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1.引言

隨著人們生活水平不斷提高，生活需求也與之前大不相同，人們變得越來越會享受生活，對各種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的快速發展。包裝機械發展比較快，擁有著廣闊的發展前景，其自動化水平也在不斷提高，自動控制技術在稱量充填生產中應用越來越多，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都有廣泛的應用。相對于傳統的稱重儀表控制，應用PLC 、觸摸屏、變頻器(或者伺服)組成的控制系統便于將重量設置、開關量設置、操作設定和參數修改等功能有機結合，從而提高機器速度、精度以及操作的便利性。

2.工作原理

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：人工協助上袋、自動稱量、夾袋、充填、振動、推袋、經傳送帶傳遞進行自動縫包或封口。通過改變給料方式，適應于包裝超細粉到大顆粒物料的敞口袋定量包裝。其工作流程如圖1：

圖1 工作流程

3.硬件配置

該系統主要為開關量控制，上袋、送袋、料門、抱袋等由氣缸驅動，設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、連續不斷地周期性循環。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住)，按“復位”按鈕，設備回到初始狀態。控制系統框圖如圖2 所示。

圖2 控制系統框圖

該自動稱量充填包裝機的操作和控制要求，控制系統選用Banner公司的BSP01 系列PLC，此系列的PLC 具有結構緊湊、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性。并且1 個RS485 通訊口1個RS232編程口，具有標準Modbus通訊協議。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系列變頻器驅動，BMD-A系列變頻器具有32Bit處理器、響應速度快、啟動轉矩大、過載能力強優點，通過變頻器最多16段的多段速功能實現多級加料，確保重量精度; Banner公司THM系列觸摸屏對整個系統進行過程監控顯示以及參數設定等功能。

4.程序設計

系統設計了為各功能畫面，包括顯示功能、參數設定功能、稱的標定、自動去皮、不同物料的參數配方功能等。部分設定畫面如圖3：

圖3 設定畫面

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，并判斷信號是否穩定，讀數是否準確。在PLC程序中，對于稱重模塊反饋回來的重量數據進行了相應的處理，使其重量數值精確、穩定度高。

5.結束語

該設備現場調試結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定，整機性能穩定、運行效率高，超預期完成客戶的使用要求。