基于腾控PLC的扎啤桶清洗机的设计

1 引言
扎啤是没有经过发酵的啤酒，是一种纯天然、无色素、无防腐剂、不加糖、不加任何香精的优质饮品，营养价值极高 。扎啤桶清洗设备是随着扎啤的普及而研制开发的。随着人们生活水平的不断提高，对扎啤的消费量也逐年猛增，扎啤桶的清洗问题也随之显露，虽然市场上现行的扎啤桶清洗设备已经采用了PLC控制，实现了半自动化作业，但随着扎啤消费的进一步增大，扎啤桶的清洗效率低的问题也必将渐渐凸显。本文提出了一种基于北京腾控科技有限公司T910系列PLC的并联清洗方法，重新设计了扎啤桶清洗机的结构，使得清洗效率有了很大的提高，有效克服了清洗效率低的问题。
2 现行清洗设备分析
2.1现行清洗设备结构特征
典型的清洗设备如青岛华英啤酒设备有限公司生产的各种型号的清洗机，其清洗头都是固定在清洗设备的工作台上。当扎啤桶安放在清洗头上后，靠安装在机架上方的气压缸下压扎啤桶，使清洗头将桶盖顶开，然后进行相关作业。
2.2现行清洗设备的清洗原理
虽然现行清洗设备的生产厂家和产品型号均有所不同，但是其清洗过程都是相似的，其清洗工艺如图1所示。

图1 现行清洗设备的清洗工艺

尽管现行扎啤桶清洗设备的通用性较强，能够清洗各种型号的扎啤桶，但是其清洗能力只有100-120桶每小时 ，还需要至少两名工人协作完成，随着扎啤消费量的增大，这样的清洗效率是比较低的。
3 并联式扎啤桶清洗设备设计
3.1 并联式扎啤桶清洗设备的设计原理
如果将这种现行的清洗方法定义为串联清洗方法，所谓的串联清洗方法是指清洗动作顺次进行，即当扎啤桶安装后按照图1清洗工艺顺序进行，然后停机卸桶。这里所提出并采用的是并联清洗方法。所谓的并联清洗方法，清洗工艺中有五道工序，就设置五个清洗头对五个扎啤桶同时作业，完毕后，在短时间内使五个桶顺次改变位置。这样，当五道工序完成好后，五个桶就清洗完毕了。基于这种思路，设计了一套新的并联式扎啤桶清洗设备。
3.2 并联式扎啤桶清洗机的系统结构
本套设备共包含三大部分：液压系统（清洗泵系统部分）、电气控制系统和机械本体部分。如图2所示。

图2 清洗机系统结构图

3.2.1 清洗机液压系统设计
液压系统包括清水泵、热碱水泵和消毒水泵以及管路及其附件，以及气动阀门。按照并联清洗方法和图1所示清洗工序的要求，设计液压原理图如图3所示。