电容式罐装控制系统——还正在努力中
鸿zzh2011/04/23电子技术 IP:福建
电容式罐装控制系统
      最近在做一个科创项目,由于是个这方面的新手,做起来不是那么顺利。
     说白了,他就是一个电容式传感器,与传感器不同的是,我们加入了自动控制。
     当今应用的有多种灌装技术,多数是通过控制电磁阀开闭时间来控制灌装量或使用精确流量计来满足定量灌装的要求,但灌注机长期高速运行会导致灌注机件磨损或喷管堵塞,从而造成灌注的实际值和设定值有偏差,有些含气饮料刚灌注好时会有大量泡沫存在,如果瓶盖没盖严,饮料将会溢出,从而导致饮料实际含量偏低,根据《定量包装商品计量监督管理办法》,对饮料产品的净含量有严格要求,对允许的短缺量有明确的界定。一般灌装系统只能进行单一产品灌装。这些已经成为制约灌装生产行业的瓶颈,发展一种新型多功能、快速、高精度灌装系统显得尤为重要。我们设计的灌装监控系统主要是通过监控已装入容器的容量来控制灌装的开始与结束,因而从根本上解决了喷头出液不稳定的问题,且本系统可以进行玻璃瓶、易拉罐、塑料瓶等多种产品灌装。此外,本系统还可以应用到医疗卫生、精确检测、流量控制等多个领域,有巨大的发展潜力。
装置示意图:
533_505113035210987be2c78c2890519.png
原理:
    已知饮料 (水) 为极性电介质 ,其相对介电常数 为81 ,玻璃和空气属非极性电介质 ,介电常数分别 为2 . 2 和 1 。由于水的介电常数远大于空气和玻璃 的介电常数 ,所以瓶中液位的变化将明显改变检测电极的电容。当液位增加时, 电容增大 ,液位降低时,电容减小。然后检测电容两端电压的变化,从而得出液位的变化,通过单片机处理,达到精确灌装。并且两块电容板之间的距离和极板高度可以调节,以适应不同的场合,比如瓶装和罐装。

基本思路:
    示意图如上所示:容器内液体的量变化→电容值改变→电路中输出端电压变化→信号放大处理→将放大后信号输入单片机→单片机系统实时分析,控制灌装开始与结束→单片机系统控制电磁阀流速,当液面在某位置以下时电磁阀高速灌装,随着液面上升到一定高度后,逐渐减小灌装速度→实现高速、高精度灌装
+400  科创币    科创网    2011/04/24 鼓励创作。
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~~空空如也
鸿zzh 作者
13年9个月前 IP:未同步
290792
[s:222] 小试牛刀之作,献丑了
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鸿zzh作者
13年9个月前 IP:未同步
290836
真奇怪,这么多人看了帖子,都没人支持一下,有点失望
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helium
13年9个月前 IP:未同步
290850
很好的想法,但这个实施起来是有一定难度的~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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鸿zzh作者
13年9个月前 IP:未同步
290883
回 3楼(火箭爱好者) 的帖子
还好吧,只是看团队合作情况怎么样了。
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warmonkey
13年9个月前 IP:未同步
290888
LZ的方法值得一试,需要注意空气温度湿度,极板沾有液体等情况的影响
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oki
13年9个月前 IP:未同步
290952
想法是好的,控制原理基本是可行的。项目测试在试验室中也许是可以成功的。但项目的工业现场应用却是不可能的。
在工业现场实际应用要考虑的问题很多。如:环境干扰,电磁干扰,物流干扰,人为干扰,可靠性,维修使用的难度和项目成本等。其中,可靠性和成本是非常重要的内容,是工控设计中优先要考虑的。为了提高抗干扰能力和提高项目可靠性而采取的各种措施,将使项目成本大大增加。这将影响影响项目的实际应用。
一个工控项目在实验室中的成果不等于工业现场中的应用就能成功。而避免弯路需要丰富的工控设计经验。(建议和你的指导老师沟通)
+100
科创币
科创网
2011-04-24
悉心指导。
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花落一天
13年9个月前 IP:未同步
290953
厄.........设计还是不错的,不过工业上现在用的是视觉检测................饮料在生产线上经过一个亮屏前,拍个照,电脑会自动计算出够不够
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oki
13年9个月前 IP:未同步
290954
此项目在调试中可能会遇到的问题:
空气湿度的改变会造成电容量的变化。
容器的质量不同会造成电容量的不同。
容器的材质不同会造成电容量的不同。
灌装液体的泡沫会造成电容量的变化。
空间的电磁干扰会造成电容量的变化。
仅仅解决好以上这几个问题,就会使项目成本大大增加。而过多的措施又会使系统的可靠性降低。
液体灌装机的容器输送是高速运行的,即使遇到没有灌装到位或灌装过度,驱动也是不能停的。只是在后续工序中将有问题的产品检出。
所以,你的高精度在生产线上就失去了的意义。如果你将生产线改变成精度控制优先,那你还要考虑全线的容器驱动自动变速的问题。
这又会带来一系列的容器缓冲,堆积的问题。这些问题考虑过没有?
我做了很多年的工控,所以说了这些。楼主不要气馁,失望。从探索的角度说,这是很好的项目,应该鼓励。值得尝试一下。
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鸿zzh作者
13年9个月前 IP:未同步
291106
回 5楼(warmonkey) 的帖子
有道理,非常值得注意
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鸿zzh作者
13年9个月前 IP:未同步
291107
回 8楼(oki) 的帖子
谢谢提醒,不过我还得亲自去尝试一下
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鸿zzh作者
13年9个月前 IP:未同步
291504
特色和创新之处:
对比    当前市场的灌装系统    本项目的电容监控式灌装系统
控制灌装量的方法:    主要是通过控制电磁阀的开闭时间来控制灌装量~~~应用电容测量已灌装的容积,通过单片机系统实时分析控制灌装的开始与结束
工作情况    :    1、长时间工作可能使喷头喷出液速度不均匀,喷出量不准确;
               2、温度、压力的变化均会对灌装精度产生影响;
                      3、灌装后必须有液面高度检查流程    ~~~~
          1、灌装精度和灌装效率大大提高;
    2、自动化程度高,易于操作,便于管理;
    3、灌装和检验同时进行,简化了现有的生产程序,经济适用
应用前景    一般国产灌装系统只适用于单种饮料灌装,而支持多种饮料灌装的多为国外引进~~~~可应用于多个领域,如饮料工业、医疗卫生等
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