基于单片机的啤酒灌装机控制系统设计

何非，黄川，张敏，李东波

(南京理工大学 机械工程学院，江苏 南京210094)

    提出了一种运用STC15F2K60S2系列单片机控制啤酒灌装机的方法，即结合啤酒灌装生产线的自动化控制流程，主要针对从抽真空到灌装吹气结束的每一步操作，对灌装过程中的真空阀、二氧化碳阀、酒液阀的开闭以及灌装时间、充气时间等进行了控制,实现了啤酒灌装机的快速、高精度自动灌装，为啤酒灌装机的控制提供了技术支持。

    中国连续多年保持世界第一大啤酒生产国称号，快速发展的啤酒消费业刺激着啤酒灌装设备产业的发展［1］。啤酒包装制造业在我国啤酒工业的促动下积极地吸收国外先进技术并通过不断地自主创新得以发展壮大［2］。啤酒灌装生产线也在啤酒业的发展下得到充分发展，国内啤酒灌装生产线虽然可以满足啤酒灌装功能，但是整线的自动化程度不高，随着灌装生产线向高能高效发展，啤酒产业对于啤酒包装生产线的要求也逐渐提高，不仅要保证瓶子的准确到位以及灌装动作的连贯、精确，而且要求在保证灌装准确性的前提下，满足高速、高效率灌装，因而对灌装机的控制部分提出了更高的要求。传统的灌装过程采用继电器控制，由于响应不够快并且容易出现故障，难以满足更高的要求。目前单片机因其具有集成度高、响应速度快、可控制性强、稳定安全、体积小、经济实惠等特点而被广泛应用于工业控制以及日常生活中，以实现实时控制和数据处理。因此,将单片机用于控制啤酒灌装机中的进瓶、抽气、灌装、出瓶以及碎瓶等方面的实时控制系统就成为啤酒制造业发展的必然趋势。

1啤酒灌装生产线工作流程

    啤酒灌装生产线的生产流程：空瓶进入洗瓶机进行清理，清洗干净后经由传送带传送到螺杆分瓶装置中，将一批空啤酒瓶分成单个，接着单个的啤酒瓶在拨轮进瓶机构的作用下进入托瓶机构中，然后在气动升降装置中上升至灌装阀底部，此时通过各种凸轮以及执行机构控制抽真空过程、充二氧化碳过程、灌酒过程以及吸气、CIP清洗过程的启动与关闭，灌装结束后出瓶、压盖、贴标、装箱、堆垛。图1所示为啤酒灌装生产线中灌装机的局部，也是本文主要研究的对象。

图1啤酒灌装机系统图

啤酒灌装生产线中需要进行检测与控制的工作主要包括：空瓶清洗之前对于瓶子质量的检测以及清洗后对空瓶清洗是否合格的检测，分瓶进瓶过程中对于玻璃瓶卡瓶、爆瓶、倒瓶的检测与响应，灌装机灌装过程中对各个操作流程的控制（这是最复杂的部分）。生产线中对压盖机的控制以及对贴标、装箱的控制，还有对洗瓶、出瓶过程的控制相对比较简单，本文不做介绍，现主要研究对灌装机的控制。

图2所示为啤酒生产线控制流程。

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作者简介：何非（1982—），男，江苏靖江人，南京理工大学讲师，博士，主要研究方向为制造业信息化。
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