針對固定包裝機存在的問題，本文進行了 固定式包裝機設計研究.包裝機結構如圖1所 示，由電機、輸灰裝置、袋架、微機控製係統，稱 重傳感器、插袋傳感器、壓袋氣缸、閘門氣缸、推 袋氣紅、收塵係統（圖中未畫出）等組成。采用微 機自動控製，實現壓袋、裝灰、稱量、卸袋等一係 列動作的自動化。

1儆機技統 Z.禰重憐感器 3,壓後氣釘

L推袋氣紅     5.袋架 6.輸料裝置 7.電機

主要設計技術指標為：

袋重合格率：ioo%（部標）； 單包稱重精度:±400g； 十包平均稱重精度：±200幻

單嘴產量：15t/h；

工作方式:連續。

2控製係統組成和工作原理

微機控製係統由單片機係統、稱重電路、插 袋檢測電路、輸出驅動電路等幾部分組成，其係 統結構如圖2所示。

囲2控製係統姑構

包裝機工作時，人工插入紙袋，微機經插袋 谘感器檢測到插袋信號後，發出壓袋、啟動電 機、卸料信號，閘門控製氣紅開啟卸料閘門，以 大K8凯发登录入口包裝，微機通過稱重傳感器進行包裝計 量，當計量達到90%時，微機發出信號，閘門控 製氣缸使卸料閘門關閉一半.以小K8凯发登录入口包裝.當 計量達到100%時，微機發出停止卸料、停電 機、鬆袋、卸袋信號，閘門控製氣缸關閉卸料閘 刀.壓袋氣範鬆開紙袋，推袋氣缸推動內袋架繞 外袋架旋轉，卸下滿袋，包裝機完成一個工作循 環。

開始卸料時.微機首先采樣稱重傳感器空
秤時的輸出信號（皮重），並清零,然後不停地進 行稱重采樣，並顯示瞬時重量，

3硬件設計

3.1單片機係統

單片機係統由8031單片機、程序存儲器和 鍵盤、顯示電路組成。係統擴展了一片 8217EEPROM .用於存儲係統監控程序、包裝 控製程序、係統設置參數和包裝計數.通過 8255芯片擴展了顯示、健盤電路，健盤設定係 統、選擇顯示瞬時重量和累計袋數。

3. 2稱重電路

稱重電路由稱重傳感器、信號放大電路、 A/D轉換電路三部分組成。

為保證包裝精度.本係統釆用BK-2A型高 精度測力稱重傳感器，該傳感器具有精度高，可 靠性好，使用壽命長等特點，非線性誤差可達 0. 03% ,量程0—100千克時對應輸岀直流電0 〜20mV。實踐表明，該傳感器可以滿足稱量精 度要求。

傳感器信號的放大采用2B31型信號調理 器，此器件體積小，價格低，漂移小（0. 5fxV/C “L”），噪聲低$1』—），共模抑製度高（最低為 140dB）,線性度優良（最大為0. 0025%uL"）, 130Vg的輸入保護能力，以及低通濾波器截止 頻率（2Hz~5KHz,衰減斜■率為60dB/十倍頻 程）.放大倍數高（1-2000）,輸出失調電平和電 橋激勵源等優良性能，很適合用作拉壓力傳感 器接口電路。

按設計指標中計量精度高、裝料速度快的 要求,A/D轉換電路選用12位快速A/D轉換 器AD574A.用8031的Pu查詢AD574的 STS轉換標誌*

3.3插袋檢測電路

插袋檢測采用UGN（S）3020T集成霍爾 開關傳感器.該傳感器具有靈敏可靠、體積小、 無觸點、無磨損、壽命長、功耗低、不怕灰塵、油 汙、濕熱等特點。插袋時帶動安裝在料嘴下麵的 磁鋼移動，當磁鋼和霍爾器件兩者靠近時，霍爾 器件上施加的磁感應強度增加、當磁場強度等 於或大於霍爾器件的磁場工作點時，霍爾器件 處於開態，輸出信號通過4N25光電隔離器件 與單片機的P心口連接：電路結構如圖3所示“ 由於一般霍爾器件的靈敏度不是很高、選用磁 力較強的磁鋼和低破鋼製成的磁力線集中器與 它配合，降低間隔距離要求.便於.安湊謁整，

S3播較檢測電路

L低碳鋼磁力雄集中器 2.霍不開關             3.磁鋼

3. 4     電機控製電路

圖4電機控製電路

電'路采用固體卉關SSR進行光電隔離和 驅動,驅動電路如圖4所示.當Pi」= 0時，Tu 導通.SSR接通.接觸器KM得電，觸點閉合. 電機啟動.反之電機停止，為了電路更加安全可 靠.在固體開關輸出端加一個壓敏電阻RY7D. 其標稱電壓在390〜440之間均可,SSR應與 KM安裝在一起。

3.5 電磁閥驅動路

壓袋，閘門，推袋氣缸均用電磁換向配氣閥 控製.電磁閥用固體開關SSR光電隔離和驅 動.電路如圖5所示.當P1”（或時.

導通,SSR接通，電磁閥線圈C得電，電磁閥 動作，當=1時截止，SSR關斷，C失 電,電磁閥夏位。

95電破閥駆動電路 4軟件設計控製主程序框圖如圖6所示.

圖6程序框囹

5包裝精度分析

包裝機包裝過程中，在稱重竹感器受力達 到設定值到卸料閘刀停止並完全關閉這段時 間.包裝機出灰嘴繼續出灰，造成每袋水泥實際 重量大於設定值.產生誤差,這個誤差稱為湧入 量。為了提高包裝精度,設計中采取了三點措 施：

5. 1提高釆樣頻率，使動態分辨力提高，采樣 頻率設定為12次./秒.

5.2當稱重達到90%時’使出料閘門關閉一 半，岀料能力由6kg/s下降到3kg/s ,對應12 次/s采樣頻率的動態分辨能力為0. 25kg（袋重 的0.5%）,當稱重達到100%時,執行動作約延 遲0. 03s,增加誤差0.1kg,誤差累計為0. 3kg, 為50kg袋重的0. 65%O

5.3在設定時,對湧入量進行補償。根據袋重 目標值和湧入量確定袋重設定值。

試驗表明包裝計量精度達到設計指標要 求.

6結束語

本文設計的水泥包裝微機自動控製係統- 實現機電一體化，簡化了包裝機結構.計量精度 高，'自動化程度高,操作簡便，降低了工人的勞 動強度,同時考慮了收塵問題，降低了環境汙染.家經貿委組織領導的％5”重點技術項目，日產4000噸熟料技術及裝備工程，其中 ；