張晉，于碩，田耕

(1.中國石化潤滑油有限公司濟(jì)南分公司，山東 濟(jì)南 250001；2.中國石油大連潤滑油研究開發(fā)中心，遼寧 大連 116021；3.中國石化銷售有限公司山東濟(jì)南石油分公司，山東 濟(jì)南 250001)

基于S7-300 PLC的潤滑油灌裝線自動化改造設(shè)計

張晉1，于碩2，田耕3

(1.中國石化潤滑油有限公司濟(jì)南分公司，山東 濟(jì)南 250001；2.中國石油大連潤滑油研究開發(fā)中心，遼寧 大連 116021；3.中國石化銷售有限公司山東濟(jì)南石油分公司，山東 濟(jì)南 250001)

文章在對常規(guī)潤滑油的灌裝工藝進(jìn)行全方位分析的基礎(chǔ)上，利用SIEMENS系列可編程控制器S7-300 PLC作為主控制系統(tǒng)，改造潤滑油自動灌裝生產(chǎn)線，將潤滑油灌裝機(jī)由原來的6個灌裝頭改造成現(xiàn)在的12個灌裝頭。在灌裝模式上，將原來的稱重模式改成容積式灌裝模式，保證灌裝線的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，提高灌裝線日產(chǎn)能。采用S7-300 PLC實(shí)現(xiàn)多閥開啟、無鋁箔封蓋剔除、自動旋蓋、反桶檢測、少桶檢測等過程的自動控制。同時給出了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計及灌裝最后現(xiàn)場調(diào)試結(jié)果，表明系統(tǒng)運(yùn)行正常，已達(dá)到技術(shù)改造目的。

灌裝設(shè)備；PLC；灌裝線；自動化

0 引言

隨著人民的物質(zhì)生活水平得到明顯的提高，人們的消費(fèi)習(xí)慣發(fā)生巨大變化，各種快速消費(fèi)品、大宗貨物產(chǎn)品的包裝越來越受到人們的重視，人們對于包裝的好壞更加在乎。各類形式新穎并且實(shí)用的包裝倍受消費(fèi)者青睞，包裝的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)不斷提高[1]。

作為當(dāng)前包裝形式的主流——液態(tài)包裝產(chǎn)品，占據(jù)了包裝行業(yè)很大份額，涉及的品種之繁多、行業(yè)之廣泛讓人難以想象，如工業(yè)、車輛方面的潤滑油；食品方面的油、醋；藥品方面的各類漿、劑等；形形色色的品牌飲料等；工農(nóng)業(yè)方面的各種化工劑類包裝等等[2]?？傊?，液體包裝產(chǎn)品在我們的生活中隨處可見，面對液體產(chǎn)品需求的不斷提高，大力發(fā)展現(xiàn)代化的灌裝技術(shù)是大勢所趨[3]。

1 灌裝機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1.1 概述

在灌裝機(jī)械發(fā)展領(lǐng)域，我國的起點(diǎn)不高，而且發(fā)展時間較晚[4]。20世紀(jì)初至50年代中期，手工灌裝操作占據(jù)主導(dǎo)。70年代初，北上廣發(fā)達(dá)城市引進(jìn)了多條國外灌裝生產(chǎn)線，隨后，我國許多制造廠家通過人工測繪等方法仿制了部分灌裝線，初步提高了我們自主研發(fā)的水平[5]。目前在灌裝設(shè)備領(lǐng)域的國產(chǎn)品牌中，北京恒拓、北京航天斯達(dá)、香港建技等品牌成為灌裝機(jī)制造領(lǐng)域的知名品牌[6]。國外灌裝機(jī)知名生產(chǎn)廠商有美國的Kiefer公司、Horix公司、意大利的OCME公司等[7]。我國的潤滑油包裝設(shè)備的生產(chǎn)水平還處于中低端層次，在主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面還處于落后狀態(tài)，控制技術(shù)改進(jìn)勢在必行。多樣化控制系統(tǒng)如PLC、DCS等在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用的日益廣泛，使我們利用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行深入發(fā)展，潤滑油、飲料、啤酒等行業(yè)的發(fā)展壯大，對灌裝機(jī)需求將會逐漸增長，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存是我國灌裝機(jī)企業(yè)面臨的共同狀況[8]。

