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1　引　言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人們生活水平的不斷提高, 定量商品的合格率遠(yuǎn)不能達(dá)到人們滿意的要求, 主要原因是計(jì)量設(shè)備的技術(shù)落后。目前, 小量程商品的定量大多采用容積計(jì)量, 速度快, 但精度較低;稱(chēng)重式設(shè)備精度較高, 主要依賴(lài)于進(jìn)口,價(jià)格昂貴, 一般企業(yè)承受不了。針對(duì)此種情況, 結(jié)合多年生產(chǎn)衡器的經(jīng)驗(yàn), 充分吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù),開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)國(guó)情的小型多頭快速全自動(dòng)定量包裝機(jī)。

它是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序自動(dòng)完成物料的供給、 計(jì)量、 充填、 包裝及成品輸送等功能。研制中,充分利用了 PLC 的特點(diǎn), 采用模塊化設(shè)計(jì)思想,根據(jù)需要選用雙頭秤、 三頭秤或四頭秤組合的方式同時(shí)工作, 既克服了容積定量準(zhǔn)確度低的缺點(diǎn),又克服了原來(lái)僅依靠單頭秤速度慢的缺點(diǎn), 可靠性較好, 可推廣使用。

2　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成及其工藝過(guò)程

2. 1　系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

全自動(dòng)定量包裝機(jī)主要是由自動(dòng)定量秤和自動(dòng)包裝機(jī) 2大部分組成。主要是由儲(chǔ)料倉(cāng)、 秤架、 計(jì)量斗、 稱(chēng)重傳感器、 狀態(tài)傳感器、 給料機(jī)構(gòu)、氣路系統(tǒng)和控制柜等組成; 自動(dòng)包裝機(jī)根據(jù)用戶(hù)的需要可選配市場(chǎng)上銷(xiāo)售的包裝機(jī)( 技術(shù)較成熟, 本文不作詳細(xì)介紹) 。

2. 2　系統(tǒng)的工藝過(guò)程

稱(chēng)量開(kāi)始時(shí), 由粗、 細(xì)給料機(jī)同時(shí)向計(jì)量斗中供料, 當(dāng)計(jì)量斗中給料量達(dá)到提前量時(shí), 粗給料機(jī)停止給料, 細(xì)給料機(jī)繼續(xù)給料, 當(dāng)計(jì)量斗達(dá)到終值時(shí), 細(xì)給料機(jī)也停止給料。包裝機(jī)送準(zhǔn)包裝信號(hào)后, 計(jì)量斗門(mén)打開(kāi), 卸料至包裝機(jī), 在 PLC 的集中控制下, 4 個(gè)計(jì)量斗按照上述的工作過(guò)程協(xié)調(diào)工作, 交替卸料, 與包裝機(jī)同步運(yùn)行, 形成既相互獨(dú)立, 又相互聯(lián)系的工作體系。

3　控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3. 1　控制系統(tǒng)的硬件組成

為滿足設(shè)計(jì)要求及系統(tǒng)接口的需要, 系統(tǒng)共需 32 個(gè)輸入點(diǎn)和 36 個(gè)輸出點(diǎn), 同時(shí)考慮到系統(tǒng)工作性能及可靠性, 選用三菱公司的 FX2-80MR型集中進(jìn)行控制。其輸入信號(hào)主要包括狀態(tài)傳感器輸入信號(hào)、 包裝機(jī)準(zhǔn)包裝信號(hào)、 儀表定值輸出信號(hào)、 系統(tǒng)自檢/ 工作信號(hào)等; 輸出信號(hào)主要包括電機(jī)控制信號(hào)、 儀表定值輸入信號(hào)、 電磁閥控制信號(hào)、 給料機(jī)控制信號(hào)及報(bào)警信號(hào)等。 

3. 2　控制系統(tǒng)功能

1) 自檢功能　將旋鈕置于自檢狀態(tài), 控制系統(tǒng)逐一點(diǎn)亮模擬盤(pán)上的指示燈, 以檢測(cè)給料機(jī)構(gòu)及氣路系統(tǒng)是否工作完好。

