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1.定量包裝系統(tǒng)的原理和組成
定量包裝系統(tǒng)的工作原理：包裝系統(tǒng)的核心部件包裝秤基本是電子化，依靠主機(jī)內(nèi)的核心控制進(jìn)行分析和處理包裝機(jī)運(yùn)行時(shí)的各種情況。自動(dòng)定量包裝秤整個(gè)稱(chēng)量過(guò)程由電腦控制，自動(dòng)完成。具有稱(chēng)量速度快；稱(chēng)量精度高、省力、省人、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便的特點(diǎn)。首先打開(kāi)電源，當(dāng)包裝秤進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)后，稱(chēng)重控制系統(tǒng)打開(kāi)給料門(mén)開(kāi)始加料，該給料裝置為快、慢兩級(jí)給料方式。當(dāng)稱(chēng)量斗內(nèi)的物料最終達(dá)到預(yù)設(shè)的值時(shí)，給料裝置自動(dòng)停止給料，而且包裝秤會(huì)自動(dòng)關(guān)閉給料門(mén)，在這個(gè)過(guò)程中夜順便完成了動(dòng)態(tài)稱(chēng)重過(guò)程。此時(shí)系統(tǒng)檢測(cè)夾袋裝置是否處于預(yù)定的狀態(tài)，當(dāng)夾袋氣缸加緊后，控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，稱(chēng)量斗卸料門(mén)打開(kāi)，物料由下料斗進(jìn)入包裝袋，物料下放完畢后會(huì)自動(dòng)的關(guān)閉稱(chēng)量料斗的卸料門(mén)，同時(shí)夾袋裝置松開(kāi)，包裝袋會(huì)自動(dòng)的落下，包裝袋落下由輸送履帶輸送至縫包機(jī)進(jìn)行縫包并輸送。如此自動(dòng)循環(huán)往復(fù)的自動(dòng)運(yùn)行。如圖1所示。

定量包裝秤采用數(shù)據(jù)式稱(chēng)重傳感器使系統(tǒng)稱(chēng)重精度穩(wěn)定性高、可靠性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)。氣缸式開(kāi)斗放料大大提高了稱(chēng)量速度，雙稱(chēng)量斗的設(shè)計(jì)理念使得稱(chēng)量速度翻番，為確保稱(chēng)重精度釆用震動(dòng)式細(xì)喂料，腳踏式夾袋機(jī)構(gòu)充分保障了操作人員的安全。包裝秤的使用已經(jīng)有多年的歷史。包裝秤被廣泛的運(yùn)用不但因?yàn)楣I(yè)的發(fā)展，也因?yàn)榘b秤的不斷變革，包裝秤的產(chǎn)品特性特別明顯，優(yōu)勢(shì)很多，受到眾多行業(yè)廠家的喜愛(ài)。
(1)包裝秤擁有獨(dú)立懸掛傳感器，信號(hào)傳送穩(wěn)定，確保稱(chēng)重精度。
(2)主機(jī)控制傳輸帶、縫包機(jī)和控制器連網(wǎng)，并需專(zhuān)人看守，降低人力勞動(dòng)強(qiáng)度。
(3)現(xiàn)代主流的包裝秤釆用靜電涂噴生產(chǎn)工藝，使包裝后的產(chǎn)品更加美觀、更加耐用。
(4)包裝機(jī)的主機(jī)釆用變頻技術(shù)，更有利于包裝機(jī)的運(yùn)行。
(5)解決同類(lèi)產(chǎn)品氣動(dòng)卡打開(kāi)料袋降落粉料外溢、翻袋現(xiàn)象。
(6)一般的包裝機(jī)都釆用紅外線傳感技術(shù)，下料自動(dòng)化，不斷電，省時(shí)更省電。
自從包裝秤的產(chǎn)生，人類(lèi)的生產(chǎn)生活又更進(jìn)了一個(gè)臺(tái)階。節(jié)省了人力勞動(dòng)力的消耗,而且綠色環(huán)保，節(jié)約能源。