然而，面對競爭日益激烈的國際化市場，國內(nèi)灌裝機(jī)生產(chǎn)廠家也在積極發(fā)展，不斷探索先進(jìn)技術(shù)，自動化、智能化技術(shù)尤其需要學(xué)習(xí)，并將所學(xué)的知識應(yīng)用于灌裝機(jī)新技術(shù)的研發(fā)[9]。

1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

PLC (Programmable Logical Controller，可編程序邏輯控制器)。PLC主要由CPU模塊，輸入、輸出模塊，編程器等組成，某些特殊的功能模塊是用來完成一定特殊任務(wù)的。其內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸[10]。因此，我們可以把PLC看作一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)的外部的各種開關(guān)量、模擬量等均可作為PLC的輸入，它們被存入內(nèi)部寄存器中，經(jīng)過PLC內(nèi)部的各種運(yùn)算、處理后實(shí)現(xiàn)輸出，它們是PLC的輸出變量，由輸出變量對指定設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)控制[11]。

目前，國內(nèi)實(shí)現(xiàn)簡單自動化流程的設(shè)備一般都使用PLC來實(shí)現(xiàn)，成本較低，可操作性強(qiáng)。單從包裝行業(yè)的各種小型設(shè)備就能略見一斑，許多裝箱機(jī)、碼垛機(jī)、開箱機(jī)都是使用PLC來實(shí)現(xiàn)自動化操作[12]。

1.3 改造方案

本文的改造方案是對灌裝機(jī)從控制系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)兩方面的改造和提升?？刂葡到y(tǒng)方面，進(jìn)口設(shè)備使用的是S7-200PLC作為控制系統(tǒng)核心，改造后，采用S7-300PLC作為主控制系統(tǒng)，同時采用模塊化控制改造進(jìn)口潤滑油自動灌裝生產(chǎn)線，增加了單桶灌裝模式和不同產(chǎn)品規(guī)格的灌裝模式，通過軟、硬件組態(tài)實(shí)現(xiàn)潤滑油灌裝線系統(tǒng)的優(yōu)化控制[13]；機(jī)械結(jié)構(gòu)方面增加伺服定位的優(yōu)化、氣動控制模塊優(yōu)化和灌裝頭數(shù)量，實(shí)現(xiàn)1 L包裝桶全自動灌裝、裝箱、碼垛的生產(chǎn)流程。由于需要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌裝，輸入、輸出點(diǎn)較多，相關(guān)聯(lián)設(shè)備也比較多，所需實(shí)現(xiàn)的控制較為復(fù)雜。因?yàn)槲鏖T子S7-300PLC在模塊化控制方面的技術(shù)很成熟，其他功能諸如高速計數(shù)、PID算法等功能較強(qiáng)，使得此項(xiàng)目易于實(shí)現(xiàn)，所以S7-300 PLC是主控制器的首選。

2 灌裝機(jī)的主要類型和灌裝方式

2.1 灌裝機(jī)的主要類型

灌裝機(jī)分類標(biāo)準(zhǔn)主要有兩種：一種是根據(jù)稱重形式來分類，另外一種是根據(jù)包裝物運(yùn)動形式來分類。根據(jù)灌裝的稱重形式如何進(jìn)行，有減量式稱重灌裝機(jī)和容積式灌裝機(jī)[14]。稱重式灌裝機(jī)平均速度相比容積式灌裝機(jī)要慢一些，在大批量生產(chǎn)過程中優(yōu)勢不明顯。但稱重式灌裝機(jī)在不同的工況條件下，穩(wěn)定性較好，而容積式灌裝機(jī)受工作溫度影響較大。因?yàn)椴煌臏囟?，所灌裝的液體物料的密度會有一定變化，這樣就會導(dǎo)致計量誤差，影響產(chǎn)品質(zhì)量。同樣也有根據(jù)灌裝包裝物如何運(yùn)動進(jìn)行分類，根據(jù)包裝物運(yùn)動形式可以分為旋轉(zhuǎn)型和直線型兩種主要形式。

