——組合秤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(lái)，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(jì)量包裝問題，具有計(jì)量精度高、包裝速度快、可靠性高等特點(diǎn)，尤其對(duì)某些價(jià)值較高的顆?；驂K狀產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確定量包裝，精度可控制在±1.5克以內(nèi)，zui快稱量速度達(dá)240包／分。由于進(jìn)口組合秤價(jià)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 （www.multiweigh.com.cn）在國(guó)內(nèi)外zui為的主打產(chǎn)品,該組合秤有10個(gè)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(dòng)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(cè)定的十個(gè)稱量值進(jìn)行組合計(jì)算，總共有2¹⁰-1共計(jì)1023個(gè)組合方式，從中選出*稱量組合，屬于*稱量組合的稱料斗料門打開，物料經(jīng)卸料倉(cāng)流出進(jìn)入包裝。同時(shí)，徑向進(jìn)料器自動(dòng)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(gè)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*組合，并對(duì)卸掉物料的該稱料斗的稱重傳感器自動(dòng)調(diào)零。料門的開閉采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，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(cè)。

二．    系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

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(shí)間為9.4s，具有單雙兩種極性輸入和三態(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(lái)控制A／D轉(zhuǎn)換過程。

3．步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

備料斗和稱料斗共有20個(gè)料門，為使料門開閉動(dòng)作平穩(wěn)，防止物料破損和*，每個(gè)料門的開閉都用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

三．系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

組合秤在工作時(shí)，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(cè)、組合計(jì)算、查找*組合等，從而完成一次包裝，其中組合計(jì)算費(fèi)時(shí)相對(duì)較多，高性能的單片機(jī)或PLC，可直接完成檢測(cè)、計(jì)算、控制輸出，既能滿足組合秤實(shí)時(shí)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(shí)，由單片機(jī)或PLC發(fā)信號(hào)給多路開關(guān)，分時(shí)選擇10 個(gè)稱重傳感器，信號(hào)經(jīng)放大、A/D 轉(zhuǎn)換，輸入到單片機(jī)或PLC，并對(duì)10 個(gè)輸入值進(jìn)行組合計(jì)算，得到*組合所在的一組稱量斗編號(hào)，根據(jù)編號(hào)控制對(duì)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(chǔ)料斗中的料位由光電檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)。另外，本系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了顯示、報(bào)警和鍵盤電路，使系統(tǒng)功能更加完善。

4  結(jié)束語(yǔ)