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1 引言

目前,自動(dòng)定量包裝已廣泛應(yīng)用于飼料等行業(yè)。采用自動(dòng)定量包裝與人工稱量打包相比,具有稱量速度快,稱量精度高,省力,省人,操作簡(jiǎn)單,維護(hù)方便的特點(diǎn),能極大地提高企業(yè)的信譽(yù)和經(jīng)濟(jì)效益。但是,在自動(dòng)定量包裝中稱量精度和稱重速度是一對(duì)互相矛盾的指標(biāo)。作者在為某企業(yè)研制的DCS系列自動(dòng)定量包裝秤中, 采用了PLC控制技術(shù),使產(chǎn)品可靠性及精度大大提高、操作方便等特點(diǎn)。該產(chǎn)品采用雙秤斗、三級(jí)進(jìn)料速度的方案,解決了精度與速度的矛盾。

2 定量包裝秤的結(jié)構(gòu)組成及工作原理

儲(chǔ)料倉下是電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的給料機(jī)構(gòu), 選擇雙秤并啟動(dòng)后,雙秤量斗同時(shí)稱量,物料由給料機(jī)構(gòu)(雙螺旋絞龍)加入稱量斗,稱量斗上裝有2個(gè)高精度懸臂梁式傳感器, 用以將飼料重量轉(zhuǎn)換成電信號(hào),經(jīng)放大后送入電氣控制箱進(jìn)行控制,電氣控制箱分別進(jìn)行快、中、慢三速給料。稱重結(jié)束后,截料門關(guān)閉;PLC控制截料門的開啟和關(guān)閉,于是完成了飼料稱量打包的自動(dòng)化過程。

電氣控制箱的核心部件為可編程控制器、稱重儀表和變頻器。在進(jìn)行了性價(jià)比比較后我們選用了 DVP-32ES可編程控制器、CB920X稱重儀表和VFD0073變頻器。其中CB920X稱重儀表使用了21世紀(jì)最新的Delta-Sigma芯片,具有高精度及快速轉(zhuǎn)換的效果,高速模數(shù)轉(zhuǎn)換達(dá)每秒200次,顯示精度最高達(dá)1/15000,同時(shí)可選RS485為標(biāo)準(zhǔn)串行輸出輸入口,并通過RS485裝置實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)通訊.

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

(1)由于采用雙秤斗稱重,大幅提高了稱重的速度,包裝速度大于600包/小時(shí)(5kg包裝)。

(2)我們選用雙螺旋絞龍給料機(jī),采用先快速再中速,最后慢速的控制下料方式,其控制過程可以這樣簡(jiǎn)單說明:①開啟截料門后,進(jìn)行快速給料。此時(shí),雙絞龍同時(shí)全速旋轉(zhuǎn);②當(dāng)重量≤(目標(biāo)值－W1)時(shí),進(jìn)入中速給料。此時(shí),大絞龍停止給料;③當(dāng)重量≤(目標(biāo)值－W2)時(shí),進(jìn)入慢速給料。此時(shí),小絞龍低速給料;④當(dāng)重量≤(目標(biāo)值－W3)時(shí),小絞龍停止給料,截料門關(guān)閉。此時(shí),有些物料已離開儲(chǔ)料倉, 尚在半空中, 這些物料會(huì)繼續(xù)自由下落至稱量斗中, 這些自由下落的物料導(dǎo)致稱重儀表的讀數(shù)有一個(gè)平均增量,稱為過沖量?？罩形锪?即過沖量)落下達(dá)到最后的目標(biāo)值,同時(shí)向PLC發(fā)出稱量結(jié)束信號(hào);可見,過沖量的大小是影響稱量精度的關(guān)鍵。通過實(shí)踐操作,我們得到過沖量自動(dòng)修正公式為::過沖量(新值) = 過沖量(舊值) - [ (目標(biāo)量 - 最終物料凈 重) /2 ],該修正在每次配料完后進(jìn)行, 即存儲(chǔ)器中的過沖量在所有物料配料完成后再進(jìn)行修正,且修正后的過沖量將用于下一次的配料, 如果過沖量為負(fù)值, 則不進(jìn)行修正, 如果新過沖量大于或等于所需物料粗重量的粗計(jì)量,則將新過沖量設(shè)定為所需物料重量之粗計(jì)量減1, 如果新過沖量大于999,則將新過沖量設(shè)為999。按照上述思路,我們編寫了按三級(jí)進(jìn)料速度送料的軟件。經(jīng)過實(shí)際使用,整個(gè)系統(tǒng)計(jì)量誤差小于1%,效果非常令人滿意。

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