新型定量包裝機(jī)的設(shè)計
　　
　　一、引言
　　
　　禽飼料、畜飼料、魚飼料等大多數(shù)飼料都是些流動不好、易粹的粉粒狀公司料，為控制系
　　
　　統(tǒng)精度和速度，過去用于成品包裝的定量包裝秤給料裝置，大多采用直落式給料、雙螺旋給料或雙
　　
　　振動給料等方式。定量開始后，大小給料機(jī)同時工作，當(dāng)物料重量達(dá)到大給料設(shè)定值時停止大給料，
　　
　　并繼續(xù)保持小給料，當(dāng)物料重量達(dá)到zui終設(shè)定值時，關(guān)閉小給料。由于飼料具有較差的流動性以及
　　
　　螺旋給料或振動機(jī)械具有的慣性，再加上物料輸送的不均勻，定量包裝秤的動態(tài)精度很難穩(wěn)定控制。
　　
　　基于上述問題，我們研究飼料的特性，采用變頻器三級控制的方式，將雙螺旋給料或雙振動改為單
　　
　　皮帶給料，這樣不降低設(shè)備的生產(chǎn)成本，而且又能成品的完整型。
　　
　　二、結(jié)構(gòu)組成及參數(shù)
　　
　　1．結(jié)構(gòu)組成
　　
　　目前，內(nèi)外生產(chǎn)的自動定量包裝機(jī)，按計量斗形式主要分為有斗式和無斗式；按重量形式主要分為凈重式和毛重式，但大都采用模塊化設(shè)計思路。設(shè)計的樣機(jī)采用無斗式毛重進(jìn)行稱量，主要由儲料倉、皮帶給料機(jī)、過渡器、截料裝置、稱重單元、夾袋裝置、氣動部分、縫包部分、成品輸送部分以及電氣控制單元等組成。
　　
　　2．主要指標(biāo)
　　
　　設(shè)備的zui大秤量為25～100kg；稱量速度為6～10袋/分；稱量精度為±0.5%～±1.0%；平均功耗約為5kw。
　　
　　3．皮帶給料機(jī)
　　
　　給料部分形式較多，通常有直落式、螺旋給料、刮刀式、振動式和皮帶給料等，根據(jù)物料的不同可選擇不同的方式，這一部分選擇是否直接影響到定量包裝機(jī)的速度和精度。由于飼料行業(yè)工藝的特殊性，為克服采用漏斗式易堵料、螺旋或刮刀易使物料破碎、振動給料粉塵污染嚴(yán)重等問題，為此，在該設(shè)備中我們選用皮帶給料的方式。
　　
　　4．稱重單元
　　
　　稱重部分主要由稱重斗、稱重傳感器、稱重顯示控制器等組成，能夠完成物料的準(zhǔn)確計量，并能發(fā)送控制系統(tǒng)所需的控制信號：超、欠量信號，預(yù)置提前量信號、提前量信號、目標(biāo)值信號、4～20mA模擬量信號及標(biāo)準(zhǔn)的RS232/485信號。
　　
　　5．夾帶接料斗
　　
　　夾帶部分為圓形，可夾袋后的密封性，并流有排氣口，使袋內(nèi)的粉塵及空氣及時排出，該部分主要依靠氣動執(zhí)行元件完成其各項(xiàng)動作。
　　
　　三、工作原理
　　
　　1．控制單元的主要結(jié)構(gòu)組成
　　
　　控制單元主要由計量控制儀表、可編程控制器和變頻器等組成。
　　
　　2．工作原理
　　
　　將設(shè)備置于自動工作狀態(tài)，開啟自動按鈕，啟動皮帶給料機(jī)進(jìn)行進(jìn)行一級給料，當(dāng)達(dá)到預(yù)置提前量時，稱重單元發(fā)出信號，變頻器切換到二級給料方式；當(dāng)達(dá)到提前量時，稱重單元發(fā)出信號，變頻器切換到三級給料方式，當(dāng)達(dá)到設(shè)定目標(biāo)值時，截料斗關(guān)閉，松袋，套袋，系統(tǒng)自動切換到工頻狀態(tài)進(jìn)行下一循環(huán)。
　　
　　3．完成的功能
　　
　　（1）用于控制該設(shè)備中喂料皮帶機(jī)的啟停、夾袋、松袋、三級給料控制、閘門、截料器及擋板的開啟，計量的啟用及成品的輸送等；
　　
　?。?）用于控制該設(shè)備與周邊系統(tǒng)的連鎖控制；
　　
　?。?）用于檢測狀態(tài)傳感器的工作狀態(tài)；
　　
　?。?）可將設(shè)備的工作情況及數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
　　
　　4．變頻控制部分的設(shè)計
　　
　　變頻器的控制部分是該設(shè)備的，型號的選擇，參數(shù)的優(yōu)化設(shè)定，直接關(guān)系到設(shè)備的性、穩(wěn)定性、定量速度和定量準(zhǔn)確度等。給料量的大小主要是由皮帶給料機(jī)的轉(zhuǎn)速決定的，即系統(tǒng)zui終控制對象是皮帶給料機(jī)。皮帶給料機(jī)的轉(zhuǎn)速是通過變頻器來控制的，其容量的大小直接涉及到變頻器的選用規(guī)格。從圖2控制原理圖可以看出：系統(tǒng)主要選用利用控制端子完成多段速度的運(yùn)行控制，按操作面板的編程按鈕進(jìn)入編程狀態(tài)，設(shè)置F02=1（運(yùn)行命令由控制端子給出），F(xiàn)053=1、F054=1（設(shè)置X1、X2為多端頻率端子），X3為變頻器的正向運(yùn)轉(zhuǎn)選擇，F(xiàn)058=10、F059=20、F060=50（多段頻率設(shè)定值）
　　
　　四、試驗(yàn)
　　
　　該設(shè)備采用變頻器多級進(jìn)行控制，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，給料均勻，速度變換平滑，無機(jī)械沖擊，對動態(tài)稱重數(shù)據(jù)影響很小。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）系統(tǒng)的精度高，單機(jī)運(yùn)行時，精度優(yōu)于±0.5%；（2）系統(tǒng)保護(hù)功能完善，可通過人機(jī)界面設(shè)置、修改參數(shù)，故障自診斷的結(jié)果直接顯示在人機(jī)界面上，縮短了檢修時間，大大了工作；（3）采用軟啟動方式，避免對電機(jī)的機(jī)械沖擊，延長了電動機(jī)的使用壽命；（4）通過變頻器自身設(shè)置的參數(shù)很容易實(shí)現(xiàn)過流、過壓、欠壓等保護(hù)；（5）設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定,節(jié)能明顯；（6）環(huán)境污染（粉塵、噪聲及對電網(wǎng)沖擊等）程度低，保護(hù)工人的身心健康。
　　
　　五、結(jié)束語
　　
　　采用變頻器多級調(diào)速的控制方式在很多行業(yè)已有較為的應(yīng)用，但在定量包裝秤方面內(nèi)還是較少見的，這可能得益于人們對以前的控制方式根深蒂固，隨著變頻器的發(fā)展，變頻在包裝行業(yè)應(yīng)有較為廣闊的發(fā)展空間。
　　
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