1引言
隨著機械自動化水平的不斷提高，自動控製技術在定量包裝生產中應用越來越多，在糧食、化肥、飼料和輕工等行業中都有廣泛應用。稱量包裝技術的發展大致經曆了手工稱量、繼電器控製、稱重儀表控製、PLC控製等幾個階段。相對於傳統的稱重儀表控製，應用PLC和觸摸屏組成的控製係統便於將開關量設置、複位操作以及設定和修改係統參數功能有機的結合，提高機器速度和精度。
2包裝機的工作原理
2.1包裝機的組成
稱重式自動定量包裝機由供料部分、稱重部分與卸料部分組成。

供料部分分為儲料鬥和重力供料裝置。儲料鬥用於存儲需要灌裝的物料，重力供料裝置主要是向稱量料鬥中提供物料。稱重部分即稱量鬥，它通過和稱重傳射器相連，測量物料重量。卸料部分用來完成標準重量物料的卸料裝袋過程。如圖1所示,為包裝機的組成圖。
2.2工作原理 
稱重式自動定量包裝機的工作原理流程圖如圖2所示。
當儲料鬥中物料足夠，在重力的作用下進入重力供料裝置，完全打開料門進入大給料狀態。當到達給定大給料重量時，關閉給料門，留一條狹繾，進入小給料狀態。當到達給定小給料重量時，完全關閉給料門，經過一定的空中落料，稱量鬥穩定,並且卡袋機構卡緊時，卸料門打開，物料進入放料鬥，再落人袋內,完成一個包裝循環。
3控製係統硬件設計
該係統主要為開關量控製,料門的全部動作由氣缸觀動，而氣缸又由相應的電磁閥控製。設備即可以手動操作也可以自動操作。手動操作要求用按鈕對機器的每一步運動單獨進行操作控製。自動操作要求按一下自動/手動選擇開關，機器自動地、連續不斷地周期性循環。在工作中若按下停止按鈕，則機器繼續完成一個周期的動作，回到初始狀態後自動停止。控製係統框圖如圖3所示。

圖3控製係統框圖

根據稱重式自動定量包裝機的操作和控製要求，控製係統選用西門子公司的SIMATICS7-200係列PLC,此係列的PLC具有結構緊湊、模塊化、可擴展性強、指令集豐富等特點。所選CPU的型號為CPU226AC/DC/REL,它提供24個數字量輸入和16個數字量輸出，輸入/輸出接口電路均采用了光耦合電路，對外界接口具有很強的適應性，並且2個RS4B5通訊/編程口，具有PPI通訊協議、MPI通訊協議和自由方式通訊能力。由於要處理傳感器的模擬量輸入信號'所以擴展了一個EM235模擬量處理模塊，該模塊具有4路模擬量輸入。POP文本顯示器對整個係統進行過程監控顯示以及參數設定等功能，可以通過PPI協議和&7-200係列PLC的編程口或擴展通訊口直接通訊。
4控製係統軟件設計
控製係綻軟件設計為各功能軟件設計,包括顯示為能、參數設定功能、自動修正給科■功能、通訊功能等。如圖4所示為軟件係統的總體結構。
圖4軟件係統的總體結構圖
4.1稱重信號處理
由於稱量信號存在幹擾，需要對信號進行濾波處理,並判斷信號是否穩定，讀數是否準確。

所謂數字濾波，就是通辻一定的計算或判斷程序滅少幹擾在有用信號的比重，是一種程序濾波即軟件濾波。常見的濾波方法有限幅濾波、限速濾波、中值濾波、滑動平均濾波等。
本係統釆用滑動乎均濾波方法，係統采集的信號是與重量成正比的電壓信號°這類信號的特點是存在一個平均值，信號在某一數值範圍附近作上下波動,在這種情況下僅取一個采樣值作為判斷依據顯然是不準確的。采用滑動濾波方法可以得到較好的效果。該方法采用最新采集的一個數據替換n個暫存數據中的最早的一個數據，使得n個暫存數據始終是最近的數據。求平均後所得數據既反映了最近的數據變化，又克服了隨機誤差帶來的影響。
當標準差＜7小於設定值時，則係統穩定，當前值即為稱量值。根據係統要求的精度不同，可以設定不同的值。
4.2PLC程序設計.
根據稱重式自動定最包裝機的操作要求，確定各動作的順序和相互之間的關係，畫出程序流程圖，再由PLC輸入輸出的邏輯關係編寫出梯形圖。本係統輸入端口定義為自動手動按鈕、卡袋複位按鈕、單步執行按鈕、總複位按鈕、停止按鈕、卡袋開關等，輸出端口定義為稱量鬥穩定指示、大給料氣缸動作、小給料氣紅動作、卸料氣釘動作、卡袋氣缸動作、係統報警等。輸出采用西門子公司STEP7-MieWWIN32軟件進行編寫，程序流程圖如圖5所示。
圖5程序流程圖

4.3POP文本畫麵設計
POP-HMI除LCD顯示街之外，還有22個薄膜開關按鍵，其中16個按鍵能被設定成特殊的功能鍵,用來完成畫麵跳轉，開關量、位狀態設定等功能。本係統中通過P0P-HMI可以設定灌裝目標重量、大紿料量、小結料量，同時實時監控稱量重量,並且査看灌裝數據。
5結束語
本係統設計完成後,進行了多次模擬實轂，並且根據現場調試的情況進行修改。係統在投入運行後，性能穩定可靠,滿足各項工藝要求，生產效率和產品質量均有所提高，完成了機械和電器控製係統的一體化要求，可廣泛應用於食品包裝等行業。
論文創新點:利用PLC和觸摸屏組成控製係統，代替傳統的稱重儀表控製，便於有效控製係統的開關量輸入輸出以及方便設定和修改係統參數,提高包裝機速度和精度的同時，節約成本。

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