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一、 引　 言

近年來(lái) , 隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 , 人們物質(zhì)生活水平的提高及生活節(jié)奏的加快 , 逐漸希望購(gòu)到一些包裝精巧、攜帶方便的日常消費(fèi)品 ,諸如: 面粉、 大米、小食品、 洗衣粉等 , 而要完成這些散裝粉、 粒狀物料的包裝則需要大量高速、 準(zhǔn)確的定量包裝設(shè)備。

目前 , 國(guó)內(nèi)此類(lèi)定量包裝設(shè)備的計(jì)量裝置有兩種方式: 容積式和稱(chēng)重式 (包括單秤、 雙秤 ) 。
容積式計(jì)量無(wú)法滿(mǎn)足高準(zhǔn)確度的要求 , 單秤稱(chēng)重式計(jì)量的速度又太低 , 而雙秤稱(chēng)重式計(jì)量裝置的成本高且其計(jì)量速度仍不理想。 因此 , 需要有一種新的計(jì)量裝置在保證高準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上達(dá)到理想的計(jì)量速度。

二、 新型高速定量包裝秤

新型高速定量包裝秤的主要結(jié)構(gòu)如圖 1所示 , 該計(jì)量部分采用 “雙路四斗” 結(jié)構(gòu)形式。“雙路”即除料倉(cāng)外的給料和稱(chēng)重部分有完全相同的兩套裝置 , 兩套裝置協(xié)調(diào)工作能使工作效率提高一倍; “四斗” 即每套稱(chēng)重料斗有粗、 細(xì)兩個(gè)料斗 , 兩個(gè)料斗同時(shí)稱(chēng)重 , 再次縮短了稱(chēng)重時(shí)間 , 最終可使包裝速度達(dá)到 60袋/分鐘。

給料機(jī)構(gòu)分為兩級(jí) , 上級(jí)振動(dòng)給料機(jī)接受料倉(cāng)物料 , 經(jīng)分料器分時(shí)送往下級(jí)的粗、 細(xì)振動(dòng)給料機(jī) , 最終將物料送至粗、 細(xì)稱(chēng)量料斗稱(chēng)重 , 細(xì)料斗位于粗料斗正下方。

系統(tǒng)啟動(dòng)后 , 工作過(guò)程如下: 一路先進(jìn)行粗給料 , 到達(dá)設(shè)定值后 , 停止粗給料 , 粗料斗卸料至細(xì)料斗 , 然后 , 開(kāi)始細(xì)給料 , 與此同時(shí) ,又開(kāi)始第二袋的粗給料 ,細(xì)給料到達(dá)設(shè)定值后 ,停止細(xì)給料并將細(xì)料斗中已完成粗細(xì)給料的第一袋物料卸至包裝部分 , 第二袋粗給料到達(dá)設(shè)定值時(shí) , 停止粗給料 , 待細(xì)料斗卸料完畢后 ,再卸料至細(xì)料斗 , 接著 , 粗細(xì)料斗再次分別進(jìn)行第三袋和第二袋的稱(chēng)重過(guò)程 , 如此循環(huán)下去。

另一路給料裝置的工作過(guò)程與此完全相同 , 兩路協(xié)調(diào)工作時(shí) , 某一路細(xì)料斗卸料完畢后 , 要延時(shí)一段時(shí)間 , 另一路細(xì)料斗才開(kāi)始卸料 , 如此形成兩個(gè)彼此獨(dú)立又互相影響的兩個(gè)稱(chēng)重單元 , 必要時(shí)可實(shí)現(xiàn)單路控制。

三、 可編程控制器在新型高速定量包裝秤中的應(yīng)用

要上述設(shè)備自動(dòng)完成如此復(fù)雜的工作過(guò)程 , 自動(dòng)控制問(wèn)題是關(guān)鍵 , 現(xiàn)采用可編程控制器 ( PLC) 作為其核心控制器件。

PLC自問(wèn)世以來(lái) , 以其功能強(qiáng)大、 應(yīng)用靈活、 穩(wěn)定可靠、 抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)被廣泛使用。將 PLC應(yīng)用于新型高速定量包裝秤 , 可有效解決 “雙路” 協(xié)調(diào)工作時(shí)的控制問(wèn)題以及粗細(xì)料斗的分時(shí)卸料問(wèn)題 , 使設(shè)備正常工作并發(fā)揮最大的工作效率。

PLC是電氣控制的核心 , 由于包裝設(shè)備工作起來(lái)具有連續(xù)性、頻繁性 ,所以要求 PLC的接點(diǎn)能長(zhǎng)期頻繁快速地工作 , 為此 , 選用了三菱FX2-64M T 型晶體管可編程控制器。

其中 , X0 ～ X17為稱(chēng)重儀表的輸出控制信號(hào)。 SP1檢測(cè)料倉(cāng)料位 , SP2 ～ SP5決定分料器的位置。 K1為啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。由于輸入輸出點(diǎn)數(shù)太多 , 不便于用手動(dòng)操作檢測(cè)控制回路的完好 , 因此在軟件中加了一部分自診斷程序用于在工作前進(jìn)行自檢 , K2用于選擇自檢方式。 輸出點(diǎn)控制各給料機(jī)的啟停和分料器、 給料機(jī)擋板、 料斗門(mén)處的氣缸 , Y20作為稱(chēng)重儀表的啟動(dòng)信號(hào) , Y30作為料倉(cāng)輸料電機(jī)的控制信號(hào)。

在軟件編制時(shí) , 應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 1. 對(duì)輸出觸點(diǎn)的控制 , 要結(jié)合考慮稱(chēng)重儀表的設(shè)定值及其時(shí)序特征。

2. 充分利用 PLC內(nèi)部多種類(lèi)型的定時(shí)器。

3. 利用步進(jìn)順控指令使工作過(guò)程狀態(tài)化并實(shí)現(xiàn)兩路間及粗細(xì)料斗間的聯(lián)系及互鎖。

4. 直接利用 PLC內(nèi)部的特殊元件進(jìn)行控制。

以上硬件和軟件能夠使稱(chēng)重部分在高準(zhǔn)確度、 高速度的條件下工作 , 最終測(cè)量不確定度可達(dá)± ( 0. 2 ～ 1)% , 較好地解決了速度和準(zhǔn)確度的矛盾 , 滿(mǎn)足了市場(chǎng)的需求。 當(dāng)然 , 在總體調(diào)試時(shí) , 需要以實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定給料機(jī)、 儀表及PLC的各種參數(shù) , 使設(shè)備工作在最佳狀態(tài) , 發(fā)揮出最高效率。

四、 結(jié)　 論

總之 , 可編程控制器在新型高速定量包裝秤中的應(yīng)用 , 驗(yàn)證了其在自動(dòng)送料、 順序邏輯控制中的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì) , 再次說(shuō)明了可編程控制器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的最有力的工具之一。

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