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1引言

自動(dòng)定量包裝機(jī)是利用稱重控制器通過(guò)傳感器采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行運(yùn)算判斷來(lái)控制執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料進(jìn)行自動(dòng)稱重并卸料包裝的，目前市場(chǎng)上大多單稱定量自動(dòng) 包裝機(jī)是一個(gè)稱重控制器只對(duì)一個(gè)計(jì)量斗進(jìn)行控制，即單喂料單卸料的工作方式，這種控制方法已經(jīng)比較成熟， 并廣泛應(yīng)用于自動(dòng)包裝控制系統(tǒng)中。 單稱定量自動(dòng)包裝機(jī)的控制系統(tǒng).

2.1系統(tǒng)基本組成當(dāng)前大部分定量自動(dòng)包裝機(jī)是由稱重控制器、備料 斗、計(jì)量斗、卸料斗、傳感器、封裝機(jī)、支架等組成.

2.2系統(tǒng)控制過(guò)程

見(jiàn)圖1所示其工作過(guò)程為，由進(jìn)料電機(jī)給備料斗喂料，物料再?gòu)膫淞隙分羞M(jìn)入計(jì)量斗，這時(shí)計(jì)量斗內(nèi)物料的重量由傳感器 通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換被稱重控制器所采集， 稱重控制器連續(xù)采集數(shù)據(jù)并根據(jù)采集的時(shí)間差計(jì)算出當(dāng)前計(jì)量斗進(jìn)料的速度，再由預(yù)先設(shè)定的值和當(dāng)前計(jì)量斗內(nèi)物料的重量比較并計(jì)算出需要繼續(xù)進(jìn)料的時(shí)間。由于稱重控制器不停地采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行判斷計(jì)算出新的進(jìn)料速度和需要進(jìn)料的時(shí)間，再加上備料斗喂料入計(jì)量斗的喂料口大小是由稱重控制器控制的，所以可以 保證計(jì)量的精度，其中稱重控制器是這樣控制配料斗喂料口大小的：剛開(kāi)始喂料口是最大的（大投），當(dāng)計(jì)量斗內(nèi)的物料的重量接近設(shè)定值的70%~80%（具體由稱重控制器的軟件部分設(shè)定）時(shí)，喂料口收縮一部分（中投），接近 80%~95% （具體由稱重控制器的軟件部分設(shè)定）時(shí)，喂料口收縮為最小投料口（小投），最后當(dāng)計(jì)量斗內(nèi)的物重加上空中落料的重量達(dá)到設(shè)定值時(shí)即關(guān)閉備料斗的喂料 口，稱重結(jié)束，計(jì)量斗卸料入包裝袋即可封口。

由于計(jì)量斗在卸料入包裝袋的同時(shí)不能夠進(jìn)料，所以備料斗每次喂料到計(jì)量斗預(yù)先設(shè)定的值后需要等待計(jì)量斗卸料完畢方能再喂料，因此工作周期較長(zhǎng)，效率不 高，而當(dāng)備料斗喂料到計(jì)量斗這段時(shí)間內(nèi)工人也只有等待喂料完畢才能卸料入袋，所以人力也不能夠很充分地利用，針對(duì)以上問(wèn)題，筆者設(shè)計(jì)了由繼電器實(shí)現(xiàn)的雙稱定量自動(dòng)包裝機(jī)，繼電器控制的雙稱定量自動(dòng)包裝機(jī).

3.1雙稱控制方法的分析

雙稱控制的方法有很多，考慮到包裝袋袋口的大小是固定的，通過(guò)降低卸料時(shí)間來(lái)縮短工作周期很難實(shí)現(xiàn)， 故一般采用降低喂料時(shí)間來(lái)改變工作周期，改變喂料時(shí)間一般有兩種方法：一是提高供料機(jī)構(gòu)的進(jìn)料速度；二是增加計(jì)量斗數(shù)目，前者在所選進(jìn)料電機(jī)固定的情況下，只能增加進(jìn)料電機(jī)的數(shù)目。但增加電機(jī)會(huì)存在以下問(wèn)題:① 成本問(wèn)題；②安裝空間問(wèn)題；③噪音問(wèn)題?？紤]到以上問(wèn)題，故不宜多選，增加計(jì)量斗數(shù)目又可以有多種方式進(jìn)行控制工作。較常用的是PLC編程控制和單片機(jī)編程控制。 但考慮到PLC編程器價(jià)格稍高，單片機(jī)編程控制穩(wěn)定性不理想等因素，本設(shè)計(jì)主要采用繼電器控制兩儀表的工作，使兩個(gè)儀表既能夠同時(shí)獨(dú)立工作又能夠互相通信， 實(shí)現(xiàn)交替工作和優(yōu)先工作，有效地解決了工作周期長(zhǎng).

