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一、引　言

近年來,隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展,人們物質(zhì)生活水平的提高及生活節(jié)奏的加快,逐漸希望購到一些包裝精巧、攜帶方便的日常消費品,諸如:面粉、大米、小食品、洗衣粉等,而要完成這些散裝粉、粒狀物料的包裝則需要大量高速、準(zhǔn)確的定量包裝設(shè)備。

目前,國內(nèi)此類定量包裝設(shè)備的計量裝置有兩種方式:容積式和稱重式(包括單秤、雙秤)。

由表1可見,容積式計量無法滿足高準(zhǔn)確度的要求,單秤稱重式計量的速度又太低,而雙秤稱重式計量裝置的成本高且其計量速度仍不理想。因此,需要有一種新的計量裝置在保證高準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上達(dá)到理想的計量速度。

二、新型高速定量包裝秤

新型高速定量包裝秤的主要結(jié)構(gòu),該計量部分采用“雙路四斗”結(jié)構(gòu)形式。“雙路”即除料倉外的給料和稱重部分有完全相同的兩套裝置,兩套裝置協(xié)調(diào)工作能使工作效率提高一倍;“四斗”即每套稱重料斗有粗、細(xì)兩個料斗,兩個料斗同時稱重,再次縮短了稱重時間,最終可使包裝速度達(dá)到60袋/分鐘。

給料機構(gòu)分為兩級,上級振動給料機接受料倉物料,經(jīng)分料器分時送往下級的粗、細(xì)振動給料機,最終將物料送至粗、細(xì)稱量料斗稱重,細(xì)料斗位于粗料斗正下方。

系統(tǒng)啟動后,工作過程如下:一路先進(jìn)行粗給料,到達(dá)設(shè)定值后,停止粗給料,粗料斗卸料至細(xì)料斗,然后,開始細(xì)給料,與此同時,又開始第二袋的粗給料,細(xì)給料到達(dá)設(shè)定值后,停止細(xì)給料并將細(xì)料斗中已完成粗細(xì)給料的第一袋物料卸至包裝部分,第二袋粗給料到達(dá)設(shè)定值時,停止粗給料,待細(xì)料斗卸料完畢后,再卸料至細(xì)料斗,接著,粗細(xì)料斗再次分別進(jìn)行第三袋和第二袋的稱重過程,如此循環(huán)下去。

另一路給料裝置的工作過程與此完全相同,兩路協(xié)調(diào)工作時,某一路細(xì)料斗卸料完畢后,要延時一段時間,另一路細(xì)料斗才開始卸料,如此形成兩個彼此獨立又互相影響的兩個稱重單元,必要時可實現(xiàn)單路控制。

三、可編程控制器在新型高速定量包裝秤中的應(yīng)用

要上述設(shè)備自動完成如此復(fù)雜的工作過程,自動控制問題是關(guān)鍵,現(xiàn)采用可編程控制器(PLC)作為其核心控制器件。

PLC自問世以來,以其功能強大、應(yīng)用靈活、穩(wěn)定可靠、抗干擾能力強等特點被廣泛使用。將PLC應(yīng)用于新型高速定量包裝秤,可有效解決“雙路”協(xié)調(diào)工作時的控制問題以及粗細(xì)料斗的分時卸料問題,使設(shè)備正常工作并發(fā)揮最大的工作效率。

PLC是電氣控制的核心,由于包裝設(shè)備工作起來具有連續(xù)性、頻繁性,所以要求PLC的接點能長期頻繁快速地工作,為此,選用了三菱FX2-64MT型晶體管可編程控制器。

其中,X0～X17為稱重儀表的輸出控制信號。SP1檢測料倉料位,SP2～SP5決定分料器的位置。K1為啟動開關(guān)。由于輸入輸出點數(shù)太多,不便于用手動操作檢測控制回路的完好,因此在軟件中加了一部分自診斷程序用于在工作前進(jìn)行自檢,K2用于選擇自檢方式。輸出點控制各給料機的啟停和分料器、給料機擋板、料斗門處的氣缸,Y20作為稱重儀表的啟動信號,Y30作為料倉輸料電機的控制信號。

在軟件編制時,應(yīng)注意以下幾點:1.對輸出觸點的控制,要結(jié)合考慮稱重儀表的設(shè)定值及其時序特征。

2.充分利用PLC內(nèi)部多種類型的定時器。

3.利用步進(jìn)順控指令使工作過程狀態(tài)化并實現(xiàn)兩路間及粗細(xì)料斗間的聯(lián)系及互鎖。

4.直接利用PLC內(nèi)部的特殊元件進(jìn)行控制。

以上硬件和軟件能夠使稱重部分在高準(zhǔn)確度、高速度的條件下工作,最終測量不確定度可達(dá)±(0.2～1)%,較好地解決了速度和準(zhǔn)確度的矛盾,滿足了市場的需求。當(dāng)然,在總體調(diào)試時,需要以實際經(jīng)驗確定給料機、儀表及PLC的各種參數(shù),使設(shè)備工作在最佳狀態(tài),發(fā)揮出最高效率。

四、結(jié)　論

總之,可編程控制器在新型高速定量包裝秤中的應(yīng)用,驗證了其在自動送料、順序邏輯控制中的強大優(yōu)勢,再次說明了可編程控制器是實現(xiàn)自動控制的最有力的工具之一。

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