2.2 灌裝的基本方法介紹

對于灌裝基本方法，不同類別、不同性質(zhì)的產(chǎn)品要有不同的灌裝方法，灌裝機(jī)的灌裝方法主要包括：1)常壓法；2)等壓法；3)真空法；4)重力真空式；5)壓力法。

2.3 待改造灌裝機(jī)及灌裝模式選擇

進(jìn)口灌裝機(jī)的主控制系統(tǒng)采用的是S7-200PLC，配電柜布置相對繁雜，未形成模塊化控制處理。進(jìn)口的灌裝機(jī)只有6個灌裝頭，采用稱重模式進(jìn)行灌裝，生產(chǎn)能力每小時1500桶，產(chǎn)能速度相對落后，原灌裝機(jī)如圖1所示。

圖1 原設(shè)備直線灌裝機(jī)部分

由于所生產(chǎn)的是工業(yè)用潤滑油，灌裝方式的選擇從工藝性能和要求兩方面考慮，作為潤滑油，其工藝性能如黏度、重度都屬于正常普通液體類型。對于一般的化工液料如工業(yè)酒精、潤滑油等，可以采用常壓法。雖然旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)在某些方面的優(yōu)勢高于直線型灌裝機(jī)，但是，旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)體積較大，設(shè)備稱重系統(tǒng)的技術(shù)含量較高，并且設(shè)備制造成本較高，同時速度上與直線灌裝機(jī)相比處于劣勢，因此改造后的灌裝線仍選擇直線灌裝機(jī)形式。灌裝模式上，原來的灌裝機(jī)采用的是稱重模式，灌裝速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上現(xiàn)代化的生產(chǎn)節(jié)奏，決定采用容積式灌裝方式，提升灌裝速度，實(shí)現(xiàn)大批量、訂單化生產(chǎn)。

3 潤滑油灌裝機(jī)控制系統(tǒng)改造設(shè)計方案

3.1 潤滑油灌裝機(jī)控制系統(tǒng)及流程

本系統(tǒng)要求具有將生產(chǎn)數(shù)據(jù)(工業(yè)產(chǎn)出能力、生產(chǎn)批號等)上載到PC機(jī)的功能，同時可以查看瞬時生產(chǎn)速率，已灌裝數(shù)量等等。灌裝機(jī)的設(shè)備開啟自動灌裝之后，灌裝輸送機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)。主控制系統(tǒng)采用PLC做的主控制元件，光電和接近開關(guān)等檢測傳感器作為外部輸入信號，伺服電機(jī)、動作氣缸等作為輸出元件。同時生產(chǎn)線具有產(chǎn)品的在線實(shí)時監(jiān)控功能，并具有產(chǎn)品信息的錄入功能，計算機(jī)通過串行通訊與PLC相連，能夠?qū)崟r采集數(shù)據(jù)并能進(jìn)行生產(chǎn)線數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)錄入、保存。

灌裝包裝桶在灌裝機(jī)中依次完成：上桶，進(jìn)桶，上料，進(jìn)料，灌裝，出桶，旋蓋，封箱，碼垛等9個步驟。正常操作時，在滿足聯(lián)鎖開關(guān)閉合、氣壓條件、液位條件等外部輸入信號正常時，設(shè)備在按壓啟動開關(guān)后，應(yīng)處于自動運(yùn)行模式，灌裝線上的各個工位會按照PLC中編好的程序循環(huán)掃描執(zhí)行。潤滑油灌裝系統(tǒng)設(shè)計流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)設(shè)計流程

