電子定量包裝係統是在電子稱量技術的基礎之上發展而來的一種動態定量稱量係統，是集機械、電氣、自動化、計算機等技術於一體的自動智能計量稱量設備[1—3]。電子定量包裝設備根據具體的控製程序，自動將大份的物料分成預定的小份物料。該設備因其具有智能自動稱量、生產效率高、解放勞動力等優點，在糧食加工、食品包裝、水泥包裝、醫藥包裝等領域被廣泛應用[4—6]。電子定量包裝係統是否穩定，對企業經濟效益具有直接影響，該係統如果能夠穩定的運行，可以使企業獲得最佳的經濟效益。為了提高定量稱量包裝機的包裝速度以及包裝精度，文中提出了一種基於觸摸屏和DSP的智能稱量包裝控製係統，詳細介紹了該係統硬件結構，在硬件結構的基礎上，開發了與之配套的定量稱量包裝的控製係統軟件。

1定量稱量包裝機

1.1結構介紹

定量包裝機主要包括自動控製係統、下料裝置、送料裝置、稱量裝置、夾袋裝置、成品傳送裝置[7—10]。

儲存料倉采用漏鬥形結構，主要用來存儲待稱量包裝的物料。在儲料倉側麵裝有2個物料檢測傳感器，主要作用是對料倉中的物料量進行檢測，從而保證料倉中有足夠的物料。當低位物料傳感器檢測到物料不足時，將信號傳送到下位機中，下位機對執行機構發送命令進行加料，當高位物料傳感器檢測到物料時，則將信號傳送到下位機，下位機對執行機構發送命令停止加料。輸料槽主要用來對料倉下落的物料進行傳輸，輸料槽通過電磁鐵振動帶動物料抖動從而均勻的落入稱量鬥中。在稱量鬥後端連接一個高精度壓力傳感器，當傳感器檢測到落入稱量鬥中的物料質量達到設定值時，便將信號迅速傳送到控製器中，電磁鐵停止振動，卸料電機開始動作將物料擋板打開物料送入包裝袋中，從而完成稱量包裝。

1.2定量包裝控製原理

在現有定量包裝機的基礎上進行適當改進，總體來說，加料方式仍采用二級加料的方式。所謂二級加料是指初始階段加料速度比較快，當加料量達到設定值的90%左右時，降低加料速度，以提高係統稱量精度。初始階段，定量稱量誤差比較大，此時應首先考慮加料速度，所以采用恒速控製以實現快速加料；當加料量達到某一特定值或稱量誤差小於設定值時，控製方式調整為神經網絡控製，以確保定量稱量的精度[11—15]。

2硬件係統設計

根據定量稱量包裝工藝流程，文中采用了“HMI+DSP”的控製模式。定量稱量控製係統硬件主要由人機觸摸屏、DSP信號處理模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊以及數字量輸入輸出模塊等組成。

觸摸屏是開發或操作人員與控製係統聯係的主要平台。通過觸摸屏可以設定或修改一些參數，如稱量質量、下料速度、放料速度等。另外，稱量包裝過程中的實時參數也可以由人機界麵顯示出來，便於相關人員進行包裝過程監控、參數整定等。該控製係統選用EviewMT4300C係列觸摸屏，支持多串口同時通訊、64K色顯示方式以及C語言宏代碼，RISC處理速度可以達到200MHz，具有靈活、易用等特點。

考慮到該稱量包裝控製需求，設計了一種基於DSP的主控製器。DSP芯片選用MotorolaDSP56F807，其內核為32位可編程數字信號處理器；外圍功能模塊主要包括：異步串行通信模塊SCI，用於觸摸屏通信；通用I/O模塊GPIO，用於接收按鈕及檢測傳感器觸發信號；Counter模塊，用於伺服電機控製；模數轉換器ADC，采集稱量傳感器信號；CAN總線模塊，用於控製電磁閥、信號燈等；相位檢測器，用於檢測編碼器信號；JTAG接口等。該控製器利用PC機編寫應用程序，通過JTAG接口下載與調試。

3軟件係統設計

該控製係統主要實現物料K8凯发登录入口的精確控製，通過采集稱量傳感器的模擬量信號，反饋到控製器中實現執行機構的動作，進而控製物料K8凯发登录入口。其控製過程為啟動定量稱量係統使其進入運行狀態，當滿足稱量啟動條件時（稱量鬥內有無物料、卸料門是否關閉），開始稱量。下限位傳感器檢測是否有物料，若無物料則儲料倉開始加料，當儲料倉中物料被上限位傳感器檢測到時，物料倉則停止加料。出料倉中的物料隨著振動電磁鐵的振動沿著輸料槽被輸送到稱量鬥中，壓力傳感器檢測到物料質量達到目標值時，則振動電磁特停止振動，在延時1.5s後放料電機運動將稱量鬥下方的放料擋板打開，使物料沿著料鬥進入到包裝袋中，此時完成1個周期的包裝稱量，當傳感器檢測到下一個包裝袋到位時，再重複上述動作繼續稱量。

基於人機界麵，操作或開發人員可與主控製器進行數據、信息等的交流與處理。另外，人機界麵還可以實時監控、顯示係統的運行狀態。如果運行過程中出現故障，那麽引發故障的原因會顯示在人機界麵上，對係統故障解決具有很大幫助。進入主界麵後，會出現監控界麵、報警界麵、係統界麵。其中監控界麵可用於運行方式選擇，即係統報警複位、運行參數設置、啟動自動控製、停止手動控製、啟動手動控製等；自動操作；手動操作，即包裝急停、手動鬆袋、漲袋啟動、手動快加、手動慢加；實時數據顯示，即伺服電機的轉速、I/O點狀態、包裝物料質量、不合格包數、合格包數、包裝完成包數等。報警界麵可用於係統急停報警、卡料報警、電機故障、超差故障燈。

4實驗數據分析

為了驗證所述控製方法的可行性和有效性，搭建控製係統並進行相關測試。包裝質量設定值為每袋25kg，由實驗結果可知，基於DPS定量稱量控製下，稱量裝置的稱量值為(25±0.0063)kg，標準差為0.0063kg，最大相對誤差為0.6%。實驗結果表明，采用所述基於DSP的定量稱量包裝控製係統，相對誤差較小，可以滿足設計要求。

5結語

設計了以MotorolaDSP56F807為控製核心、以觸摸屏EviewMT4300C為操作屏的定量稱量包裝控製係統。介紹了定量稱量包裝機的機械結構以及工作原理，並詳細論述了基於DSP和觸屏的硬件結構。在硬件結構的基礎上，開發了與之配套的定量稱量包裝的控製係統軟件。該控製係統提高了定量稱量包裝機的精度、可靠性和可操作性。

本文源於網絡轉載，如有侵權，請聯係刪除