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自動顆粒包裝機(jī)是將卷筒狀的塑料薄膜或是復(fù)合薄膜等包裝材料制成袋筒，充入顆粒狀物料后，進(jìn)行封口的一種機(jī)械。它能自動完成制袋、充填、封口、切斷等全部包裝過程。其中，包裝機(jī)的熱封質(zhì)量直接影響產(chǎn)品的外觀，進(jìn)而影響產(chǎn)品的銷售，影響企業(yè)的經(jīng)營效益。所以，包裝機(jī)的熱封質(zhì)量至關(guān)重要。
 

1 主要技術(shù)參數(shù)及工藝流程

本機(jī)器用于包裝沒有黏性的細(xì)小顆粒，如味精、顆粒飼料、種子等。包裝袋的材料為聚乙烯。包裝材料成卷使用，成品袋的尺寸30 mm×80 mm、150 mm×110 mm,包裝速度 50~100 袋/min。主電機(jī)：220 V、370 W、1 440 r/min；伺服電機(jī)：110 V、8 W、1 500 r/min；加熱器：110 V、250 W。包裝機(jī)的工藝流程是接通電源開關(guān)，電源指示燈亮，同時縱封與橫封輥加熱器通電；設(shè)定縱封與橫封的溫度；裝入包裝材料；制袋；縱封熱合；裝料；橫封熱合；切斷；運(yùn)輸。
 

2 包裝機(jī)的熱封控制系統(tǒng)

包裝機(jī)的熱封控制系統(tǒng)包括熱封溫度和熱封時間的控制。熱封溫度和熱封時間是自動顆粒包裝機(jī)包裝質(zhì)量控制過程中重要的兩個物理量，它們應(yīng)與包裝材料的熱封性能相適應(yīng)，如果熱封加熱器加熱溫度過高或封口時間過長會導(dǎo)致封口有燒結(jié)、起泡現(xiàn)象；如果加熱溫度過低或封口時間過短會導(dǎo)致封口不牢的現(xiàn)象。因此，精確控制熱封溫度和熱封時間是非常必要的。包裝機(jī)的熱封控制系統(tǒng)采用可編程控制器(PLC)控制。

在包裝機(jī)的溫度控制中采用結(jié)構(gòu)簡單，測溫范圍大，響應(yīng)快的熱電偶作為測量溫度傳感器，溫度傳感器安裝在加熱電極上，它可檢測并采集來自加熱電極的溫度模擬量數(shù)據(jù)，并將溫度變量送到溫度傳感器模塊自動進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換,最后轉(zhuǎn)換成以 BCD 數(shù)碼表示的溫度值并送入 PLC，存儲并與設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較,，果實際溫度在允許范圍內(nèi),封頭動作,完成封口；如果不在范圍內(nèi),熱封頭不動作。當(dāng)被測溫度偏離設(shè)定值時,進(jìn)行 PID 控制參數(shù)的智能化自動調(diào)整, 通過 PLC 控制的固態(tài)繼電器 SSR,對熱封加熱器的通與斷實現(xiàn)控制。直到加熱器的溫度達(dá)到允許范圍內(nèi),封頭才能動作。
熱封時間由包裝袋的走帶速度決定，包裝袋的走帶速度由電動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。因此熱封時間的控制采用可編程控制器(PLC)控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)來控制。即通過變頻器變換電源頻率來實現(xiàn)電動機(jī)的變速運(yùn)轉(zhuǎn)，變頻器將實時工作電流、工作電壓傳送給 PLC，控制電動機(jī)轉(zhuǎn)速，保證系統(tǒng)能夠快速、穩(wěn)定、可靠地實現(xiàn)變速，實現(xiàn)有效的熱封時間調(diào)整。

3 系統(tǒng)硬件接線及 I/O 配置

包裝機(jī)熱封控制系統(tǒng)硬件包括可編程控制器PLC、用于控制電動機(jī)轉(zhuǎn)速的主傳動變頻器 MM440、用于溫度模擬量輸入的擴(kuò)展模塊 EM231 4TC、用于測量溫度的傳感器 K 型熱電偶和控制加熱器通斷的固態(tài)繼電器 SSR。根據(jù)輸入與輸出點數(shù)，可編程控制器選擇西門子 S7-200PLC，主機(jī) CPU 224 DC/DC/DC。
 

4 控制系統(tǒng)編程

控制系統(tǒng)程序主要包括熱封系統(tǒng)的 PID 熱封頭的溫度控制和電機(jī)變頻調(diào)速控制，其中 PID 編程包括主程序、子程序、中斷程序三部分。
 

5 結(jié)語

經(jīng)過工作測試，封口速度調(diào)速范圍為 0~20 m/min，調(diào)速精度為 1.2%；測溫范圍為 0~400 ℃，測溫精度為±2 ℃，包裝機(jī)的熱封控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定，提高了包裝機(jī)自動化水平。

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