3.2 PLC選型以及電氣設(shè)計

根據(jù)本課題設(shè)計方案選用了西門子S7-300的配套產(chǎn)品，包括電源模塊、CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、FM354定位模塊等。本設(shè)計選用了PS307電源模塊，CPU選擇315-2DP，由于需要實(shí)現(xiàn)近70個外部輸入檢測動作，近50個外部輸出動作，系統(tǒng)設(shè)計中使用了多個DI/DO、AI/AO模塊，包括2個SM321數(shù)字量輸入模塊，1個SM322數(shù)字量輸出模塊，1個SM323數(shù)字量輸入/輸出模塊，1個SM331模擬量輸入模塊，1個SM332模擬量輸出模塊用來進(jìn)行輸入、輸出指令操作。當(dāng)灌裝機(jī)的外部傳感器有輸入信號時，輸入模塊會立即將指令傳輸?shù)侥K中，當(dāng)經(jīng)過CPU處理后，需要輸出模塊相應(yīng)點(diǎn)的動作。

PLC硬件方面的配置，具體模塊布置如圖3所示。

圖3 PLC布置圖和HMI編程電纜

3.2.1 灌裝機(jī)電氣設(shè)計

灌裝機(jī)的主回路在設(shè)計時充分考慮電機(jī)負(fù)荷、交流變直流的開關(guān)電源位置和配電柜規(guī)格，使之滿足生產(chǎn)需要，控制柜的總電源開關(guān)應(yīng)安裝在控制柜面板上，以便使用時不必打開控制柜門，柜內(nèi)預(yù)留有一定的空間，方便調(diào)整?？刂乒窦友b自動照明，內(nèi)部有散熱風(fēng)扇及備用插座。電氣的主回路如圖4所示。PLC輸入輸出各留出至少5個以上的空點(diǎn)，并留有單獨(dú)不被其他設(shè)備占用的計算機(jī)連接接口，逐級設(shè)定管理控制權(quán)限。傳感器要安裝牢固，位置應(yīng)方便維護(hù)；傳感器加裝外部金屬防護(hù)，防止損壞。

圖4 主回路圖

灌裝機(jī)的電機(jī)包括2個三相異步電機(jī)和1個送桶電機(jī)和1個伺服電機(jī)，三相異步電機(jī)電機(jī)回路如圖5所示，從圖中可以看出上桶輸送電機(jī)無變速功能，灌裝輸送電機(jī)是由一個變頻器控制的，可以實(shí)現(xiàn)速度變化，此變頻器是松下VF0系列變頻器，電機(jī)輸出功率0.75 kW，額定輸出電流2.03 A。

圖5 輸送電機(jī)回路圖

3.2.2 灌裝機(jī)控制系統(tǒng)輸入、輸出模塊

兩個SM321數(shù)字量輸入模塊上，包括了空桶最少堆積輸入信號，工位檢測光電，反桶檢測光電，卡口板前后到位的輸入信號，送桶電機(jī)前進(jìn)、后退、停車信號，送桶電機(jī)前后極限開關(guān)，伺服上下極限位信號，排油壓力信號等等，具體信號分配如圖6、圖7所示。

圖6 SM321模塊的I/O接線圖

圖7 SM321模塊的I/O接線圖

3.2.3 伺服驅(qū)動系統(tǒng)

伺服電機(jī)通過齒形帶帶動兩個垂直的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，兩個滾珠絲杠帶動主橫梁向上移動，主橫梁上的12個活塞桿推動油缸活塞向上移動。主橫梁上升到初始位置，即觸發(fā)傳感器14時，伺服電機(jī)停止運(yùn)行。這個位置是油缸開始計量的起始位置(伺服零位)。

伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，主橫梁上的活塞桿帶動12個活塞向下運(yùn)動，油箱的油通過換向閥進(jìn)入油缸。伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)(也就是油缸活塞向下行走的距離)與設(shè)定的灌裝量是通過計算相對應(yīng)的，達(dá)到設(shè)定灌裝量時，伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，大、小換向氣缸拉動連桿把12個油缸的換向閥旋轉(zhuǎn)到油缸與灌裝頭連通的位置(排油位置)，等待灌裝。