2) 手動(dòng)/ 自動(dòng)功能　將旋鈕置于手動(dòng)狀態(tài),用于系統(tǒng)初始時(shí), 對(duì)每頭秤單獨(dú)進(jìn)行調(diào)試, 使其準(zhǔn)確度和速度達(dá)到最優(yōu), 若沒(méi)有手動(dòng)調(diào)試功能, 系統(tǒng)調(diào)試時(shí), 4 頭秤同時(shí)工作, 給調(diào)試帶來(lái)極大不便。將旋鈕置于自動(dòng)狀態(tài), 循環(huán)程序工作, 系統(tǒng)按程序的要求自動(dòng)進(jìn)行給料、 稱(chēng)量、 包裝及成品輸送工作。

3) 報(bào)警功能　運(yùn)行中, 儀表出現(xiàn)錯(cuò)誤或定量物品出現(xiàn)超量、 欠量時(shí), 系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào), 以便進(jìn)行故障排除或?qū)⒊俊?nbsp;欠量的物品挑選出去, 以保證系統(tǒng)正常進(jìn)行和定量物品的準(zhǔn)確度。

3. 3　軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)運(yùn)行前先判斷是處于運(yùn)行狀態(tài), 還是處于校準(zhǔn)狀態(tài)。 若處于校準(zhǔn)狀態(tài), 可對(duì)儀表進(jìn)行功能參數(shù)設(shè)定和校秤; 若處于運(yùn)行狀態(tài), 則進(jìn)行自檢和工作狀態(tài)判斷。 自檢狀態(tài)下, 可檢測(cè)給料機(jī)構(gòu)及氣路系統(tǒng)是否工作完好; 若處于工作狀態(tài), 先運(yùn)行初始化程序, 利用 M8002 運(yùn)行開(kāi)始接通、 然后斷開(kāi)的特性, 使循環(huán)程序在工作前將計(jì)量斗中的物料卸完,計(jì)量斗去皮重后, 循環(huán)程序準(zhǔn)備工作; 同時(shí)還用來(lái)檢測(cè)儀表是否出錯(cuò), 若有錯(cuò)誤, 程序不能正常工作, 發(fā)出報(bào)警信號(hào), 以便排除。接著進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)狀態(tài)判斷, 若處于手動(dòng)狀態(tài), 進(jìn)行手動(dòng)操作, 若處于自動(dòng)狀態(tài), 循環(huán)程序工作, 粗、 細(xì)給料機(jī)同時(shí)給料, 當(dāng)重量達(dá)到提前量時(shí), 停止粗給料, 當(dāng)達(dá)到終值時(shí), 停止細(xì)給料, 儀表顯示穩(wěn)定后, 計(jì)量斗門(mén)打開(kāi)放料。 程序設(shè)計(jì)中, 充分考慮到計(jì)量斗卸料程序, 開(kāi)始時(shí)不受計(jì)量斗順序影響, 當(dāng)包裝機(jī)發(fā)出準(zhǔn)包裝信號(hào)時(shí), 無(wú)論哪頭秤先到達(dá)終值, 都可以卸料, 當(dāng) 1 頭秤處于卸料狀態(tài)時(shí), 其他幾頭秤禁止卸料, 即所謂的卸料互鎖。若有 2 頭秤( 或 3、 4 頭秤) 同時(shí)到達(dá)終值時(shí), 程序設(shè)計(jì)從 1 號(hào)到 4 號(hào)秤順序卸料。為了節(jié)約系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間, 利用 PLC 的特性, 借助中間繼電器, 將動(dòng)作執(zhí)行繼電器線圈集中在一起, 共同完成系統(tǒng)的動(dòng)作。

4　結(jié)　語(yǔ)

樣機(jī)經(jīng)過(guò)用戶(hù)試用表明, 采用 PLC 集中進(jìn)行控制, 達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)的目的, 量程為 100～2 000 g, 定量速度為 20～60 袋/ min, 定量準(zhǔn)確度為±0. 1%～±0. 2%。可廣泛應(yīng)用于食品、 糧食、醫(yī)藥、 化工等行業(yè), 大大提高了工作效率。同時(shí)系統(tǒng)還留有RS232、 RS422 接口, 可直接與打印機(jī)連接, 打印報(bào)表, 也可與微機(jī)進(jìn)行通訊, 進(jìn)行數(shù)據(jù)管理; 另外, 系統(tǒng)自身還具有自動(dòng)累計(jì)重量、 定量袋數(shù)等功能。

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