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針對(duì)固定包裝機(jī)存在的問題，本文進(jìn)行了 固定式包裝機(jī)設(shè)計(jì)研究.包裝機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所 示，由電機(jī)、輸灰裝置、袋架、微機(jī)控制系統(tǒng)，稱 重傳感器、插袋傳感器、壓袋氣缸、閘門氣缸、推 袋氣紅、收塵系統(tǒng)（圖中未畫出）等組成。采用微 機(jī)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)壓袋、裝灰、稱量、卸袋等一系 列動(dòng)作的自動(dòng)化。

 

1儆機(jī)技統(tǒng) Z.禰重憐感器 3,壓後氣釘

 

L推袋氣紅     5.袋架 6.輸料裝置 7.電機(jī)

主要設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)為：

袋重合格率：ioo%（部標(biāo)）； 單包稱重精度:±400g； 十包平均稱重精度：±200幻

 

 

單嘴產(chǎn)量：15t/h；

工作方式:連續(xù)。

2控制系統(tǒng)組成和工作原理

微機(jī)控制系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)、稱重電路、插 袋檢測(cè)電路、輸出驅(qū)動(dòng)電路等幾部分組成，其系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

 

 

囲2控制系統(tǒng)姑構(gòu)

包裝機(jī)工作時(shí)，人工插入紙袋，微機(jī)經(jīng)插袋 咨感器檢測(cè)到插袋信號(hào)后，發(fā)出壓袋、啟動(dòng)電 機(jī)、卸料信號(hào)，閘門控制氣紅開啟卸料閘門，以 大流量包裝，微機(jī)通過稱重傳感器進(jìn)行包裝計(jì) 量，當(dāng)計(jì)量達(dá)到90%時(shí)，微機(jī)發(fā)出信號(hào)，閘門控 制氣缸使卸料閘門關(guān)閉一半.以小流量包裝.當(dāng) 計(jì)量達(dá)到100%時(shí)，微機(jī)發(fā)出停止卸料、停電 機(jī)、松袋、卸袋信號(hào)，閘門控制氣缸關(guān)閉卸料閘 刀.壓袋氣範(fàn)松開紙袋，推袋氣缸推動(dòng)內(nèi)袋架繞 外袋架旋轉(zhuǎn)，卸下滿袋，包裝機(jī)完成一個(gè)工作循 環(huán)。

開始卸料時(shí).微機(jī)首先采樣稱重傳感器空
秤時(shí)的輸出信號(hào)（皮重），并清零,然后不停地進(jìn) 行稱重采樣，并顯示瞬時(shí)重量，

3硬件設(shè)計(jì)

3.1單片機(jī)系統(tǒng)

單片機(jī)系統(tǒng)由8031單片機(jī)、程序存儲(chǔ)器和 鍵盤、顯示電路組成。系統(tǒng)擴(kuò)展了一片 8217EEPROM .用于存儲(chǔ)系統(tǒng)監(jiān)控程序、包裝 控制程序、系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)和包裝計(jì)數(shù).通過 8255芯片擴(kuò)展了顯示、健盤電路，健盤設(shè)定系 統(tǒng)、選擇顯示瞬時(shí)重量和累計(jì)袋數(shù)。

3. 2稱重電路

稱重電路由稱重傳感器、信號(hào)放大電路、 A/D轉(zhuǎn)換電路三部分組成。

為保證包裝精度.本系統(tǒng)釆用BK-2A型高 精度測(cè)力稱重傳感器，該傳感器具有精度高，可 靠性好，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，非線性誤差可達(dá) 0. 03% ,量程0—100千克時(shí)對(duì)應(yīng)輸岀直流電0 ?20mV。實(shí)踐表明，該傳感器可以滿足稱量精 度要求。

傳感器信號(hào)的放大采用2B31型信號(hào)調(diào)理 器，此器件體積小，價(jià)格低，漂移?。?. 5fxV/C “L”），噪聲低$1』—），共模抑制度高（最低為 140dB）,線性度優(yōu)良（最大為0. 0025%uL"）, 130Vg的輸入保護(hù)能力，以及低通濾波器截止 頻率（2Hz~5KHz,衰減斜■率為60dB/十倍頻 程）.放大倍數(shù)高（1-2000）,輸出失調(diào)電平和電 橋激勵(lì)源等優(yōu)良性能，很適合用作拉壓力傳感 器接口電路。

按設(shè)計(jì)指標(biāo)中計(jì)量精度高、裝料速度快的 要求,A/D轉(zhuǎn)換電路選用12位快速A/D轉(zhuǎn)換 器AD574A.用8031的Pu查詢AD574的 STS轉(zhuǎn)換標(biāo)志*

