1　引　言

隨著社會經濟的發展及人們生活水平的不斷提高,定量商品的合格率遠不能達到人們滿意的要求,主要原因是計量設備的技術落後。目前,小量程商品的定量大多采用容積計量,速度快,但精度較低;稱重式設備精度較高,主要依賴於進口,價格昂貴,一般企業承受不了。針對此種情況,結合多年生產衡器的經驗,充分吸收國外先進技術,開發出適合我國國情的小型多頭快速全自動定量包裝機。

它是根據預先設定的程序自動完成物料的供給、計量、充填、包裝及成品輸送等功能。研製中,充分利用了PLC的特點,采用模塊化設計思想,根據需要選用雙頭秤、三頭秤或四頭秤組合的方式同時工作,既克服了容積定量準確度低的缺點,又克服了原來僅依靠單頭秤速度慢的缺點,可靠性較好,可推廣使用。

2　係統結構組成及其工藝過程

2.1　係統的結構組成

全自動定量包裝機主要是由自動定量秤和自動包裝機2大部分組成。自動定量秤主要是由儲料倉、秤架、計量鬥、稱重傳感器、狀態傳感器、給料機構、氣路係統和控製櫃等組成;自動包裝機根據用戶的需要可選配市場上銷售的包裝機(技術較成熟,本文不作詳細介紹)。

2.2　係統的工作過程

稱量開始時,由粗、細給料機同時向計量鬥中供料,當計量鬥中給料量達到提前量時,粗給料機停止給料,細給料機繼續給料,當計量鬥達到終值時,細給料機也停止給料。包裝機送準包裝信號後,計量鬥門打開,卸料至包裝機,在PLC的集中控製下,4個計量鬥按照上述的工作過程協調工作,交替卸料,與包裝機同步運行,形成既相互獨立,又相互聯係的工作體係。

3　控製係統的設計

3.1　控製係統的硬件組成

為滿足設計要求及係統接口的需要,係統共需32個輸入點和36個輸出點,同時考慮到係統工作性能及可靠性,選用三菱公司的FX2-80MR型集中進行控製。其輸入信號主要包括狀態傳感器輸入信號、包裝機準包裝信號、儀表定值輸出信號、係統自檢/工作信號等;輸出信號主要包括電機控製信號、儀表定值輸入信號、電磁閥控製信號、給料機控製信號及報警信號等。

3.2　控製係統功能

1)自檢功能　將旋鈕置於自檢狀態,控製係統逐一點亮模擬盤上的指示燈,以檢測給料機構及氣路係統是否工作完好。

2)手動/自動功能　將旋鈕置於手動狀態,用於係統初始時,對每頭秤單獨進行調試,使其準確度和速度達到最優,若沒有手動調試功能,係統調試時,4頭秤同時工作,給調試帶來極大不便。將旋鈕置於自動狀態,循環程序工作,係統按程序的要求自動進行給料、稱量、包裝及成品輸送工作。

3)報警功能　運行中,儀表出現錯誤或定量物品出現超量、欠量時,係統發出報警信號,以便進行故障排除或將超量、欠量的物品挑選出去,以保證係統正常進行和定量物品的準確度。

3.3　軟件設計

係統運行前先判斷是處於運行狀態,還是處於校準狀態。若處於校準狀態,可對儀表進行功能參數設定和校秤;若處於運行狀態,則進行自檢和工作狀態判斷。自檢狀態下,可檢測給料機構及氣路係統是否工作完好;若處於工作狀態,先運行初始化程序,利用M8002運行開始接通、然後斷開的特性,使循環程序在工作前將計量鬥中的物料卸完,計量鬥去皮重後,循環程序準備工作;同時還用來檢測儀表是否出錯,若有錯誤,程序不能正常工作,發出報警信號,以便排除。接著進行手動和自動狀態判斷,若處於手動狀態,進行手動操作,若處於自動狀態,循環程序工作,粗、細給料機同時給料,當重量達到提前量時,停止粗給料,當達到終值時,停止細給料,儀表顯示穩定後,計量鬥門打開放料。程序設計中,充分考慮到計量鬥卸料程序,開始時不受計量鬥順序影響,當包裝機發出準包裝信號時,無論哪頭秤先到達終值,都可以卸料,當1頭秤處於卸料狀態時,其他幾頭秤禁止卸料,即所謂的卸料互鎖。若有2頭秤(或3、4頭秤)同時到達終值時,程序設計從1號到4號秤順序卸料。為了節約係統運行時間,利用PLC的特性,借助中間繼電器,將動作執行繼電器線圈集中在一起,共同完成係統的動作。

4　結　語

樣機經過用戶試用表明,采用PLC集中進行控製,達到了預期設計的目的,量程為100～2000g,定量速度為20～60袋/min,定量準確度為±0.1%～±0.2%。可廣泛應用於食品、糧食、醫藥、化工等行業,大大提高了工作效率。同時係統還留有RS232、RS422接口,可直接與打印機連接,打印報表,也可與微機進行通訊,進行數據管理;另外,係統自身還具有自動累計重量、定量袋數等功能。

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