 

1)雙稱定量自動(dòng)包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

       

圖2雙稱定量自動(dòng)包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

 

3.2繼電器實(shí)現(xiàn)的雙稱定量自動(dòng)包裝機(jī)的設(shè)計(jì)

如圖2所示，繼電器控制的雙稱定量自動(dòng)包裝機(jī)的組成與單稱自動(dòng)包裝機(jī)基本相同，不同的是計(jì)量斗的個(gè)數(shù)變?yōu)?個(gè)，稱 重控制裝置內(nèi)部有2個(gè)稱重控制器，備料斗的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和稱重控制器的控制電路也都有所改變。

如圖3所示，物料由供料機(jī)構(gòu)送至備料斗，再由備料斗向2個(gè)計(jì)量斗喂料， 物料在兩個(gè)計(jì)量斗中誰(shuí)先完成定量稱量，就先卸料至包裝袋中，另一個(gè)計(jì)量斗一直等待到先定量完的那個(gè)計(jì)量斗卸料結(jié)束再卸料。如果同時(shí)定量完畢就由計(jì)量斗1先卸料。在一個(gè)計(jì)量斗卸料時(shí)，如果另一個(gè)計(jì)量斗還沒(méi)有完成定量，備料斗繼續(xù)喂料入該計(jì)量斗，直到完成定量，相應(yīng)的出料口才封口。整個(gè)稱重、卸料、相互協(xié)調(diào)過(guò)程及夾袋、松袋均由稱重 控制裝置進(jìn)行控制繼電器控制部分電路如圖4所示。

3.3繼電器實(shí)現(xiàn)雙稱定量控制的工作原理

稱重控制器開(kāi)關(guān)量輸出采用關(guān)電隔離方式，儀表開(kāi)關(guān)量輸入為低電平有效：輸出為集電極開(kāi)路晶體管輸出， 可直接驅(qū)動(dòng)直流繼電器或小型直流負(fù)載。為了能使兩個(gè)稱重控制器相互通信并交替工作，本設(shè)計(jì)對(duì)定值信號(hào)進(jìn)行控制，分四種情況進(jìn)行討論：①當(dāng)?shù)谝粋€(gè)稱重控制器的定值信號(hào)先到時(shí)，J1線圈通電，J1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，這時(shí)三極管T1相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)的接通。線圈KA1便通電，KA1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，卸料電磁閥1通電并開(kāi)始卸料。在卸料電磁閥1卸料過(guò)程中，若第二個(gè)稱重控制器的定值信號(hào)到時(shí)，J2線圈通電，但此時(shí)J1通電的高電平信號(hào)經(jīng)過(guò)光耦 U1后變?yōu)榈碗娖?，再與J2通電的高電平信號(hào)經(jīng)過(guò)邏輯與門后仍為低電平，這時(shí)三極管T2仍相當(dāng)于工作在開(kāi)關(guān) 的斷開(kāi)狀態(tài)。所以KA2線圈無(wú)法通電，卸料電磁閥2也就無(wú)法卸料。實(shí)現(xiàn)了電磁閥1卸料而電磁閥2不能同時(shí)卸料的功能。②當(dāng)?shù)诙€(gè)稱重控制器的定值信號(hào)先到時(shí)， J2線圈通電，J2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，與門U2的輸入端1這時(shí)為高電平。由于J1線圈未通電，所以與門U2的輸入端2也為高電平，輸出端3為高電平。這時(shí)三極管T2相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)的接通。繼電器KA2線圈通電，KA2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，卸料電磁閥2接通并開(kāi)始卸料。KA2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷了卸料電磁閥1接通的電路。實(shí)現(xiàn)了電磁閥2卸料而電磁閥1不能同時(shí)卸料的功能。從①和②分析來(lái)看， 卸料電磁閥1和卸料電磁閥2的接通是可以實(shí)現(xiàn)互鎖 的。這樣也就實(shí)現(xiàn)了雙喂料單卸料的功能，即雙稱控制。 ③當(dāng)兩個(gè)稱重控制器的定值信號(hào)同時(shí)到時(shí)，三極管T1工作在開(kāi)關(guān)的接通狀態(tài)。繼電器KA1線圈通電，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，卸料電磁閥1通電并開(kāi)始卸料。由于與門U2的輸 入端2在繼電器J1線圈通電后為低電平，所以經(jīng)過(guò)與門后仍為低電平，三極管T2工作在開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)狀態(tài)。卸料電磁閥2沒(méi)有接通，無(wú)法進(jìn)行卸料。從而實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)稱重控制器定值信號(hào)同時(shí)到時(shí)，稱重控制器1優(yōu)先卸料的功能。④當(dāng)兩個(gè)稱重控制器的定值信號(hào)都沒(méi)到時(shí)，兩個(gè)電磁閥都不卸料。當(dāng)一次卸料完畢以后，卸料電磁閥會(huì)把卸料完畢信號(hào)反饋給稱重控制器，為下一次的夾袋和卸料作好準(zhǔn)備。

4技術(shù)參數(shù)

稱重范圍(kg)：1~5； 5~25； 15~80 分度值(*)：1； 5； 10

計(jì)量精度(%)：0.2

稱重速度(袋/h時(shí))：450~900

壓縮空氣(MPa)：0.3~0.5

5結(jié)語(yǔ)

該電路是結(jié)合稱重控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在不改變控制器軟件的情況下，對(duì)單稱定量自動(dòng)包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行。

 

 

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