包裝秤是將利用自動(dòng)化儀器將物品快速打包，并包裝好的一款機(jī)械，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)包裝行業(yè)。包裝秤四大部分組成，他們分別是自動(dòng)稱(chēng)重裝置、輸送裝置、縫包裝置、電腦控制。包裝秤用途的關(guān)鍵體現(xiàn)在包裝和稱(chēng)上面，包裝產(chǎn)品，為產(chǎn)品稱(chēng)重。
目前最實(shí)用的包裝秤應(yīng)該是定量包裝秤了，定量包裝稱(chēng)的工作原理就是先送料，到預(yù)設(shè)的重量會(huì)關(guān)閉送料門(mén)，然后通過(guò)出料口將物料送入包裝袋進(jìn)行打包。
自動(dòng)化水平在制造工業(yè)中不斷提高，應(yīng)用范圍正在拓展。包裝行業(yè)中自動(dòng)化操作正在改變著包裝過(guò)程的動(dòng)作方式和包裝容器及材料的加工方法。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的包裝機(jī)系統(tǒng)能夠極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，顯著消除包裝工序及印刷貼標(biāo)等造成的誤差，有效減輕職工的勞動(dòng)強(qiáng)度并降低能源和資源的消耗。
2.定量包裝系統(tǒng)的分類(lèi)
定量包裝電子稱(chēng)主要是利用禰重傳感器、稱(chēng)重儀表、稱(chēng)重顯示控制器將稱(chēng)重的信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLC能夠識(shí)別的信號(hào)，再利用PLC可編程進(jìn)行編程得到我們需要各種的動(dòng)作。一般來(lái)說(shuō)根據(jù)工作原理可其分為無(wú)斗自動(dòng)定量包裝電子秤和有斗自動(dòng)定量包裝電子秤。
2.1無(wú)斗自動(dòng)定量包裝秤
無(wú)斗自動(dòng)定量包裝秤又名毛重秤、絞龍秤、其稱(chēng)重定量控制過(guò)程較為簡(jiǎn)單，將被包裝物品直接裝進(jìn)容器或包裝袋內(nèi)稱(chēng)重，通過(guò)控制放料口門(mén)開(kāi)的大小，來(lái)達(dá)到定量控制過(guò)程。液體的定值灌裝較多地釆用這種形式。
特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高，運(yùn)行穩(wěn)定選取用稱(chēng)重模塊，與秤臺(tái)組成秤體，或直接選用一個(gè)平臺(tái)秤，再聯(lián)接一個(gè)稱(chēng)重儀表及一些簡(jiǎn)單的控制按鈕，即可組成毛重式定量控制設(shè)備。
2.2有斗自動(dòng)定量包裝秤
有斗自動(dòng)定量包裝秤又名凈重秤，其控制控制過(guò)程是通過(guò)一個(gè)中間計(jì)量斗來(lái)完成定量放料過(guò)程，開(kāi)始時(shí)，計(jì)量斗的放料門(mén)關(guān)閉，打開(kāi)上部的加料口進(jìn)行定值加料，達(dá)到目標(biāo)值時(shí)關(guān)閉加料口，并打開(kāi)放料口將物料入容器或包裝物，再進(jìn)入下一個(gè)控制循環(huán)。為了提高工作效率，可使取多種加料速度，一般為雙速，即快加與慢加。也可釆用雙秤輪作的高速定值控制。
特點(diǎn)：一體化結(jié)構(gòu)、精度高、速度快、運(yùn)行穩(wěn)定該種結(jié)構(gòu)多為專(zhuān)用稱(chēng)重控制設(shè)備所采用。使用合作稱(chēng)重傳感器或稱(chēng)重模塊、稱(chēng)重儀表及操作按鈕，即可構(gòu)成凈重式定量控制系統(tǒng)。
3稱(chēng)重控制系統(tǒng)的分析
稱(chēng)重控制系統(tǒng)的分析包括控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)原則、工作原理和實(shí)現(xiàn)的功能特點(diǎn)等。.
