引言：
自動定量包裝機整體設計結構合理、操作簡便、性能可靠、自動化程度高，能夠針對糧食、飼料、化肥、化工、塑料、倉儲碼頭等行業的定量包裝的生產過程，進行重力式噸袋自動定量稱重包裝設計，完成該部位的自動化生產，滿足用戶的需求。

一、控製原理
自動定量包裝機主要分為不鏽鋼料倉-1、雙螺旋給料-2、稱量鬥-3、自動卸料-4四個部分。不鏽鋼料倉用於存儲需要灌裝的物料，雙螺旋給料主要是向稱量鬥中提供物料。稱量鬥是本機的核心部分，用於測量稱量鬥內物料的實時重量，同時將實時重量信息反 饋給給料和卸料部分。自動卸料用於完成稱重定量物料的卸料裝袋。如圖    1 所示，為自動定量包裝機總圖。
本機雙螺旋給料采用電機配套減速機進行鏈條驅動，同時精給電機使用變頻器精確驅動。截料門、卸料門、夾鬆袋采用氣動執行機構，氣動電磁閥動作，氣源進入氣缸，引導其動作，進而驅動相關執行機構動作，完成自動化控製。
當不鏽鋼料倉內的物料滿足自動定量包裝的生產條件時，打開料門，在重力的作用下，物料會雙螺旋給料的進料部分。粗給電機起動快速給料，同時截料門打開，物料進入稱量鬥，當達到粗給定量時，粗給電機停止，同時精給電機起動，變頻器控製精給電機快中慢速依次運行給料，當達到標準重量時，截料門關閉，同時精給電機立即停止。稱量鬥穩定，並且卡袋機構卡緊時，卸料門打開，物料落入袋內，完成一個包裝循環。

圖 1  自動定量包裝機總圖

二、硬件設計
1、控製櫃
設計使用西門子S7-200 CPU226CN可編程控製器、鬆下小型繼電器等可靠電氣元件，可以接收係統操作指令、稱重傳感器和位置傳感器反饋信號等，然後對這些信息進行數據分析、程序運算、邏輯判斷， 發出相應的指令，進而控製小型繼電器等電氣元件動作，最終可以控製外部相關執行機構動作，同時將對應信息顯示在操作台的觸摸屏上。
2、操作台
設計使用MCGS昆侖通泰TPC-1061Ti 10.2寸觸摸屏、施耐德按鈕、指示燈等可靠電氣元件，可以組態現場的工作情況，模擬顯示整機設備工作流程、雙螺旋給料、稱量鬥物料及重量、氣缸位置等信息，可以實時在線參數整定，設定標準重量、粗給料量、精給料量，同時實時監控稱量重量，並且查看稱重數據。同時，操作人員可以通過觸摸屏和相關按鈕，向PLC控製櫃發出操作命令。
3、傳感器
稱重傳感器設計使用美國MKCELL HSX-A係列產品，並配套對應變送器，將毫伏信號轉換為DC24V 4-20mA標準信號。截料門、放料門、夾鬆袋用的位置傳感器，設計使用瑞士科瑞DW- AD係列傳感器，可以直接輸出標準的DC24V的低電平信號。
4、控製係統框圖

圖2  控製係統框圖
三、軟件設計
根據電氣原理圖和現場生產過程的操作要求，確定各執行機構的動作順序和相互之間的關係，畫出程序流程圖，再由 PLC 
輸入輸出的邏輯關係編寫出梯形圖。程序流程圖如下所示。
選擇狀態（控製櫃）
↓
自動控製
↓
初始化(自動全關三個閥+4電機)
↓
手動按下“夾/鬆（就地）”第1次
↓
夾袋閥打開，鬆開袋口，人工套袋
↓
手動按下“夾/鬆（就地）”第2次
↓
夾袋閥關閉，自動鎖住袋口
↓
自動給料開始
↓ 延時1s
↓
自動檢測稱量鬥是否在關位→NO，報警
↓YES
重量比較，滿足下限＜2%→N，報警
↓Y
粗給電機運行、同時截料閥打開
↓
延時2-10s（可設置）
↓
粗給電機停止、精給電機變頻高速運行
↓
延時2-10s（可設置）
↓

精給電機變頻低速運行
↓
重量比較，滿足上限99-101%→N，報警
↓Y
停止精給電機、同時關閉截料閥
↓
自動給料結束
↓
自動卸料開始
↓
延時1s，自動檢測夾袋閥是否處於關閉位置→N，報警
↓Y
重量比較，滿足上限99-101%→N，報警
↓Y
卸料閥打開，關位燈由亮變滅
↓
延時2-5s（可設置）
↓
卸料閥關閉，關位燈亮
↓
自動卸料結束
↓
自動給料開始，觸發循環
↓
延時1-3s（可設置）
↓
自動鬆開袋口→輸送開始
↓
人工套上空口袋
↓
手動按下“夾/鬆（就地）”，解除累計，單鍵循環、反向操作打開狀態，按一下，夾袋閥關閉，關閉狀態，按一下，夾袋閥打開
↓
夾袋閥關閉，自動鎖住袋口
↓
滿足自動卸料循環的條件

四、係統功能
1、整機采用封閉防塵結構設計，環保除塵、密封防塵設計，配有多處除塵接口，完善的除塵係統，無粉塵汙染，環保效果好，確保優良工作環境。采用優質304不鏽鋼，控製器和物料接觸主要部件采用316L超低碳不鏽鋼材料，有效的達到防酸、防腐目的。特殊要求可具有防腐、防爆、清除靜電、抽真空、除塵等功能。

2、雙螺旋送料器：采用雙螺旋給料，快慢給料分別由大小螺旋分別控製，可實現包裝速度、精度控製的無級變速調整，無堵料、沾料現象，具有工作速度快、計量準確等特點。出料口加氣動止漏閥：精度更高、無掉料。
3、單秤淨重式稱重鬥式計量結構，確保計量精度和工作速度。三級K8凯发登录入口控製，高精度稱重傳感器計量，確保計量精度。具有重量累計顯示、自動去皮、自動校零、自動落差修正、超差報警、故障自診斷等功能。
4、整機電氣控製係統采用PLC程序控製，自動/手動切換功能，具有RS485/RS232、RJ45
等多種數據通訊接口，便於聯機聯網、實時監控、遠程診斷和網絡化管理等。
5、技術參數
包裝能力: 120～240 bag/h 台稱重範圍: 20～50    kg/bag
精度等級: ≤±0.2％（十包平均≤±20g） 電源電壓:380VAC±10％ 50HZ±5％
電源功率: ～6KW（包裝機部分） 氣源壓力: 0.5～0.8MP
消耗氣量: 3~5ｍ3/h
除塵風量: 150～2000m3/h（可選） 溫度範圍: -10～40℃
相對濕度: ≤80％

結語:
本機相對於傳統的控製方式，應用 PLC和觸摸屏組成的控製係統，能夠提高設備的可靠性、穩定性、準確性、實時性，對於生產過程的自動化、信息化、智能化、人性化具有極其重要的意義。

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