基于自動稱量充填包裝機工作原理及設(shè)計方案

引言

隨著生活水平不斷提高，人們對各種休閑方便食品的需求也隨之大增，這近一步拉動了我國食品包裝業(yè)的快速發(fā)展。包裝機械發(fā)展比較快，擁有著廣闊的發(fā)展前景，其自動化水平也在不斷提高，自動控制技術(shù)在稱量充填生產(chǎn)中應(yīng)用越來越多，在大米、豆類、奶粉、飼料、金屬粉末、塑料顆粒、各種化工原料和輕工等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。相對于傳統(tǒng)的稱重儀表控制，應(yīng)用PLC 、觸摸屏、變頻器（或者伺服）組成的控制系統(tǒng)便于將重量設(shè)置、開關(guān)量設(shè)置、操作設(shè)定和參數(shù)修改等功能有機結(jié)合，從而提高機器速度、精度以及操作的便利性。

▼ 自動稱量充填包裝機

該自動稱量充填包裝機是由上料、稱重與下料料部分組成。上料部分分為儲料斗和重力供料裝置。儲料斗用于存儲需要充填的物料，重力供料裝置主要是向稱量料斗中提供物料。稱重部分即稱量斗，它通過和稱重傳感器相連，測量物料重量。下料部分用來完成重量物料的下料裝袋。其工作流程是：人工協(xié)助上袋、自動稱量、夾袋、充填、振動、推袋、經(jīng)傳送帶傳遞進行自動縫包或封口。通過改變給料方式，適應(yīng)于包裝超細粉到大顆粒物料的敞口袋定量包裝。

▼ 工作流程圖

該系統(tǒng)主要為開關(guān)量控制，上袋、送袋、料門、抱袋等由氣缸驅(qū)動，設(shè)備可手動操作也可以自動操作。手動操作要求用按鈕對機器的每一步運動單獨進行操作控制。自動操作在觸摸屏上選擇了“自動模式”后按“啟動”按鈕，機器自動地、連續(xù)不斷地周期性循環(huán)。在工作中若按下停止按鈕，則機器停止（下料動作也停止，稱斗缸中剩余物料的重量記憶?。?，按“復(fù)位”按鈕，設(shè)備回到初始狀態(tài)。

▼ 控制系統(tǒng)圖示

▼ 現(xiàn)場應(yīng)用圖

該自動稱量充填包裝機的操作和控制要求，控制系統(tǒng)選用Banner公司的BSP02 系列PLC，此系列的PLC 具有結(jié)構(gòu)緊湊、模塊化、可擴展性強、指令集豐富等特點。對外界接口具有很強的適應(yīng)性。并且1 個RS485 通訊口1個RS232編程口，具有標(biāo)準(zhǔn)Modbus通訊協(xié)議。重量處理通過PLC的RS485通訊口和稱重模塊通訊得到實時重量數(shù)值；螺旋送料以及出袋輸送帶選用Banner公司BMD-A系列變頻器驅(qū)動，BMD-A系列變頻器具有32Bit處理器、響應(yīng)速度快、啟動轉(zhuǎn)矩大、過載能力強優(yōu)點，通過變頻器最多16段的多段速功能實現(xiàn)多級加料，確保重量精度； Banner公司THM系列觸摸屏對整個系統(tǒng)進行過程監(jiān)控顯示以及參數(shù)設(shè)定等功能。

系統(tǒng)設(shè)計了為各功能畫面，包括顯示功能、參數(shù)設(shè)定功能、稱的標(biāo)定、自動去皮、不同物料的參數(shù)配方功能等。

▼ 部分程序設(shè)定圖

對于重量信號的處理中，由于稱量信號存在干擾，需要對信號進行濾波處理，并判斷信號是否穩(wěn)定，讀數(shù)是否準(zhǔn)確。在PLC程序中，對于稱重模塊反饋回來的重量數(shù)據(jù)進行了相應(yīng)的處理，使其重量數(shù)值精確、穩(wěn)定度高。

該設(shè)備現(xiàn)場調(diào)試結(jié)束后在最終用戶處實際包裝粉料，充填稱重重量誤差小且穩(wěn)定，整機性能穩(wěn)定、運行效率高，超預(yù)期完成客戶的使用要求。