务五:工业网络通讯总线接线和诊断
        1.PROFIBUS-DP通讯线的制作和连接;
        2.PROFINET通讯线的制作和连接;
        3.变频器的总线地址设置;
        4.网络整体测试调试;
        5.多层网络结构搭建。
        任务六:PLC编程及设备整体调试
        1.物料输送站程序编写;
        2.空瓶清洗站程序编写;
        3.空瓶检测站程序编写;
        4.饮料灌装站程序编写;
        5.瓶体封盖站程序编写;
        6.成品检测站程序编写;
        7.瓶体贴标站程序编写;
        8.成品入库站程序编写;
        9.报警及处理程序编写;
        10.生产线整体程序编写及调试。
        任务七:组态软件和触摸屏编程和调试
        1.触摸屏编程和调试;
        2.上位机组态软件编程和调试。

    ·配置清单

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