FM354定位模塊是通過對伺服電機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)高速機(jī)械設(shè)備的各種定位任務(wù)的智能模塊，使用于簡單的點(diǎn)到點(diǎn)定位，或者響應(yīng)、精度和速度有極高要求的復(fù)雜運(yùn)動模式，為高速機(jī)械設(shè)備定位提供了高效解決方案[15]。FM354處理軸的實(shí)際定位，用模擬驅(qū)動接口(-10 V～+10 V)控制驅(qū)動器。編碼器(SSI或增量)報告目前軸的位置，F(xiàn)M354利用此信息來修正輸出電壓。其定位功能包括：手動調(diào)整，增量方式，MDI，運(yùn)行中的MDI，自動/單段控制。

4 潤滑油灌裝機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

4.1 控制系統(tǒng)及程序設(shè)計

原有的程序設(shè)計只能實(shí)現(xiàn)部分灌裝功能，手動、自動操作都集中在一套主程序中，不能實(shí)現(xiàn)模塊化處理。

系統(tǒng)設(shè)計中使用CPU315-2DP作為主控制器，工作電壓為220 V/380 V，輸出頻率為50～60 Hz，本次系統(tǒng)設(shè)計的主程序全部由此CPU進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了功能模塊化，如圖8所示。

圖8 SIMATIC Manager軟件硬件組態(tài)界面

首先打開SIMATIC Manager軟件，新建一個項(xiàng)目，插入一個“SIMATIC 300 Station”進(jìn)行硬件組態(tài)，打開硬件組態(tài)界面“S7 Hardware Configuration”，按照先后順序，插入機(jī)架“Rack-300”，插入電源PS307，插入CPU，插入FM354模塊，插入DI/DO模塊，插入AI/AO模塊，最后執(zhí)行“存盤和編譯Save and Compile”命令。在硬件組態(tài)完成后，進(jìn)行S7-300程序編寫，進(jìn)入編程界面，點(diǎn)擊進(jìn)入組織塊界面，如圖9所示。

灌裝機(jī)控制系統(tǒng)PLC程序設(shè)計中將主程序全部放到了OB1組織塊中，其余使用了多個FC功能塊和DB數(shù)據(jù)塊，用來進(jìn)行子程序設(shè)計和部分?jǐn)?shù)據(jù)輸入、輸出指令操作，實(shí)現(xiàn)灌裝過程的自動化。

OB1中存放的主程序是控制程序的主體部分，OB100中存放有初始化的程序OB122存有報錯程序。

圖9 PLC程序組織塊界面

編輯OB1塊主程序時，要有灌裝過程的各部分程序，如圖10～圖12所示。

圖10 PLC程序灌裝手動操作程序

圖11 PLC程序灌裝過程自動運(yùn)行程序

圖12 PLC程序灌裝過程順序控制程序

4.2 HMI程序的軟件設(shè)計

HMI是Human Machine Interface 的縮寫,即人機(jī)接口，也叫人機(jī)界面。人機(jī)界面(又稱用戶界面或使用者界面)是系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介，它實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換[16]。原灌裝機(jī)屏幕是傳統(tǒng)的電阻屏，使用過程中容易出現(xiàn)誤操作，同時也是黑白圖像。如圖13～圖16所示。

