0　 引言
大宗粉状物料称量包装一直是影响产品质量合格的重要因素 , 特别在化工 、 粮食等行业 ,过去大多引进国外称量包装生产线 , 不仅成本高而且维修也很困难。近年来, 随着技术进步及自主开发能力的增强,国内也出现了各种包装机械。本文介绍的这种包装称量系统 ,利用三菱 FX 系列可编程序控制器和智能称量显示控制器 , 实现纯碱称量包装自动生产,具有速度快 、 准确度高 、 成本低等特点 。
1　 系统组成
包装称量系统是由进料螺旋、秤斗、插板阀门 、接料口 、 皮带运输机 、封口缝包机及相应的电气控制、称量控制、显示装置及各类传感器等组成, 具体流程关系如图 1 。
粉状定量包装机 称重显示控制器
系统在 PLC 装入用户程序 , 称重显示控制器进入正常待机状态上电后, 便可正常工作 。称重显示控制器负责称量并向 PLC 发出称量指示等信号 ,PLC 负责整个系统的运行控制 。
2　 系统调试
首先对称量显示装置进行调试 , 本装置选用XK3190-C1型称重显示控制器 。该控制器传感器接口采用“傻瓜机” 方式 ,一切调校工作由仪表自动进行 , 无需打开机箱进行内部调节。它有 2 路光隔离控制信号输入, 5 路光电隔离信号输出 , 并有打印接口 、 串行通讯接口、掉电检测 、看门狗电路 、 光电隔离等抗干扰手段 。控制面板采用主、副窗显示设计, 包括数字键在内共有 25 个按键, 如启动 、 停止、 加料、放料等功能键, 这是一款智能型电子秤, 可与其它自动装置配合 ,非常适合化工行业使用 。
按要求将称量控制器与称重传感器、PLC 及电源连接好,通电进行参数设定 。设定时主显示窗显示参数值 ,副显示窗显示参数类型及序号,本显示器共需设定 10 个基本参数和 7 个高级参数,设置完成后即可进入正常称量状态 。
系统由 1 台三菱 Fxos-30MR 可编程序控制器, 2 台 XK3190-C1 称重显示控制器组成一套双秤交替称量包装系统 。机械部分主要包括 2 套快慢给料螺旋机 ,2 个秤斗( 每个秤斗通过称重传感器固定在柜壁上) 。为了保证称量准确度,在每个快慢螺旋出料口与秤斗间加装快速截断阀门, 使称量截止时刻与下料停止时刻同步 , 防止空中下落部分物料影响称量的准确性。每个秤斗下设有阀门,供排料用。2 台秤斗排出的物料经共同出料口进入料口下的包装袋中,包装袋由夹袋器在人工帮助下夹在出料口上, 装完料后经延时控制打开夹袋器放下料袋,经皮带运输机输送到缝包机处缝包 ,送入传送皮带入成品库 。现场各种执行机构采用气动元件执行或电动控制, 输入信号由各型传感器及称量控制器提供 。
3　 工作原理
本系统只采用 XK3190-C1 称重显示控制器 5路数字输出的 3 路即快加料、慢加料 、放料作为PLC 的输入信号, 其余信号均不用 , 称重传感器与其直接相连, 模数转换等处理过程由显示器内部电路完成, 对外输出为数字信号 。其加、放料过程时序图如图 2 所示, 图中参数均在称重控制器设定参数时直接或间接设定了 。
4　 工作流程
当每条包装线的两个电子称重显示控制器设定完毕, 对任一台电子秤(如A 秤 ) 启动运行后, 这时X0、 X1 自动发出信号, A 秤的大、小阀门打开 , 并将大阀门中上次的预加料投入秤斗中 ,A 秤快慢加料螺旋启动加料, 当快加料(慢加料同时进行 ) 重量达到设定值时, 快加料信号 X0 停, A 秤大阀门关闭,快加料螺旋延时工作 2s 后停车 , 这时快加的料落在大阀门上做下次预加料量 ,以提高加料速度; 慢加料螺旋则继续加料到预定值 ,小阀门及慢加料螺旋同时停止。A 秤自判断重量合格后发出 X2 排料信号给 PLC , PLC 经判断袋夹已关闭, 即套上装料袋,并且 B 秤不排料 , 经延时 0. 3s 发出 Y4 信号打开秤门排料 ,延时 1s 关闭秤门准备下次装料 , 电子秤通过重量传感器判断秤斗已排空并在允许误差范围内, 再次发出 X0、X1 信号重新启动加料过程 ,否则,发出超差错误显示停止加料 。袋夹经 PLC 的特殊数据存储器 D8013 (可随意通过 PLC 上电位器调节其大小 )确定延迟时间后打开袋夹(Y5 ) ,放袋于皮带运输机上去缝包机缝包。B 秤也与 A秤一样工作,这样两台秤与一台 PLC 组成一套称量包装系统便可在人工套袋情况下连续工作了 。为了防止两秤同时放料 , 在程序中应加互锁功能 。用户部分程序如下( A 秤) :
5　 结语
本系统采用智能电子包装秤与 PLC 结合 ,在准确度方面 ,电子秤采用自动记忆补偿功能, 连续作业时,根据初始设定值和当次称量值自动调整下次增减量 ,逐步达到最佳准确度要求; 在结构方面 ,采用了活门设计, 减小了下落物料对称重的影响 ,提高了包装速度, 其准确度可达±1 %, 速度可达 12 包/分钟,特别适合大宗物料称量包装 。如果在满足误差要求的条件下 ,适当增加误差范围还可以进一步提高包装速度, 获得最佳效率。
此包装系统与其他同类产品相比 ,具有维护简单, 成本低,准确度高,抗干扰能力强等特点 。

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