0引言
由於澱粉物料本身的特點，對澱粉實現自動稱重包裝釆用絞龍供料要想達到較高的精度是比較困難的，比較成功的供料方式是風送，這導致機械部分的複雜，伴隨著電控部分相對於其它定量稱重包裝設備的控製儀表也複雜，國內現有的設備大部分是進口的，國產化是必然的趨勢。針對這種情況，開發研製了一種澱粉稱重包裝控製器。
1係統的工作流程
係統的機械部分主要包括料倉、壓力罐、快慢流閘門、噴嘴、袋夾、袋托，機械部分如圖1所示。整個係統在控製器的控製下，根據澱粉的重量、現場的狀態開關，進行不同的動作控製和相應的報警輸岀。主要流程如下：

1）開機後，係統自動檢測內部設定的參數的正誤，如有錯誤，提示出來，如不改正，不能往下進行；如無錯誤，係統可以進入保持或運行狀態。
2）在保持狀態下，用戶可以進行一、二、三級數據的設定和存取，以及一些數據的打印和顯示。
3）按下“運行”鍵後，係統進入運行狀態，同時稱重係統清零，如果零偏差超出設定值，係統報警，直到零點偏差小於設定值，方可進入下一步，等待啟動信號。
4）能否進入稱重循環，還要看料倉的料位、壓力罐中澱粉的料位。都滿足後，關閉壓力罐，該動作發出後，壓力罐的截流門未關嚴，將產生報警，不解除，不能進入下一步。
5）當壓力罐關嚴後，給出提示，可以放袋到噴嘴上，按下關合袋夾按鈕，控製器輸出夾袋動作，動作發出後,袋未夾好，係統報警，袋夾好後，解除報警。
6）如果解除上述報警或未發出上述報警，則開始向袋內全流放料，在放料到一定重量後，袋托抬起，在全流結束後，開始細流送料，在這個過程中，可能產生短細流報警、慢循環報警。
7）裝料結束後進行袋重抽檢。抽檢過程中可能產生超重報警、欠重報警、稱重器振動報警。
8）稱重結束後，傾斜袋托，放下裝滿澱粉的袋子，進入下一個稱重循環。
2方案選擇
現在生產中使用的定量包裝電子秤，其控製儀表都是以單片機為核心的稱重控製儀表，它所能處理的輸入輸出量較少，適用於顆粒狀或不易吸濕的粉狀物料的包裝控製，由於澱粉定量包裝設備的機械部分較一般的複雜，需要更為複雜的時序動作控製，以目前現有的以單片機為核心的控製係統很難勝任，而複雜的時序動作的控製正是PLC的特長，但是PLC的交互能力較弱，且高位數模擬板的成本也較高；作為一個完整的稱重控製係統，有許多參數需要經常改變，即需要豐富的鍵盤能力，這是一般單片機應用係統所擅長的，所以可取兩者的特點，整個係統是PLC子係統加單片機子係統。這是第一個方案。另一個方案是整個係統采用STD總線工控機。因為STD總線工控機有豐富的的輸入輸出模板，容易組成係統，其可靠性也較高，但其所提供的A/D模板的位數有限也滿足不了稱重的要求。第三個方案是采用基於PC總線的工控機係統。作為基於PC總線的工控機也有豐富的輸入輸岀模板，而且可以在顯示器上形象地顯示現場的工作狀態，並且可方便地進行人機對話，它的交互性是最好的，但其模擬板的A/D轉換器的位數一般為12位，再高的位數，組成係統成本較高，對現場的要求也最高。經過比較我們選擇了第一種方案。
3係統實現
在具體的實現過程中，我們選擇了性能價格比較高的韓國三星公司的PLCSP—100,由它來負責機械部分的動作控製和一些現場狀態開關的監測。
稱重部分采用我們自己設計的以單片機為核心而定量稱重控製器。
3.1PLC子係統
PLC釆用了3個輸入模塊和3個輸出模塊，分別解釋如下：
INT模塊1：全流信號、壓力罐料位、止流門關閉、袋夾關閉、空氣壓力、細流信號、噴嘴清理許可、輸送帶開動。
INT模塊2：傾斜袋托、釋放認可、上袋托延時繼電器、稱重器報警、噴嘴清理、抽檢信號、鬆袋延時選擇、殘物排放信號。
INT模塊3：電源、運行信號、LED閃爍信號、稱重循環間隔信號。
OUT模塊1：止流門、準備放袋、壓力罐排放、啟動稱重信號、上袋托延時繼電器、下袋托、上袋托、清理噴嘴。
OUT模塊2；傾斜袋托、打開袋夾、中心報警、物料不足指示、細流輸送、截流門未打開報警、全流輸送、清零啟動信號。
OUT模塊3：細流指示、全流指示、袋夾/稱重鬥未準備好報警、袋位置正確指示、袋夾關閉指示、準備好指示。
整個工作過程由PLC的程序控製。
3.2稱重控製器子係統
它包括開關量輸入輸出電路、信號調理和變換電路、單片機係統（包括程序存儲器、EEPROM和看門狗電路、實時時鍾、配置DIP開關）、鍵盤和顯示電路、打印機。
1）交流開關量輸入輸出電路：完成把稱重控製器的輸出信號送給PLC,同時把PLC的輸出信號輸入給稱重控製器。圖2中交流輸入可以是現場開關，也可來自PLC輸出。控製輸出采用固態繼電器。
2）信號調理和變換電路：把稱重傳感器轉換的重量信號放大到A/D轉換器所能接受的幅值，由A/D轉換器轉換成單片機所能處理的數字信號。
3）單片機係統：為稱重控製器的核心，它接受A/D轉換器的數據進行濾波、顯示、判斷，進行全流細流輸出、_些報警輸出；接受鍵盤輸入的數據，進行必要的碼製變換，並把必要數據存儲於EEPROM中；根據配置開關進入不同級別程序。
4）打印機：可隨時打印時間、批次、累計袋數和累計重量。
5）鍵盤顯示模塊：完成人機交互功能和狀態顯示功能，共有八位數碼管顯示和一些狀態指示，還有32個按鍵，包括10個數字鍵和22個功能鍵，給用戶一個方便的操作界麵。22個功能鍵包括：數據提取、數據存儲、批量計數、袋重檢查、菜單、自動校零、自動補償、批量袋數、預置重量、皮重、細流重量、補償重量、裝袋數量、識別號碼、裝袋單位、打印、測試、清零、運行、保持、殘物排放、報警確認。
由於靜態顯示方式數碼管發光亮，但顯示的信息少，而動態顯示方式顯示信息比靜態的多，但數碼管不亮，所以數碼管顯示電路釆用了動靜結合的電路，它以8279做動態掃描，以74LS373作靜態鎖存，再加上相應的譯碼控製電路，具體電路如圖3所示。其它電路都為標準電路，不再贅述。

