无菌冷灌装生产线上的自动化技术
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图2 系统拓扑图
Lenze结合客户工艺要求和产品特点主要实现的功能有：
（1）虚轴控制：采用虚轴作为主轴，可使各实轴完全同步于虚轴。虚轴选用惯量最大 的旋盖机，可确保虚轴的控制拥有合理的速度及加速度。此外，各从轴完全同步于虚轴。
（2）断电同步停车：断电同步停车功能可用于应用生产线意外断电情况。各不同惯量 的实轴可以同步停车。其主要原理是将机械的惯性动能转化为伺服的电能，再给电机制动。 此功能必须要求伺服的控制回路一直有24V控制电源和伺服之间的直流电源并联。
（3）自动回归同步：设备要求在运行过程中各从轴之间一定要相位同步运行，避免各 瓶夹之间错位运行，从而损害瓶夹。因此在设备运行前，伺服会自动检测各伺服之间的位 置。如不在同步位，启动时伺服会按最短瓶夹距回归同步位，然后再同步运行。当然通过 观察监控系统的同步状态指示灯，如不在同步位，也可一键回归回步位。
（4）零点设定：设备的零点设定采用手动设定零点方式。由于未安装零点开关，设备 设定零点需由操作工通过人眼观察逐个设定零点。伺服本身具备零点自动保存功能，因此 在完成零点设定后均可自动记忆零点，除非人为拆卸伺服电机或者在伺服断电情况下进行 手动盘车伺服。
（5）实时误差检测：同步精度是设备正常运行的一个重要指标。每台伺服程序均设有 实时的误差监控，伺服可通过伺服编码器的位置和伺服控制器中虚轴的位置进行比较。比 较指令每毫秒进行一次，这样设备运行中如发现每毫秒出差位置误差，设备即可立刻进入 停车程序。
3.4 Lenze亮点
（1）摈弃了传统的机械联轴式传动，采用分离式伺服实现设备的高速和高精度。
（2）采用9400智能伺服控制器，其内部可支持Modular 工作方式，以瓶位为周期 单位，有效避免计算误差及累积误差的产生。
（3）智能伺服控制器可独立完成运动控制，为中央控制器减轻负担，实现了运动逻辑 分开，增加了系统的可靠性及灵活性。
（4） 直流母线共享技术及伺服的能量回馈原理，为实现同步断电停车带来了必要保障。
（5）高效的MCA伺服电机及高品质的减速机为设备提供了高精度的机械驱动及灵活 可靠的安装方式。
（6）专业独立的服务团队及销售人员，为客户量身打造最具有竞争力和最高端的灌装 设备。
4 展望
无菌冷灌装工艺因其可有效保护营养的完整性，确保饮料的原汁原味而备受青睐。目 前无菌冷灌装生产线在国内仍处于起步阶段，面向未来巨大的消费市场发展潜力，无菌冷 灌装生产线必将向高速、安全方向发展。
高速的生产线意味着在同等的生产级及工作车间投入条件下能够带来更大的生产能力。 目前国内无菌生产线的生产速度平均为42000瓶/小时，已达到国际先进水平。传统的机械 联轴式生产线由于其机械磨损及精度的原因，速度已不能满足工艺要求。因此，采用分离 式伺服传动系统是目前可实现高速生产线的一个重要因素。随着日新月异的工艺要求，无 菌冷灌装生产线未来将进一步向更加分离式及更多的伺服系统投入方向发展，从而进一步 提升生产速度。
安全的生产线是人们喝到健康饮料的前提。由于没有高温杀菌的环节，这就要求无菌 冷灌装生产线必须从机械设计角度实现无菌环境，如灌装净化室必须达到100级以上的空 气净化要求，灌装阀门结构还必须简单，易于清洗，并确保阀内无夹缝等卫生死角。无菌 冷灌装生产线必须着重于优化机械结构及生产工艺方法，向无菌、安全方向发展。
总之，在未来的饮料行业，无菌冷灌装生产线凭借其多种优势，必将引领灌装生产线 的技术潮流，成为一种重要的饮料生产方式。
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