一、引　言

近年來,隨著市場經濟的發展,人們物質生活水平的提高及生活節奏的加快,逐漸希望購到一些包裝精巧、攜帶方便的日常消費品,諸如:麵粉、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、準確的定量包裝設備。

目前,國內此類定量包裝設備的計量裝置有兩種方式:容積式和稱重式(包括單秤、雙秤)。

由表1可見,容積式計量無法滿足高準確度的要求,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確度的基礎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構,該計量部分采用“雙路四鬥”結構形式。“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,兩套裝置協調工作能使工作效率提高一倍;“四鬥”即每套稱重料鬥有粗、細兩個料鬥,兩個料鬥同時稱重,再次縮短了稱重時間,最終可使包裝速度達到60袋/分鍾。

給料機構分為兩級,上級振動給料機接受料倉物料,經分料器分時送往下級的粗、細振動給料機,最終將物料送至粗、細稱量料鬥稱重,細料鬥位於粗料鬥正下方。

係統啟動後,工作過程如下:一路先進行粗給料,到達設定值後,停止粗給料,粗料鬥卸料至細料鬥,然後,開始細給料,與此同時,又開始第二袋的粗給料,細給料到達設定值後,停止細給料並將細料鬥中已完成粗細給料的第一袋物料卸至包裝部分,第二袋粗給料到達設定值時,停止粗給料,待細料鬥卸料完畢後,再卸料至細料鬥,接著,粗細料鬥再次分別進行第三袋和第二袋的稱重過程,如此循環下去。

另一路給料裝置的工作過程與此完全相同,兩路協調工作時,某一路細料鬥卸料完畢後,要延時一段時間,另一路細料鬥才開始卸料,如此形成兩個彼此獨立又互相影響的兩個稱重單元,必要時可實現單路控製。

三、可編程控製器在新型高速定量包裝秤中的應用

要上述設備自動完成如此複雜的工作過程,自動控製問題是關鍵,現采用可編程控製器(PLC)作為其核心控製器件。

PLC自問世以來,以其功能強大、應用靈活、穩定可靠、抗幹擾能力強等特點被廣泛使用。將PLC應用於新型高速定量包裝秤,可有效解決“雙路”協調工作時的控製問題以及粗細料鬥的分時卸料問題,使設備正常工作並發揮最大的工作效率。

PLC是電氣控製的核心,由於包裝設備工作起來具有連續性、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FX2-64MT型晶體管可編程控製器。

其中,X0～X17為稱重儀表的輸出控製信號。SP1檢測料倉料位,SP2～SP5決定分料器的位置。K1為啟動開關。由於輸入輸出點數太多,不便於用手動操作檢測控製回路的完好,因此在軟件中加了一部分自診斷程序用於在工作前進行自檢,K2用於選擇自檢方式。輸出點控製各給料機的啟停和分料器、給料機擋板、料鬥門處的氣缸,Y20作為稱重儀表的啟動信號,Y30作為料倉輸料電機的控製信號。

在軟件編製時,應注意以下幾點:1.對輸出觸點的控製,要結合考慮稱重儀表的設定值及其時序特征。

2.充分利用PLC內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化並實現兩路間及粗細料鬥間的聯係及互鎖。

4.直接利用PLC內部的特殊元件進行控製。

以上硬件和軟件能夠使稱重部分在高準確度、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確度的矛盾,滿足了市場的需求。當然,在總體調試時,需要以實際經驗確定給料機、儀表及PLC的各種參數,使設備工作在最佳狀態,發揮出最高效率。

四、結　論

總之,可編程控製器在新型高速定量包裝秤中的應用,驗證了其在自動送料、順序邏輯控製中的強大優勢,再次說明了可編程控製器是實現自動控製的最有力的工具之一。

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