該文檔介紹了一種三級調速控製的全自動定量包裝秤的設計，結構簡單，可廣泛應用於流動性不好的的粉粒狀物料的定量包裝，目前該種方式在國內包裝秤中很少應用，具有一定的市場開拓空間。

一、引言
禽飼料、畜飼料、魚飼料等大多數飼料都是些流動不好、易粹的粉粒狀公司料，為保證控製係統精度和速度，過去用於成品包裝的定量包裝秤給料裝置，大多采用直落式給料、雙螺旋給料或雙振動給料等方式。定量開始後，大小給料機同時工作，當物料重量達到大給料設定值時停止大給料，並繼續保持小給料，當物料重量達到最終設定值時，關閉小給料。由於飼料具有較差的流動性以及螺旋給料或振動給料機械具有的慣性，再加上物料輸送的不均勻，定量包裝秤的動態精度很難穩定控製。基於上述問題，我們研究飼料的特性，采用變頻器三級控製的方式，將雙螺旋給料或雙振動改為單皮帶給料，這樣不僅降低設備的生產成本，而且又能保證成品的完整型。

二、定量包裝秤結構組成及技術參數

1．結構組成
目前，國內外生產的自動定量包裝秤，按計量鬥形式主要分為有鬥式和無鬥式；按重量形式主要分為淨重式和毛重式，但大都采用模塊化設計思路。設計的樣機采用無鬥式毛重進行稱量，主要由儲料倉、皮帶給料機、過渡器、截料裝置、稱重單元、夾袋裝置、氣動部分、縫包部分、成品輸送部分以及電氣控製單元等組成。其結構組成如圖1所示：

2．主要技術指標
設備的最大秤量為25～100kg；稱量速度為6～10袋/分；稱量精度為±0.5%～±1.0%；平均功耗約為5kw。

3．皮帶給料機
給料部分形式較多，通常有直落式、螺旋給料、刮刀式、振動式和皮帶給料等，根據物料的不同可選擇不同的方式，這一部分選擇是否合適直接影響到定量包裝秤的速度和精度。由於飼料行業工藝的特殊性，為克服采用漏鬥式易堵料、螺旋或刮刀易使物料破碎、振動給料粉塵汙染嚴重等問題，為此，在該設備中我們選用皮帶給料的方式。

4．稱重單元
稱重部分主要由稱重鬥、稱重傳感器、稱重顯示控製器等組成，能夠完成物料的準確計量，並能發送控製係統所需的控製信號：超、欠量信號，預置提前量信號、提前量信號、目標值信號、4～20mA模擬量信號及標準的RS232/485信號。

5．夾帶接料鬥
夾帶部分為圓形，可保證夾袋後的密封性，並流有排氣口，使袋內的粉塵及空氣及時排出，該部分主要依靠氣動執行元件完成其各項動作。
三、定量包裝秤工作原理
1．控製單元的主要結構組成
控製單元主要由計量控製儀表、可編程控製器和變頻器等組成。

2．工作原理
將設備置於自動工作狀態，開啟自動按鈕，啟動皮帶給料機進行進行一級給料，當達到預置提前量時，稱重單元發出信號，變頻器切換到二級給料方式；當達到提前量時，稱重單元發出信號，變頻器切換到三級給料方式，當達到設定目標值時，截料鬥關閉，鬆袋，套袋，係統自動切換到工頻狀態進行下一循環。其工作原理圖見圖2所示：

3．完成的功能
（1）用於控製該設備中喂料皮帶機的啟停、夾袋、鬆袋、三級給料控製、閘門、截料器及擋板的開啟，計量的啟用及成品的輸送等；
（2）用於控製該設備與周邊係統的連鎖控製；
（3）用於檢測狀態傳感器的工作狀態；
（4）可將設備的工作情況及數據傳送給上位機，並進行數據處理。

4．變頻控製部分的設計
變頻器的控製部分是該設備的核心，型號的選擇，參數的優化設定，直接關係到設備的可靠性、穩定性、定量速度和定量準確度等。給料量的大小主要是由皮帶給料機的轉速決定的，即係統最終控製對象是皮帶給料機。皮帶給料機的轉速是通過變頻器來控製的，其容量的大小直接涉及到變頻器的選用規格。從圖2控製原理圖可以看出：係統主要選用利用控製端子完成多段速度的運行控製，按操作麵板的編程按鈕進入編程狀態，設置F02=1（運行命令由控製端子給出），F053=1、F054=1（設置X1、X2為多端頻率端子），X3為變頻器的正向運轉選擇，F058=10、F059=20、F060=50（多段頻率設定值），三級給料對應的頻率組合狀態如下表：

多段速度特性如圖3所示。

四、試驗效果
該設備采用變頻器多級進行給料控製，係統運行平穩，給料均勻，速度變換平滑，無機械衝擊，對動態稱重數據影響很小。主要表現在以下幾個方麵：（1）係統的精度高，單機運行時，精度優於±0.5%；（2）係統保護功能完善，可通過人機界麵設置、修改參數，故障自診斷的結果直接顯示在人機界麵上，縮短了檢修時間，大大提高了工作效率；（3）采用軟啟動方式，避免對電機的機械衝擊，延長了電動機的使用壽命；（4）通過變頻器自身設置的參數很容易實現過流、過壓、欠壓等保護；（5）定量包裝設備運行穩定可靠,節能效果明顯；（6）環境汙染（粉塵、噪聲及對電網衝擊等）程度低，保護工人的身心健康。

五、結束語
采用變頻器多級調速的控製方式在很多行業已有較為廣泛的應用，但在定量包裝秤方麵國內還是較少見的，這可能得益於人們對以前的控製方式根深蒂固，隨著變頻器技術的快速發展，變頻技術在包裝行業應有較為廣闊的發展空間。

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