3.3PLC子係統和稱重控製器子係統的聯係
PLC子係統和稱重控製器子係統的聯係如圖4所示，以往由稱重控製器發出的控製動作，先傳給PLC,然後由PLC直接控製執行器件。稱重控製器還根據稱重過程中出現的“短細流"、“慢循環"、"超重"、"欠重"、“稱重器振動"'狀態，向PLC發出報警信號，由PLC接通報警燈，同時由稱重控製器顯示給出具體的報警類型。PLC根據時序動作發給稱重控製器啟動稱重、清零命令。

4係統工作參數的三級存取
本係統的工作參數針對不同的使用級別設置了三級存取權限。三級參數的存取級別最高，置入的是那些不需要經常變更的參數，這些參數主要是根據機械設備情況及生產需要而設定。一般由生產工藝人員實施。必須打開控製櫃，改變一定的硬件配置，然後用按鍵順次更改。這些參數如“抽檢袋數”、“超重上限”、"超重下限”、“全流穩定填料時間”、“細流穩定填料時間”等等。在二級參數存取中可以根據需要任意設置運行中經常用到的參數,如“預置重量”、“皮重”、“細流重量”、“補償重量”、“批量計數”等。這一級參數可以由儀表工通過鍵盤的密碼控製設定，而無須改變硬件配置。因此其權限級別低於三級。對於一級參數存取，必須是二級和三級存取的參數都正確時方可進行。在這一級別中，可由操作工調出二級存取中置入的所有參數，根據現場情況進行選擇。其權限僅是選擇二算和實驗證明，大變形矯直方案具有更高的矯級設定的參數，而不能改變，因此權限級別最低。
5結束語
本文所給出的稱重包裝控製器，充分利用了PLC和單片機的特點,使控製器既可滿足較複雜的時序控製要求，也給用戶一個友好的使用界麵，提供了三級參數存取級別，方便用戶管理整個係統，使係統工作於最佳條件。該控製器不僅滿足了澱粉包裝的需要，也可用於類似物料的包裝控製。

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