3.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖2所示。

控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要包括CPU模塊、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、運(yùn)放及濾波模塊、按鍵模塊、液晶顯示模塊、開(kāi)關(guān)量模塊及通訊模塊等。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.2所示。
2.3.2定量包裝稱(chēng)結(jié)構(gòu)
普通的自動(dòng)定量包裝系統(tǒng)一般由機(jī)械控制部件單元、電器控制部件單元和稱(chēng)重控制單元三部分組成。
(1)機(jī)械部件單元
定量包裝秤由稱(chēng)重單元、小車(chē)、縫包輸送裝置、氣動(dòng)系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)，定量包裝控制儀表等組成。其中影響打包速度和準(zhǔn)確度的關(guān)鍵部件是稱(chēng)重單元，它包括儲(chǔ)料倉(cāng)、閘門(mén)、截料裝置、秤體、夾袋裝置、支架、電氣控制裝置等。緩沖式儲(chǔ)料料倉(cāng)，用于物料儲(chǔ)存,同時(shí)提供一個(gè)均勻的物料流；位于儲(chǔ)料倉(cāng)底部的閘門(mén)，可以在設(shè)備進(jìn)行檢修或?qū)绗F(xiàn)故障時(shí)，將物料封阻在儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)；由截料斗、截料門(mén)、氣動(dòng)元件、等組成了截料裝置，在稱(chēng)重過(guò)程中提供快加料和慢加料兩級(jí)給料，并且快、慢給料可單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整，從而保證定量包裝設(shè)備滿足稱(chēng)重速度要求和計(jì)量準(zhǔn)確度要求；補(bǔ)氣門(mén)起平衡稱(chēng)重時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的空氣壓差的作用；稱(chēng)重裝置主要由稱(chēng)量料斗、承重支架和稱(chēng)重傳感器組成，完成重量到電信號(hào)的轉(zhuǎn)變并傳輸給控制單元；夾袋機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)控制元件等組成了夾袋裝置，作用為夾緊包裝袋，讓稱(chēng)重完畢的物料全部落入包裝袋；電氣控制裝置由稱(chēng)重顯示控制器、電氣元器件、控制柜組成，作用為控制系統(tǒng)工作，使整個(gè)系統(tǒng)按預(yù)先設(shè)定的程序，有序工作。
(2)電氣控制單元
①氣動(dòng)執(zhí)行元件為對(duì)象
無(wú)油氣缸，用于控制組加料、細(xì)加料和夾袋器的動(dòng)作?？梢哉{(diào)整工作速度，精度高,重量輕，反應(yīng)速度快、安全方便、動(dòng)作可靠、使用壽命長(zhǎng)。
②氣動(dòng)控制元件
氣動(dòng)控制元件包括電磁閥、氣動(dòng)二聯(lián)件、安全閥、調(diào)速閥、調(diào)節(jié)閥、單向閥等其它閥門(mén)。釆用無(wú)給油形式和防塵超小結(jié)構(gòu)，并帶有手動(dòng)裝置，操作方便簡(jiǎn)便，安裝方便。
(3)稱(chēng)重控制單元
①稱(chēng)重系統(tǒng)控制原理
電子包裝稱(chēng)主要由全橋?qū)ΨQ(chēng)電阻應(yīng)變式傳感器、前置放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路、微處理器、鍵盤(pán)、補(bǔ)償開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)、顯示驅(qū)動(dòng)電路等部分組成。
全橋?qū)ΨQ(chēng)電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器，具有溫度補(bǔ)償作用、線性好、精度高、過(guò)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。粗加料時(shí)，傳感器受力產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片橋路輸出一個(gè)正比于重量至毫伏電壓信號(hào)，經(jīng)前置放大信號(hào)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并對(duì)計(jì)數(shù)值進(jìn)行處理后，送顯示器現(xiàn)實(shí)。
②壓力傳感器
應(yīng)用于電子自動(dòng)包裝稱(chēng)的壓力應(yīng)變片，是用硅半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)制作而成的。硅半導(dǎo)體的某一軸向施以一定應(yīng)力時(shí)，其電阻率就會(huì)發(fā)生變化。半導(dǎo)體應(yīng)變片由三大部
分組成，即應(yīng)變片、彈性體和外殼。壓力傳感器中，均由四片應(yīng)變片組成全橋電路。將四個(gè)應(yīng)變片粘粘正在彈性體上，使其工作，兩片受壓，兩片受拉，組成一個(gè)全橋回路。并在橋的輸入端加上一個(gè)橋壓，工作時(shí)受力使彈性體發(fā)生變形嗎，使橋路對(duì)臂受拉，兩片電阻增加，而另一對(duì)臂受壓，應(yīng)變片電阻減小，電橋失去平衡，在電橋輸出端得到一個(gè)外力成正比的電信號(hào)。
③稱(chēng)重顯示控制器
稱(chēng)重顯示控制器接受稱(chēng)重傳感器輸出的模擬信號(hào)，經(jīng)內(nèi)部釆集處理后，計(jì)算并顯示出秤體上物料的重量值。對(duì)秤體上物料的重量值與設(shè)定值的進(jìn)行比較，如果重量值達(dá)到了設(shè)定值，控制器就輸出控制信號(hào)給執(zhí)行設(shè)備。廣泛應(yīng)用于高精度、高速度多種工業(yè)稱(chēng)重系統(tǒng)。如定量包裝稱(chēng)、定量料斗稱(chēng)、失重稱(chēng)、系統(tǒng)、重量檢測(cè)稱(chēng)及多種自動(dòng)配料系統(tǒng)。

作者：李璟

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