組合秤控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

　　摘要：本文介紹了組合秤的稱量過程，闡述了組合秤控制系統(tǒng)硬件和軟件組成，分析了系統(tǒng)能達(dá)到的性能和特色。關(guān)鍵詞：組合秤；步進(jìn)電機(jī)引言組合秤自20世紀(jì)70年代問世以來，在食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，它解決了不均勻物料的計量包裝問題，具有計量精度高、包裝速度快、可靠性高等特點，尤其對某些價值較高的顆粒或塊狀產(chǎn)品可實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確定量包裝，精度可控制在±1克以內(nèi)，稱量速度達(dá)240包/分。由于進(jìn)口組合秤價格十分較貴，使其應(yīng)用受到限制。一.組合秤的稱量過程組合秤主要由稱量機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成，JW-A防水型10頭電腦組合秤是中山市精威包裝機(jī)械有限公司在主打產(chǎn)品之一,該組合秤有10個稱量斗，目標(biāo)組合重量3000克,速度≥60包/分，精度可控制在±1.5克以內(nèi)。物料從集料斗，經(jīng)圓形振動分配器和徑向進(jìn)料器，按要求定量將物料進(jìn)入相應(yīng)備料斗暫存，備料斗料門打開，物料進(jìn)入稱料斗進(jìn)行稱量，備料斗放完料后，其料門關(guān)上，繼續(xù)存料。微機(jī)將測定的十個稱量值進(jìn)行組合計算，總共有210-1共計1023個組合方式，從中選出更佳稱量組合，屬于更佳稱量組合的稱料斗料門打開，物料經(jīng)卸料倉流出進(jìn)入包裝。同時，徑向進(jìn)料器自動給卸空的備料斗加料。如此循環(huán)往復(fù)，直到人為停止。若某稱料斗在連續(xù)30個工作循環(huán)中未被選中，則該稱料斗被強(qiáng)迫強(qiáng)制排放一次，在含該稱料斗重量的組合中選擇更佳組合，并對卸掉物料的該稱料斗的稱重傳感器自動調(diào)零。料門的開閉采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，根據(jù)物料的特性細(xì)微調(diào)整料門開閉速度。集料斗中的料位由光電傳感器檢測。
 

　　系統(tǒng)硬件設(shè)計
 

　　1.放大器AD620是一種體積小、低功耗、高精度儀表放大器。它適用于的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和多路轉(zhuǎn)換應(yīng)用系統(tǒng)。2. A/D轉(zhuǎn)換器逐次比較式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它的轉(zhuǎn)換速度和精度較高，功耗低且有耗電僅10A的關(guān)閉方式，一次轉(zhuǎn)換時間為9.4s，具有單雙兩種輸入和三態(tài)串行數(shù)據(jù)輸出方式，內(nèi)帶采樣保持電路。由單片機(jī)或PLC來控制A/D轉(zhuǎn)換過程。3.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路備料斗和稱料斗共有20個料門，為使料門開閉動作平穩(wěn)，防止物料破損和*，每個料門的開閉都用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動。三.系統(tǒng)軟件設(shè)計組合秤在工作時，要完成70 包/ min(1 包/s)以上的能力，即至少要在1s 鐘內(nèi)完成重量檢測、組合計算、查找更佳組合等，從而完成一次包裝，其中組合計算費時相對較多，高性能的單片機(jī)或PLC，可直接完成檢測、計算、控制輸出，既能滿足組合秤實時控制的精度要求，又能滿足包裝速度要求，是一種較有效的控制方式。控制系統(tǒng)工作時，由單片機(jī)或PLC發(fā)信號給多路開關(guān)，分時選擇10 個稱重傳感器，信號經(jīng)放大、A/D 轉(zhuǎn)換，輸入到單片機(jī)或PLC，并對10 個輸入值進(jìn)行組合計算，得到更佳組合所在的一組稱量斗編號，根據(jù)編號控制對應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向，使該組料門打開，完成卸料，然后關(guān)閉料門；儲料斗中的料位由光電檢測開關(guān)檢測。另外，本系統(tǒng)還設(shè)計了顯示、報警和鍵盤電路，使系統(tǒng)功能更加完善。4 結(jié)束語 組合稱量技術(shù)以其高精度，高速度代表了當(dāng)今稱量技術(shù)的高水平及發(fā)展的方向，以前我國主要靠從日本、澳大利亞等國進(jìn)口，由于價格昂貴，阻礙了電腦組合秤的廣泛應(yīng)用與普及。但隨著我國的商品包裝向高速、高準(zhǔn)確度的方向快速發(fā)展，電腦組合秤必會快速地進(jìn)入我國的商品加工、包裝行業(yè)。可以說，包裝行業(yè)的發(fā)展推動了稱量技術(shù)的發(fā)展，同時，稱量技術(shù)也提高了包裝水平，促進(jìn)了包裝行業(yè)的發(fā)展。 廣東精威智能機(jī)器有限公司現(xiàn)已成為中國大型組合秤專業(yè)制造基地。在組合秤領(lǐng)域獲得“廣東省產(chǎn)學(xué)研科技項目結(jié)合獎”榮譽(yù)的公司，2017年依靠國外87個國家、國內(nèi)外800多個新老客戶的大力支持，實現(xiàn)銷售5000多套稱重包裝設(shè)備，2018年精威公司布局半自動化生產(chǎn)模式、細(xì)化分部件專業(yè)化生產(chǎn)模式，可以在加快生產(chǎn)周期的同時實現(xiàn)7000臺套的產(chǎn)能。精威毫無疑問已成為包裝機(jī)械行業(yè)賴以放心的品牌。