3.3插袋檢測(cè)電路

插袋檢測(cè)采用UGN（S）3020T集成霍爾 開關(guān)傳感器.該傳感器具有靈敏可靠、體積小、 無觸點(diǎn)、無磨損、壽命長(zhǎng)、功耗低、不怕灰塵、油 污、濕熱等特點(diǎn)。插袋時(shí)帶動(dòng)安裝在料嘴下面的 磁鋼移動(dòng)，當(dāng)磁鋼和霍爾器件兩者靠近時(shí)，霍爾 器件上施加的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加、當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度等 于或大于霍爾器件的磁場(chǎng)工作點(diǎn)時(shí)，霍爾器件 處于開態(tài)，輸出信號(hào)通過4N25光電隔離器件 與單片機(jī)的P心口連接：電路結(jié)構(gòu)如圖3所示“ 由于一般霍爾器件的靈敏度不是很高、選用磁 力較強(qiáng)的磁鋼和低破鋼制成的磁力線集中器與 它配合，降低間隔距離要求.便于.安湊謁整，

 

S3播較檢測(cè)電路

L低碳鋼磁力雄集中器 2.霍不開關(guān)             3.磁鋼

3. 4     電機(jī)控制電路

 

 

 

圖4電機(jī)控制電路

電'路采用固體卉關(guān)SSR進(jìn)行光電隔離和 驅(qū)動(dòng),驅(qū)動(dòng)電路如圖4所示.當(dāng)Pi」= 0時(shí)，Tu 導(dǎo)通.SSR接通.接觸器KM得電，觸點(diǎn)閉合. 電機(jī)啟動(dòng).反之電機(jī)停止，為了電路更加安全可 靠.在固體開關(guān)輸出端加一個(gè)壓敏電阻RY7D. 其標(biāo)稱電壓在390?440之間均可,SSR應(yīng)與 KM安裝在一起。

3.5 電磁閥驅(qū)動(dòng)路

壓袋，閘門，推袋氣缸均用電磁換向配氣閥 控制.電磁閥用固體開關(guān)SSR光電隔離和驅(qū) 動(dòng).電路如圖5所示.當(dāng)P1”（或時(shí).

導(dǎo)通,SSR接通，電磁閥線圈C得電，電磁閥 動(dòng)作，當(dāng)=1時(shí)截止，SSR關(guān)斷，C失 電,電磁閥夏位。

 

95電破閥駆動(dòng)電路 4軟件設(shè)計(jì)控制主程序框圖如圖6所示.

 

圖6程序框囹

5包裝精度分析

包裝機(jī)包裝過程中，在稱重竹感器受力達(dá) 到設(shè)定值到卸料閘刀停止并完全關(guān)閉這段時(shí) 間.包裝機(jī)出灰嘴繼續(xù)出灰，造成每袋水泥實(shí)際 重量大于設(shè)定值.產(chǎn)生誤差,這個(gè)誤差稱為涌入 量。為了提高包裝精度,設(shè)計(jì)中采取了三點(diǎn)措 施：

5. 1提高釆樣頻率，使動(dòng)態(tài)分辨力提高，采樣 頻率設(shè)定為12次./秒.

5.2當(dāng)稱重達(dá)到90%時(shí)’使出料閘門關(guān)閉一 半，岀料能力由6kg/s下降到3kg/s ,對(duì)應(yīng)12 次/s采樣頻率的動(dòng)態(tài)分辨能力為0. 25kg（袋重 的0.5%）,當(dāng)稱重達(dá)到100%時(shí),執(zhí)行動(dòng)作約延 遲0. 03s,增加誤差0.1kg,誤差累計(jì)為0. 3kg, 為50kg袋重的0. 65%O

5.3在設(shè)定時(shí),對(duì)涌入量進(jìn)行補(bǔ)償。根據(jù)袋重 目標(biāo)值和涌入量確定袋重設(shè)定值。

試驗(yàn)表明包裝計(jì)量精度達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要 求.

6結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的水泥包裝微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)- 實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，簡(jiǎn)化了包裝機(jī)結(jié)構(gòu).計(jì)量精度 高，'自動(dòng)化程度高,操作簡(jiǎn)便，降低了工人的勞 動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)考慮了收塵問題，降低了環(huán)境污染.家經(jīng)貿(mào)委組織領(lǐng)導(dǎo)的％5”重點(diǎn)技術(shù)項(xiàng)目，日產(chǎn)4000噸熟料技術(shù)及裝備工程，其中 ；