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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 ) 。
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)如圖 1所示 , 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: 一路先進行粗給料 , 到達設(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FX2-64M T 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± ( 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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