颗粒物料定量称重、灌装控制系统设计方案

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1、颗粒物料定量称重、灌装控制系统设计方案1绪论1.1包装机械的发展现状及现实意义现代包装技术日益向着高度机械化和自动化方向发展，最初，在包装领域中所应用的第一代包装机械——DubbedGen1，结构简单，是纯机械性的。由一台电机带动直线轴转动，并通过凸轮产生动力。采用可编程控制器（PLC）的控制系统，结构也很简单，由操作人员直接控制机器。在大部分情况下，还没有采用人-机互动技术（HMI）。之后，出现了第二代包装机械。此技术诞生于十年前，包装机械仍采用传动轴驱动，只是结构更复杂一些，因为由伺服电机来控制速度，所

2、以可以向一些特殊的动作发出指令，而且也采用了更为复杂的PLC可编程逻辑控制器。第二代包装机械的可调性更好，但这一优点却需要付出更高的费用。这些费用包括更多的线路布置、更多的PLC可编程逻辑控制器输入/输出（I/O）装置，这些装置庞大而复杂，有更多的传感器和程序控制，甚至还包括更多的外围设备,而且对于故障的排除和处理也更加困难。近年来，国内包装机械从技术、设计和制造等方面发展较快，从前期的由国外引进先进设备和技术并在此基础上进行消化吸收，到自行设计制造生产出较为先进的电子秤称量微机控制的各种型号种类的包装机，

3、基本满足了国内各行业散状物料产品包装的需要。但开发研制经济实用的颗粒物料称重式包装机也是非常适时和必要的。随着社会经济、技术的快速发展，产品定量精度要求更加严格，产品规格种类繁多，颗粒物料定量称重、灌装类设备需求量日益增加。相比之下，农产品的包装机械发展稍有不足，包装速度和精度偏低是阻碍其发展的主要原因。本课题根据这一要求并结合谷物生产的实际情况,研制了颗粒物料的自动定量灌装控制系统,对如何提高灌装速度和称量精度提出了改进方案。1.2颗粒物料定量灌装控制系统的研究意义随着市场经济的完善和发展，商品流通的深度

4、和广度进一步扩大，包装工业在国民经济中的作用和地位越来越高。商品包装是一个新兴的行业，是在商品经济日益繁荣，市场竞争日趋激烈的新形式下，逐步成长起来的。在商品流通中,人们对粉状、颗粒状小袋商品的包装要求主要有两个方面,一是要求包装美观,以便吸引顾客,59并保证商品在流通环节中包装袋不出现任何形式的破损。其二是要求包装袋内的商品计量准确,误差小（包装行业标准要求计量误差小于5‰）,以维护商品生产厂商的信誉、形象。因此商品包装的精确计量,是包装行业时刻关注的一项重要课题。本设计中采用电子称重仪表进行称重，显示物

5、料的重量值，并以称重传感器的输出信号为判断依据，二者结合完成物料的定量称重,同时用PLC来控制系统灌装动作顺序，并配以相关的执行驱动器件，实现了颗粒物料喂料、定量称重、半自动灌装等环节的电气系统的控制。设计中阐述了具体的设计方案，并通过控制系统的电气图设计、元器件的选型和PLC整体控制的设计并编写控制程序等几部分，实现自动称重、定量给料等工作过程的自动控制。在物料灌装过程中，能自动实现夹袋、喂料、称重和松袋的加工操作过程，产品结构简单、操作方便、灌装速度快、精度高、工作稳定可靠，可用于大米等谷物类和化工产品

6、等行业内松散态颗粒物料的连续定量灌装。1.3包装机械的设计任务1.3.1包装机械的发展方向从发达国家生产的包装机械水平来看，当代包装机械的发展动向具有以下几个特点：a.提高包装机械系列化、标准化和通用化水平，建立组合化、机电一体化的现代包装机械的结构体系仍是今后的一个重要的发展方向。包装机械发展到今天，其系列化、标准化和通用化水平不断提高。有些国家生产的包装机，通用件、标准件约占整机零部件的70%，有的高达90%，产品更新的速度很快。b.包装机械日趋高速化、自动化和联合化。机械设备的高速化是实现社会高速发展

7、的根本措施，是提高设备生产率的主要途径，故包装机的工作速度是衡量其性能优劣的重要指标。包装机械的高速化，随之对相应设备的联动化和自动化提出了更高的要求。c.重视高新技术的应用，使包装机械的功能日趋先进可靠。而针对本课题而言,定量称量灌装式设备，其发展方向为，发展各种形式的称量灌装设备，着力提高灌装速度和精度以及稳定性和可靠性，并与自动包装设备配套。1.3.2包装机械设计存在的问题称重计量包装机由于包装机械动作复杂而频繁，执行元件比较多，若采用传统的继电器控制电路会导致设备的故障率高、动作不准确、包装质量不稳

8、定、灌装精度低、停机维修时间多等弊病。因此，研制和发展包装机时，重视高新技术的应用，是提高其先进性、可靠性的主要途径。59另外，跟国外包装机械设计水平相比，我国的包装机设计虽然品种繁多，但是其适应面窄，基本上只是针对单一品种单一定量的产品包装，面对品种繁多的商品自动化包装要求，跟不上包装形式，同时，由于其标准化、通用化水平低，其生产成本相对偏高。这些都是需要在以后的包装机设计中着力解决的。1.4颗粒物料定量灌装控