VIPA的PLC控制系统，在加多宝内压检测机中的应用

灌装食品有很多优点，能在常温下存放和流通，较好地保存了天然新鲜食品的色香味及营养价值；灌装食品的原理是依靠密封杀菌，达到商业无菌要求，不需要也不允许加入任何防腐剂。罐装材料主要分为镀锡薄钢板和铝材，由于铝材制罐具有重量轻、无气味无毒害、易于加工和再回收利用等优点，逐渐成为罐装饮料的主流，但同时，铝材机械性能较低，需要在罐装过程中对罐内注入安全惰性气体，增强罐体机械强度，达到利于运输流通的目的。

在线内压检测机就是利用正常品罐内具有一定压力这一特征，对在线高速运动的每一罐密封杀菌后的饮料罐内压进行检测，对于在灌装、杀菌过程中密封性已经不良的产品（低于低限压力）和可能会在销售运输过程中产生爆裂（高于高限压力）的产品给予剔除，从而保证进入包装之前都是密封性能良好，罐内压力适中的产品。

图一：内压检测机测量原理图

内压检测机的基本工作原理如下：经过罐装封口再高温杀菌后的产品，被输送带引导进入内压检测机，两条对称柔软皮带将“被检罐”夹持向前方运送，罐子在通过测力传感器时，一瞬间将内部压力传导给测力传感器，控制器采集到单个罐子在通过测力传感器的一个周期内足够的数据点，构成完整的压力波形，这些数据点经过算法可以得到该罐产品的内压值，再通过对比“高限”与“低限”参数，决定是否剔除该产品。

图二：（上）VIPA 313-5BF13，（下）VIPA SLIO CPU015

原有控制系统是欧洲进口设备自带的专用控制器，备件成本很高，后改造成德国某知名品牌PLC系统，其内部高速中断最快只有1ms，而且受到运算处理速度的局限，实际采样周期最快只能达到>3ms，生产线勉强能达到600罐/分钟的速度，但因采样点少误差大，造成剔除装置的误打率较高，浪费严重，内压检测机成为整条生产线的瓶颈，生产效率上不去，因此加多宝的技术人员一直在调研能满足这一应用需求的PLC产品，要求：模块反应时间短，模拟量转换快，CPU采样周期短、运算速度高，成本不要太高。经过双方反复论证与在线实验，VIPA 313-5BF13真正实现了1ms的采样周期，将采样点数提高了近4倍，检测精度明显改善，有效降低了误打率，大幅减少了浪费；更可喜的是，选用VIPA SLIO系列CPU 015以及高速信号模块构建的系统，采样频率又可以比VIPA 313-5BF13提高4倍，背板传输速率、模拟量转换时间等技术指标也大幅提升，系统采样周期可达到250微秒，完全能够满足1200罐/分钟生产线的需求。
       至此，基于SPEED7处理器技术的VIPA 300S和SLIO系列PLC的优异性能得到了充分验证，并逐步在加多宝各个工厂推广使用。

图三：加多宝内压检测机现场图片

目前，加多宝已经在多个工厂的内压检测机上使用了VIPA的PLC控制系统，内压检测机效率的提升，有效提高了整条生产线的生产效率，随着越来越多的检测机选用VIPA产品，必将对增强加多宝的市场竞争力产生更深远的影响。更有意义的是，这一应用成果完全可以推广至食品饮料行业的同类设备制造商，有了VIPA的SPEED7技术的支持，用户只需投入较低的成本，即可带来倍增的效益，解决困扰企业的瓶颈，助力企业增强竞争力！