圖13 原灌裝機(jī)運(yùn)行界面

圖14 原灌裝機(jī)手動界面

圖15 原灌裝機(jī)調(diào)整灌裝量界面

圖16 原灌裝機(jī)時間調(diào)整界面

從以上界面可以發(fā)現(xiàn)原有的觸摸屏使用不方便，甚至?xí)r間都不能做到自我同步，黑白界面也使得生產(chǎn)線的科技感大打折扣，給人不舒服的感覺。同時原有的自動界面和手動界面也不適合使用者操作。由于灌裝機(jī)改造升級就要使得觸摸屏更加人性化、現(xiàn)代化，觸摸屏也同樣選擇了西門子HMI操作屏MP277，這樣便于后期維護(hù)、更換，方便調(diào)試。在硬件使用上，MP277運(yùn)行可靠，質(zhì)量方面已經(jīng)得到世界各國工控領(lǐng)域的認(rèn)可，全面達(dá)到了生產(chǎn)的使用要求。MP277的編程軟件是WinCC flexible SP3，早己成功地應(yīng)用于工控領(lǐng)域[17]。MP277開發(fā)系統(tǒng)是應(yīng)用程序的集成開發(fā)環(huán)境，可以在這個環(huán)境下完成界面的設(shè)計。面板組態(tài)軟件采用WinCC flexible SP3，操作系統(tǒng)為Windows XP Professional SP2，在進(jìn)行組態(tài)前，應(yīng)進(jìn)行用戶界面的設(shè)計方案確定。通過認(rèn)真考慮，將其用戶界面的編輯包括：油品選擇界面，灌裝過程監(jiān)控界面，實(shí)際生產(chǎn)參數(shù)設(shè)置界面，手動操作界面，伺服手動操作界面，手動排空操作界面。制作過程如圖17～圖20所示。

(1)油品選擇組態(tài)界面

圖17 油品選擇界面

設(shè)備通電觸摸屏初始化后顯示此界面。

(2)過程監(jiān)控界面

過程監(jiān)控界面中顯示了當(dāng)前灌裝量、當(dāng)前灌裝速度、油箱當(dāng)前溫度、當(dāng)前溫度補(bǔ)償系數(shù)、累計總產(chǎn)量。

圖18 過程監(jiān)控界面

(3)參數(shù)設(shè)定界面

圖19 參數(shù)設(shè)定界面

(4)手動界面

圖20 手動操作界面

5 灌裝線現(xiàn)場調(diào)試

5.1 灌裝線的現(xiàn)場調(diào)試

灌裝線的現(xiàn)場調(diào)試是在公司設(shè)備管理人員在場的情況下，在全部系統(tǒng)的控制柜的安裝、接線完成后，首先進(jìn)行上電，將現(xiàn)場的氣源打開，按照灌裝開機(jī)流程，從后往前逐一啟動，進(jìn)行電路通斷測試，然后對控制系統(tǒng)中所有輸入、輸出點(diǎn)進(jìn)行了手動動作測試。對位置不當(dāng)?shù)妮斎?、輸出信號及時進(jìn)行調(diào)整，隨后又對各工位的外部傳感器、PLC模塊進(jìn)行了測試。觀察全部測試完成后，進(jìn)行了本灌裝線的聯(lián)機(jī)調(diào)試工作，觀察檢測潤滑油灌裝工藝流程的運(yùn)行情況。改造后的灌裝機(jī)灌裝頭如圖21所示。

圖21 改造后設(shè)備直線灌裝機(jī)部分

灌裝機(jī)配電柜內(nèi)部的最終布置結(jié)構(gòu)如圖22所示。

圖22 改造后配電柜總體接線圖

5.2 改造結(jié)果對比

改造前和改造后的對比結(jié)果如表1所示。

表1 改造對比結(jié)果

6 結(jié)論

本課題從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，綜合我國液體包裝設(shè)備的現(xiàn)狀以及存在的問題，并針對原灌裝生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)率低、自動化程度低、缺乏實(shí)時監(jiān)控等缺陷，利用現(xiàn)在較為完善的控制方式，提出基于S7-300 PLC的潤滑油灌裝機(jī)控制系統(tǒng)，并對系統(tǒng)的各個功能進(jìn)行了詳盡的描述，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際需要進(jìn)行了相應(yīng)的軟硬件設(shè)計。利用西門子組態(tài)軟件設(shè)計了潤滑油灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的監(jiān)控界面。利用西門子系列PLC可編程控制器通過軟件的編寫，實(shí)現(xiàn)了灌裝機(jī)效率的大幅度提升，生產(chǎn)平均速度突破6000桶/小時，而原來的灌裝速度是1500桶/小時，同時，操作使用方便，提升了生產(chǎn)線的自動化水平，為公司生產(chǎn)提高產(chǎn)能，創(chuàng)造了工業(yè)價值。

[1] 黎書文.雜固液混合自動化灌裝設(shè)備綜述[J].現(xiàn)代機(jī)械, 2011(5):91-93.

