1 引言

目前,自动定量包装已广泛应用于饲料等行业。采用自动定量包装与人工称量打包相比,具有称量速度快,称量精度高,省力,省人,操作简单,维护方便的特点,能极大地提高企业的信誉和经济效益。但是,在自动定量包装中称量精度和称重速度是一对互相矛盾的指标。作者在为某企业研制的DCS系列自动定量包装秤中, 采用了PLC控制技术,使产品可靠性及精度大大提高、操作方便等特点。该产品采用双秤斗、三级进料速度的方案,解决了精度与速度的矛盾。

2 定量包装秤的结构组成及工作原理

储料仓下是电动机带动的给料机构, 选择双秤并启动后,双秤量斗同时称量,物料由给料机构(双螺旋绞龙)加入称量斗,称量斗上装有2个高精度悬臂梁式传感器, 用以将饲料重量转换成电信号,经放大后送入电气控制箱进行控制,电气控制箱分别进行快、中、慢三速给料。称重结束后,截料门关闭;PLC控制截料门的开启和关闭,于是完成了饲料称量打包的自动化过程。

电气控制箱的核心部件为可编程控制器、称重仪表和变频器。在进行了性价比比较后我们选用了 DVP-32ES可编程控制器、CB920X称重仪表和VFD0073变频器。其中CB920X称重仪表使用了21世纪最新的Delta-Sigma芯片,具有高精度及快速转换的效果,高速模数转换达每秒200次,显示精度最高达1/15000,同时可选RS485为标准串行输出输入口,并通过RS485装置实现多点通讯.

3 系统设计的特点

(1)由于采用双秤斗称重,大幅提高了称重的速度,包装速度大于600包/小时(5kg包装)。

(2)我们选用双螺旋绞龙给料机,采用先快速再中速,最后慢速的控制下料方式,其控制过程可以这样简单说明:①开启截料门后,进行快速给料。此时,双绞龙同时全速旋转;②当重量≤(目标值－W1)时,进入中速给料。此时,大绞龙停止给料;③当重量≤(目标值－W2)时,进入慢速给料。此时,小绞龙低速给料;④当重量≤(目标值－W3)时,小绞龙停止给料,截料门关闭。此时,有些物料已离开储料仓, 尚在半空中, 这些物料会继续自由下落至称量斗中, 这些自由下落的物料导致称重仪表的读数有一个平均增量,称为过冲量。空中物料(即过冲量)落下达到最后的目标值,同时向PLC发出称量结束信号;可见,过冲量的大小是影响称量精度的关键。通过实践操作,我们得到过冲量自动修正公式为::过冲量(新值) = 过冲量(旧值) - [ (目标量 - 最终物料凈 重) /2 ],该修正在每次配料完后进行, 即存储器中的过冲量在所有物料配料完成后再进行修正,且修正后的过冲量将用于下一次的配料, 如果过冲量为负值, 则不进行修正, 如果新过冲量大于或等于所需物料粗重量的粗计量,则将新过冲量设定为所需物料重量之粗计量减1, 如果新过冲量大于999,则将新过冲量设为999。按照上述思路,我们编写了按三级进料速度送料的软件。经过实际使用,整个系统计量误差小于1%,效果非常令人满意。

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