基于 PLC 的全自动包装机控制系统开发与实现.pdf

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1、第24卷第4期广东石油化工学院学报Vo1．24No．42014年8月JoumalofGuangdongUniversityofPetrochemicalTechnologyAugust2014基于PLC的全自动包装机控制系统开发与实现邓昌奇(广东石油化工学院机电学院，广东茂名525000)摘要：针对化肥粉末料的特点，提出了一种基于PLC控制器的自动计量混合包装机的控制系统，实现称量、混合、包装以及封口等工作过程的自动控制，具有浪费少、控制方便和动态称量等特点，可用于各种粉末状、颗粒状等肥料称重包装。系统在现场实验和运行中的各项性能指标稳定可靠

2、，计量精度达到了设计的要求，实现了包装机自动控制的目的。关键词：PLC；触摸屏；包装机；全自动中图分类号：TB486文献标识码：A文章编号：2095—2562(2014)04—0030—04随着生产和生活的不断发展，人们对包装技术提出了更高的要求。各类物料的计量精度直接关系到包装企业的产品销售，进而对企业的生存、发展和经济效益产生影响。大多数机械生产企业都重视采用高度自动化的生产线，相比之下，化肥产品的生产包装本身就不够重视自动化生产线，其应用很少，相关研究也不多，在化肥行业中各物料的计量精度，更没有引起企业的高度重视。提高化肥各物料的计量包

3、装精度一直是困扰企业的难题L1]。笔者根据化肥的特点研制开发了化肥的自动计量混合包装机控制系统，着重介绍了一种基于PLC和触摸屏的全自动包装机控制系统，并对控制系统的流程和实现作详细介绍。1计量包装机的构成1．1全自动计量包装机的设计与实现全自动计量包装机主要用于各粉状、颗粒状肥料的定量计量包装，混料搅拌桶内设有涡轮搅拌器，驱动涡轮由输入轴穿过密封固定座联接传动机构。以电动机为动力，实现了混料机对物料的自动搅拌、自动下料控制，运输机的自动运输，包装机的自动打包，以达到混料机内部任何位置物料混合均匀的目的，可在无人操作的条件下达到自动包装的目的

4、。下料泵、搅拌器、混料搅拌桶主体(含驱动叶轮)、工艺管、附件及计量检测装置的定位等设计见图1_2J。图1全自动计量包装机结构图1．2自动运输机的结构设计与实现全自动计量包装机中各物料的定量计量是本机的关键技术，包括称重采用波纹管称重压力传感器检测装置、A／D转换器采用Fx2一4AD模拟量输入模块、气动电磁阀、PIE采用三菱F一32MR等装置。皮带运输处理装置包括上级皮带运输机、热锁口机和下级皮带运输机。在混料机中经混合搅拌后的均匀物料放到包装袋后，经过上级皮带运输机运送到锁口机锁口，锁口后送到下级皮带运输处理机，将包装好的包装袋输送上汽车装运

5、。为了满足工艺要求，不使皮带运输机超载和货物堆积，在启动时反启，停止时收稿日期：2014—05—16；修回日期：2014—06—08基金项目：2011年广东省部产学研引导项目(2011B090400209)；2011年广东省科技型中小企业技术创新专项资金项目(2011CY179)作者简介：邓昌奇(1963一)，男，四川自贡人，硕士，教授，主要从事数控机床、机电一体化技术方面的研究。第4期邓昌奇：基于PLC的全自动包装机控制系统开发与实现3l顺停。皮带运输机结构见图2。料仓1±丝夹布2自动计量处理装置的设计与实现计量处理会影响整个包装机的性能质

6、量。在称重计量环节，各计量桶内壁会粘附混合后的粉料，对。停车地地面实际称重有一定的影响，各计量桶采用不锈钢内壁的结构来减少影响。为校正误差，在每次进料之前，空斗质量G。由可编程控制器控制自动称量，并把G。作为下料称量质量(G)的参考点，物料的总重量图2皮带运输机结构图G通过系统运算得G：=G一G。。外界因素引起的零点漂移现象对实际进料值受到的影响降低到最小值[4]。在包装进料环节，为使进料速度和计量包装的准确性得到保证，系统采用快速进料和微调进料相结合的方式。将快速进料阈值设置为目标值的90％，快进料速度较快L5j，到达目标值后电磁阀关闭一部

7、分。加料精确度可以通过微调进料来提高，微调进料的阈值等于目标值与过冲量之差。系统加料达到设定值时，微调进料阀会自动关闭，在加料装袋过程中，物料的下料的冲击对系统造成振动，会造成包装质量瞬时增加，会造成过冲现象。实际加料量等于微调进料加上过冲量，为了使过冲量能使系统自动校正，系统采用闭环前馈控制技术。基本原理是根据上次装袋的误差来调整本次称量计量过程中产生的过冲量，称量值与目标值的偏差通过微进料阀门开关时间来调整，可以提高定量包装的精确度J。3系统软件的设计3．1触摸屏画面设计触摸屏是专为PLC(可编程逻辑控制器)而设计的互动式工作站，具有与各

8、种品牌PIE连线的监控能力，适用于恶劣的工作环境，能够替代普通工控机。触摸屏可以随时跟踪设备和系统的运行状态，通过人机界面向PIE发出指令和传送数据，再通过可编程控