顆粒物料定量稱重及灌裝控制系統(tǒng)設(shè)計方案

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1、顆粒物料定量稱重及灌裝控制系統(tǒng)設(shè)計方案1.1包裝機械的發(fā)展現(xiàn)狀及現(xiàn)實意義現(xiàn)代包裝技術(shù)日益向著高度機械化和自動化方向發(fā)展，最初，在包裝領(lǐng)域中所應(yīng)用的第一代包裝機械——DubbedGen1，結(jié)構(gòu)簡單，是純機械性的。由一臺電機帶動直線軸轉(zhuǎn)動，并通過凸輪產(chǎn)生動力。采用可編程控制器（PLC）的控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)也很簡單，由操作人員直接控制機器。在大部分情況下，還沒有采用人-機互動技術(shù)（HMI）。之后，出現(xiàn)了第二代包裝機械。此技術(shù)誕生于十年前，包裝機械仍采用傳動軸驅(qū)動，只是結(jié)構(gòu)更復(fù)雜一些，因為由伺服電機來控制速度，所以可以向一些特殊的動作發(fā)出指令，

2、而且也采用了更為復(fù)雜的PLC可編程邏輯控制器。第二代包裝機械的可調(diào)性更好，但這一優(yōu)點卻需要付出更高的費用。這些費用包括更多的線路布置、更多的PLC可編程邏輯控制器輸入/輸出（I/O）裝置，這些裝置龐大而復(fù)雜，有更多的傳感器和程序控制，甚至還包括更多的外圍設(shè)備,而且對于故障的排除和處理也更加困難。近年來，國內(nèi)包裝機械從技術(shù)、設(shè)計和制造等方面發(fā)展較快，從前期的由國外引進先進設(shè)備和技術(shù)并在此基礎(chǔ)上進行消化吸收，到自行設(shè)計制造生產(chǎn)出較為先進的電子秤稱量微機控制的各種型號種類的包裝機，基本滿足了國內(nèi)各行業(yè)散狀物料產(chǎn)品包裝的需要。但開發(fā)研制經(jīng)濟

3、實用的顆粒物料稱重式包裝機也是非常適時和必要的。隨著社會經(jīng)濟、技術(shù)的快速發(fā)展，產(chǎn)品定量精度要求更加嚴格，產(chǎn)品規(guī)格種類繁多，顆粒物料定量稱重、灌裝類設(shè)備需求量日益增加。相比之下，農(nóng)產(chǎn)品的包裝機械發(fā)展稍有不足，包裝速度和精度偏低是阻礙其發(fā)展的主要原因。本課題根據(jù)這一要求并結(jié)合谷物生產(chǎn)的實際情況,研制了顆粒物料的自動定量灌裝控制系統(tǒng),對如何提高灌裝速度和稱量精度提出了改進方案。1.2顆粒物料定量灌裝控制系統(tǒng)的研究意義隨著市場經(jīng)濟的完善和發(fā)展，商品流通的深度和廣度進一步擴大，包裝工業(yè)在國民經(jīng)濟中的作用和地位越來越高。商品包裝是一個新興的行業(yè)

4、，是在商品經(jīng)濟日益繁榮，市場競爭日趨激烈的新形式下，逐步成長起來的。在商品流通中,人們對粉狀、顆粒狀小袋商品的包裝要求主要有兩個方面,一是要求包裝美觀,58以便吸引顧客,并保證商品在流通環(huán)節(jié)中包裝袋不出現(xiàn)任何形式的破損。其二是要求包裝袋內(nèi)的商品計量準確,誤差?。òb行業(yè)標準要求計量誤差小于5‰）,以維護商品生產(chǎn)廠商的信譽、形象。因此商品包裝的精確計量,是包裝行業(yè)時刻關(guān)注的一項重要課題。本設(shè)計中采用電子稱重儀表進行稱重，顯示物料的重量值，并以稱重傳感器的輸出信號為判斷依據(jù)，二者結(jié)合完成物料的定量稱重,同時用PLC來控制系統(tǒng)灌裝動作順序

5、，并配以相關(guān)的執(zhí)行驅(qū)動器件，實現(xiàn)了顆粒物料喂料、定量稱重、半自動灌裝等環(huán)節(jié)的電氣系統(tǒng)的控制。設(shè)計中闡述了具體的設(shè)計方案，并通過控制系統(tǒng)的電氣圖設(shè)計、元器件的選型和PLC整體控制的設(shè)計并編寫控制程序等幾部分，實現(xiàn)自動稱重、定量給料等工作過程的自動控制。在物料灌裝過程中，能自動實現(xiàn)夾袋、喂料、稱重和松袋的加工操作過程，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、灌裝速度快、精度高、工作穩(wěn)定可靠，可用于大米等谷物類和化工產(chǎn)品等行業(yè)內(nèi)松散態(tài)顆粒物料的連續(xù)定量灌裝。1.3包裝機械的設(shè)計任務(wù)1.3.1包裝機械的發(fā)展方向從發(fā)達國家生產(chǎn)的包裝機械水平來看，當代包裝機械

6、的發(fā)展動向具有以下幾個特點：a.提高包裝機械系列化、標準化和通用化水平，建立組合化、機電一體化的現(xiàn)代包裝機械的結(jié)構(gòu)體系仍是今后的一個重要的發(fā)展方向。包裝機械發(fā)展到今天，其系列化、標準化和通用化水平不斷提高。有些國家生產(chǎn)的包裝機，通用件、標準件約占整機零部件的70%，有的高達90%，產(chǎn)品更新的速度很快。b.包裝機械日趨高速化、自動化和聯(lián)合化。機械設(shè)備的高速化是實現(xiàn)社會高速發(fā)展的根本措施，是提高設(shè)備生產(chǎn)率的主要途徑，故包裝機的工作速度是衡量其性能優(yōu)劣的重要指標。包裝機械的高速化，隨之對相應(yīng)設(shè)備的聯(lián)動化和自動化提出了更高的要求。c.重視高

7、新技術(shù)的應(yīng)用，使包裝機械的功能日趨先進可靠。而針對本課題而言,定量稱量灌裝式設(shè)備，其發(fā)展方向為，發(fā)展各種形式的稱量灌裝設(shè)備，著力提高灌裝速度和精度以及穩(wěn)定性和可靠性，并與自動包裝設(shè)備配套。1.3.2包裝機械設(shè)計存在的問題58稱重計量包裝機由于包裝機械動作復(fù)雜而頻繁，執(zhí)行元件比較多，若采用傳統(tǒng)的繼電器控制電路會導(dǎo)致設(shè)備的故障率高、動作不準確、包裝質(zhì)量不穩(wěn)定、灌裝精度低、停機維修時間多等弊病。因此，研制和發(fā)展包裝機時，重視高新技術(shù)的應(yīng)用，是提高其先進性、可靠性的主要途徑。另外，跟國外包裝機械設(shè)計水平相比，我國的包裝機設(shè)計雖然品種繁多，但

8、是其適應(yīng)面窄，基本上只是針對單一品種單一定量的產(chǎn)品包裝，面對品種繁多的商品自動化包裝要求，跟不上包裝形式，同時，由于其標準化、通用化水平低，其生產(chǎn)成本相對偏高。這些都是需要在以后的包裝機設(shè)計中著力解決的。1.4顆粒物料定量灌裝控制系統(tǒng)