一、引言

    近年來，隨著市場經濟的發展，物質生活水平的提高，人們對包裝的要求越來越高，迫切需要大量快速、準確的包裝設備，而小型定量包裝設備又在其中占有相當大的比例，廣泛應用於食品、醫藥、化工等行業。目前，市場上的小型定量包裝設備大多采用容積式計量方式，其速度快，成本低，但準確度不高；還有少數采用稱重式計量方式，雖然準確度高，但速度低，造價高，一直沒被廣泛采用。為解決這一矛盾，我們嚐試設計了一種新型的稱重式小型定量包裝設備，並根據市場調研，將其定量在500—2000g/袋。

二、主要結構

    該設備共分為兩大部分，即稱重和包裝部分。

    包裝部分可直接采用市場上的自動包裝機，能完成製袋、封口、打印生產日期、計數、成品輸送等功能。

    稱重部分執行計量功能，是重點設計對象，它主要由料倉、振動給料機、分料器、稱量

料鬥、稱重傳感器、狀態傳感器、電氣控製櫃、電磁閥箱等組成（如圖1所示）。為解決包裝速度與準確度之間的矛盾，稱重部分采用了“雙頭分鬥”方式。所謂“雙頭”，即除料倉外的給料和稱重部分具有完全相同的兩組裝置，這兩組裝置同時協調工作，使工作效率提高一倍；所謂“分鬥”，就是每組的稱重料鬥有粗細兩個料鬥且同時稱重，這就再次縮短了稱重時間，最終可使包裝速度達到20-60袋/秒

    給料機構分為兩級，上級振動給料機接受料倉物料，經分料器分別送往下級的粗細振動給料機，後者又分別將物料送至粗細稱量料鬥進行稱重。細料鬥位於粗料鬥的正下方。每個料鬥都裝有稱重傳感器，後者可采用精度為0.02%的電阻應變式傳感器。料倉和粗細振動給料機均裝有檢測開關，用於監視料位和物流。電氣控製櫃內部裝有PLC，、稱重儀表、控

製開關和控製電路。

三、稱重部分工作原理

    圖2給出了一組給料裝置的結構。係統啟動後，其工作過程為：首先粗給料，到達設定

值後，粗給料停止，粗料鬥卸料至細料鬥，其後開始細給料。與此同時，又開始第二袋的粗給料。當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後，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。
 

    另一組給料裝置的工作過程與此完全相同。兩組裝置協調工作時，某一組細料鬥卸料完畢後，要延時一段時間，另一組細料鬥才開始卸料。如此形成兩個彼此獨立而又互相影響的稱重單元。

四、電氣設計

    在電氣設計中，硬件的選擇和軟件的編製都要滿足上麵所述的工作過程的要求。為達到較高的反應速度，我們選擇了CB920儀表。該儀表的采樣速度為70次/秒，靈敏度達到0. 5uV/d，具有多個輸出控製點。四台儀表分別接受四隻傳感器的輸出信號。PLC是電氣控製櫃的核心，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的工作。為此，我們選用了三菱FX2 -64MT型晶體管可編程控製器。為了提高可靠性，在PLC與外部負載間還連有中間繼電器。

在硬件結構的基礎上，能否使設備正常工作並發揮最大的工作效率，其關鍵是軟件。
 

    其中，XO～X17為CB920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為啟動並關；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，所以在軟件中加了一部分自診斷程序，用於工作前自檢．K2即用於選擇自檢方式。

    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。

    上述的硬件和軟件能使稱重部分在高準確度、高速度的條件下工作，最終準確度可達±0.2-1%，較好地解決了速度與準確度間的矛盾，滿足了市場的需求。當然，在總體調試時，需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下，發揮出最高的效率。

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