[2] H B Liu, Zhen-yu Hou, L Z Wang, et al. Research on System of Liquid Automatic Filling[C]∥Electric Information and Control Engineering (ICEICE), 2011 International Conference on, 2011:2525-2527.

[3] 劉憲坤. 基于PLC控制系統(tǒng)的YTGZ-24500型灌裝機(jī)設(shè)備設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D]. 山東大學(xué), 2014.

[4] 楊榮秀. PLC旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計探討[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè)，2015(27):27-28.

[5] 李維軍, 謝禹鈞. PLC在潤滑油灌裝機(jī)控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用[J]. 機(jī)電一體化, 2005(4):78-80.

[6] L Wang, K Peng, C Chen, et al. The Design of the Intelligent Liquid Filling System[C]∥Electrical and Control Engineering (ICECE), 2011 International Conference on, 2011:4132-4134.

[7] 謝小鵬, 王大成. 灌裝機(jī)控制系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計[J]. 石油化工設(shè)備,2000,29(5):51-52.

[8] H Wasif, F Fahimi, D Brown, et al. Application of Multi-Fuzzy System for Condition Monitoring of Liquid Filling Machines[C]∥Industrial Technology (ICIT), 2012 IEEE International Conference on, 2012:906-912.

[9] M You, G B Zhang, R P Wang. Application of the Temperature Control System for Liquid Filling Machine[J]. Journal of Jiangnan University(Natural Science Edition), 2009,8(5):560-563.

[10] 馬銀戌, 陳港殿. 灌裝機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 食品科技,2009,34(8):83-84.

[11] 周振雄, 徐玉嬌. 全自動六線同步灌裝控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 北華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2012,13(5):604-607.

[12] 李明, 李麗娟, 楊松, 等. 全自動液體定量灌裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 包裝工程,2013,34(5):78-85.

[13] 夏春艷, 劉秀娟, 程焰. 液體灌裝機(jī)結(jié)構(gòu)綜述[J]. 佳木斯大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2000,18(2):176-179.

[14] 范國偉.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2013.

[15] 王永順.電氣控制與PLC應(yīng)用項(xiàng)目教程[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2011.

[16] 向曉漢.西門子PLC高級應(yīng)用實(shí)例精解[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2010.

[17] 薛士龍.電氣控制與可編程控制器[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2011.

Automation Modification Design of Lubricant Filling Line Based on S7-300 PLC

ZHANG Jin1, YU Shuo2, TIAN Geng3

(1.Jinan Branch, Sinopec Lubricant Co., Ltd., Jinan 250001, China; 2.PetroChina Dalian Lubricating Oil R&D Institute,Dalian 116021, China; 3.Shandong Ji' nan Petroleum Branch, Sinopec Sales Co., Ltd., Ji' nan 250001, China)

The filling process of conventional lubricant was analyzed in all directions in this paper. The SIEMENS S7-300 series programmable logic controller (PLC) was used as the main control system to realize the modification of lubricant automatic filling production line. The lubricant filling machine was transformed from the original 6 filling heads into 12 filling heads now, and the filling mode was changed from the original weighing filling to volume filling, ensuring high speed and production capacity. Through this PLC, a lot of automatic control process can be easy to be implemented, such as multi-valve opening, eliminating substandard products without aluminum foil, automatic capping, anti barrel detection and less barrel detection. Meanwhile, the system hardware and software design and the spot debugging result show that the system is operating normally, and has achieved the goal of technological transformation.

filling equipment; PLC, filling line; automation

10.19532/j.cnki.cn21-1265/tq.2017.01.012

1002-3119(2017)01-0050-10

TE626.3

A

2016-09-06。

張晉，助理工程師；2011年本科畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學(xué)，2016年在職研究生畢業(yè)于山東大學(xué)，現(xiàn)就職于中國石化潤滑油有限公司濟(jì)南分公司，從事潤滑油灌裝設(shè)備的研究、管理工作。E-mail：840118519@qq.com