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1引言
噸袋包裝機是用于大袋包裝物料的大型稱重的包裝設(shè)備。噸袋包裝機的自動化程度高，包裝精度高，包裝速度可以調(diào)節(jié)。
主要適用于礦產(chǎn)、化工、建材、糧食、飼料行業(yè)的物料大袋包裝。論文旨在設(shè)計一種以定量包裝儀表和PLC為核心的噸包自動包裝控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備很好的人機交互界面，能夠滿足日常的各種粉料、骨料和混合物料的噸包的自動稱重包裝任務(wù)。經(jīng)過實際使用，該系統(tǒng)取得了良好的工作效率和經(jīng)濟價值。
2系統(tǒng)框圖及主要部件
2.1系統(tǒng)框圖
整個控制系統(tǒng)主要由出料絞龍、執(zhí)行機構(gòu)、西門子S7-200SMARTPLC、JY500C7定量包裝儀表和SMART1000IEV3觸摸屏人機界面等幾個部分組成，可以實現(xiàn)對整個噸包包裝過程的實時控制與監(jiān)控。該系統(tǒng)可以一鍵自動完成整個工作流程，也可以手動分布操作，同時還能夠?qū)崟r顯示整個工作過程的狀態(tài)等，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1噸包自動包裝裝置系統(tǒng)框圖
執(zhí)行機構(gòu)主要是由提袋氣缸、夾袋氣缸和運動噸包小車三部分組成。主控S7-200SMARTPLC通過內(nèi)部軟件程序，按照工作流程給執(zhí)行機構(gòu)和定量包裝儀表發(fā)送命令，并將相關(guān)反饋信息顯示在觸摸屏人機界面上。
2.2西門子SINAMICSV20變頻器
SINAMICSV20變頻器為用戶提供了簡易、經(jīng)濟的驅(qū)動解決方案。具有調(diào)試過程快捷、易于操作、穩(wěn)定可靠以及經(jīng)濟高效的特點。該款變頻器有七種尺寸可供選擇，輸出功率覆蓋0.12~30kW。穿墻式安裝和壁掛式安裝均允許并排安裝USS和MODBUSRTU通信端子。異常不停機模式可以實現(xiàn)無間斷運行。較寬的電壓范圍、先進的冷卻設(shè)計和涂層PCB板大大提升了變頻器的穩(wěn)定性。在本裝置中，將V20變頻設(shè)置成多段速方式，從而實現(xiàn)絞龍電機的高速、中速和低速運轉(zhuǎn)[2,3,6]。
2.3西門子SMART1000V3觸摸屏
西門子SMART1000V3觸摸屏是西門子順應(yīng)市場需求而推出的，功能與之前相比得到了大幅度的提升，與S7-200SMARTPLC組成了完美的自動化控制與人機交互平臺。編程軟件操作簡單，集成的以太網(wǎng)接口方便和其它設(shè)備組網(wǎng)，運行速度快。
2.4定量包裝儀表JY500C7
JY500C7系列定量控制器，主要在重力式定量包裝自動衡器中作為控制部件。JY500C7系列定量控制器的顯示內(nèi)容中使用了漢字提示語，界面直觀，操作簡單，便于掌握。可選擇有稱量斗（有斗）/無稱量斗（無斗）/非連續(xù)累計（累計）/三種物料裝填方式。三級加料流量的控制（快、中、慢），其中小流量慢加時還可選擇點動動作。留有料位檢測輸入端口，以便檢測儲料料倉的料位。留有夾袋、振袋（拍袋或者墩袋）控制輸出端口。20路開關(guān)量輸入、輸出控制（8入/12出），端口功能可編程（預(yù)先指定）。輸出端口可選常開或常閉。適用于建材、化工、食品、飼料等行業(yè)。
3系統(tǒng)軟件
3.1觸摸屏監(jiān)控界面
觸摸屏人機交互界面清晰地展示了該裝置整個工作流程及操作面板。包括提袋氣缸的動作狀態(tài)、變頻器的速度控制狀態(tài)、夾袋機構(gòu)的動作狀態(tài)、小車的行進位置狀態(tài)和操作開關(guān)面板等信息。觸摸屏人機交互界面如圖2所示[4]。

圖2觸摸屏人機交互界面
3.2PLC軟件
PLC軟件部分主要包括手動程序和自動程序兩部分，其中自動程序部分是將人工將噸包袋掛在提袋氣缸上，將噸包袋口對準(zhǔn)絞龍的下料口，然后依次啟動定量包裝儀表、夾袋機構(gòu)開始夾緊噸包袋口、小車開始向噸包袋下方移動，儀表開始根據(jù)具體設(shè)置進行高速、中速和低速下料稱重，配料結(jié)束后掛袋氣缸下降、夾袋氣缸松開并將噸包放置在運料小車上，最后儀表復(fù)位、小車將稱重完畢的噸包運送至叉車位置結(jié)束。程序流程圖如圖3所示。

圖3自動程序流程圖

4結(jié)語

經(jīng)過在生產(chǎn)過程中的實際使用，發(fā)現(xiàn)該裝置設(shè)計合理，維護簡單，界面友好。能夠較好地完成各種粉料、骨料和混合物料的噸包的自動稱重包裝任務(wù)，稱重范圍0~2T，稱重精度0.2%以內(nèi)，包裝速度0~30袋/h。本裝置操作簡單，工作過程的各個狀態(tài)顯示明確。極大地提高了工作效率，取得了良好的經(jīng)濟效益。

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