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1引言

近幾年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，小袋包裝食品已走進(jìn)千家萬(wàn)戶，目前小袋包裝食品已進(jìn)入成長(zhǎng)期， 大多數(shù)食品定量主要采用容積計(jì)量，速度快，精度較低，定量商品的合格率遠(yuǎn)不能條狀、片狀等物料。 協(xié)調(diào)發(fā)展的有機(jī)整體，要求經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須考慮自然生態(tài)環(huán)境的長(zhǎng)期承載能力，滿足人類(lèi)長(zhǎng)遠(yuǎn)生成的需要。

在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，從系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)到成品的生成，包括生產(chǎn)過(guò)程中的周轉(zhuǎn)物、回收物及廢棄物等，都充分地利用綠色設(shè)計(jì)的新思想。例如系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)選 擇時(shí)，將綠色設(shè)計(jì)新思想擺在首位，在滿足生產(chǎn)工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能多地采用綠色設(shè)計(jì)；當(dāng)在滿足生產(chǎn)工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量和采用綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)生沖突時(shí)，釆取資金傾斜政策，以滿足實(shí)際需要。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，將影響環(huán)境因素及預(yù)防污染的措施納入產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，將環(huán)境性能作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn)，使生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染減少到最小，從根本上防治了污染，節(jié)約了能源和資源。設(shè)計(jì)中， 釆用組態(tài)軟件進(jìn)行控制，真正體現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)，全面實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，大大減少勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率、降低噪聲污染、節(jié)約電能及減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊。在物流過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)將物料進(jìn)行全密封裝置, 從而杜絕了粉狀及粉粒狀物料對(duì)周?chē)h(huán)境的污染，保護(hù)工人的身體健康，物料從原料開(kāi)始到包裝成品的過(guò)程中，采用全密封，全過(guò)程自動(dòng)監(jiān)控。

2綠色設(shè)計(jì)與制造

3系統(tǒng)特點(diǎn)及功能

1. 自動(dòng)化程度高

系統(tǒng)采用當(dāng)前最為流行的組態(tài)軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，畫(huà)面逼真，組態(tài)靈活，將PLC及二次儀表等設(shè)備進(jìn)行連接，構(gòu)成有機(jī)的整體。

2. 模塊化設(shè)計(jì)

采用模塊化設(shè)計(jì)思想，根據(jù)需要選用雙頭秤、三頭秤或四頭秤自由組合的方式，這樣既可保證定量準(zhǔn)確，又能提高計(jì)量速度。

3. 可操作性好

只需按下操作按鈕或在組態(tài)畫(huà)面上點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕就能完成所需要的工作，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。

4. 可靠性好

由于采用高可靠性能的某公司生產(chǎn)的PLC及工控機(jī)進(jìn)行控制，同時(shí)采用CAD進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)具有較高的可靠性。

5. 可塑性強(qiáng)

與上位機(jī)進(jìn)行通信，并將數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)進(jìn) 行處理，并可通過(guò)PLC的裕量接口與外圍設(shè)備進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，保證現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備都能準(zhǔn)確完成所需的功能。

4主要技術(shù)指標(biāo)

最大秤量：20 ~ 2 000g ；

稱(chēng)量速度：20 ~ 120袋/min;

稱(chēng)量精度：±0.2% ~± 1.0% (取決于物料的 性質(zhì))；

外形尺寸：1 880mm x 1 800mm x 860mm; 自重：480kg;

平均功耗：2kWo

5系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

該系統(tǒng)主要由工控機(jī)(內(nèi)裝工業(yè)控制用組態(tài)軟件)、自動(dòng)定量秤、自動(dòng)包裝機(jī)三大部分組成。工業(yè)控制機(jī)主要用于完成設(shè)備的操作、對(duì)流水線的工藝裝置的監(jiān)視及數(shù)據(jù)管理；自動(dòng)定量秤主要由儲(chǔ)料倉(cāng)、 秤架、計(jì)量斗、稱(chēng)重傳感器、狀態(tài)傳感器、給料機(jī)構(gòu)、氣路單元、控制單元等組成，主要用于完成物料的計(jì)量；自動(dòng)包裝機(jī)主要由自動(dòng)套袋機(jī)構(gòu)、熱合 機(jī)構(gòu)、傳送機(jī)構(gòu)、編碼打印機(jī)構(gòu)、控制單元等組成, 主要用于物料的包裝、編碼打印及成品輸送等功能。

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6 PLC控制系統(tǒng)

1. PLC的性能特點(diǎn)

1. 可靠性高。I/。均采用光電耦合，二次電路設(shè)有C-R濾波器，防止混入輸入接點(diǎn)的振動(dòng)噪聲和輸入線的噪聲引起誤動(dòng)作，具有很強(qiáng)的抗干擾能 力，能用于較惡劣的環(huán)境。
2. 抗干擾性好。采用模塊結(jié)構(gòu)和軟件控制， 省去硬件開(kāi)發(fā)工作，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。
3. 通用性好，使用方便、靈活。在不改變硬件的情況下，修改PLC內(nèi)部軟件可實(shí)現(xiàn)不同的控制要求，大大減少調(diào)試的工作量，提高工作效率，使系統(tǒng)的柔性大大提高。
4. 增加RS232BD接口板，方便地實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)之間的通信。

2. PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

1. 用于控制該系統(tǒng)與周邊系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制。
2. 用于控制系統(tǒng)中電機(jī)的起停，大、小振動(dòng)給料機(jī)的起停，擋板升降，料門(mén)開(kāi)閉，計(jì)量斗切換等。
3. 用于檢測(cè)狀態(tài)傳感器的工作狀態(tài)。
4. 用于監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的異常情況，并進(jìn)行報(bào)警。
5. 將系統(tǒng)的工作情況傳送給上位機(jī)，并由上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。

3. PLC控制系統(tǒng)硬件組成

系統(tǒng)涉及的周?chē)O(shè)備較多，用戶不同，連接的接口數(shù)量也不一樣，考慮到系統(tǒng)的通用性、可擴(kuò)展性及技術(shù)的成熟性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮性能價(jià)格比，選用了某公司生產(chǎn)的可編程控制器 (帶RS232BD接口)，系統(tǒng)自身需32個(gè)輸入點(diǎn)；36個(gè)輸出點(diǎn)，同時(shí)考慮現(xiàn)場(chǎng)的可擴(kuò)展性，選用某公司生產(chǎn)的可編程控制器。其輸入信號(hào)主要包括狀態(tài)傳感器輸入信號(hào)、包裝機(jī)準(zhǔn)包裝信號(hào)、儀表定值信號(hào)、自檢/工作信號(hào)、聯(lián)鎖信號(hào)等； 輸出信號(hào)主要包括電機(jī)控制信號(hào)、電磁閥、報(bào)警、 提示等信號(hào)。