1引言

自动定量包装机是利用称重控制器通过传感器采集数据并进行运算判断来控制执行元件，实现对物料进行自动称重并卸料包装的，目前市场上大多单称定量自动 包装机是一个称重控制器只对一个计量斗进行控制，即单喂料单卸料的工作方式，这种控制方法已经比较成熟， 并广泛应用于自动包装控制系统中。 单称定量自动包装机的控制系统.

2.1系统基本组成当前大部分定量自动包装机是由称重控制器、备料 斗、计量斗、卸料斗、传感器、封装机、支架等组成.

2.2系统控制过程

见图1所示其工作过程为，由进料电机给备料斗喂料，物料再从备料斗中进入计量斗，这时计量斗内物料的重量由传感器 通过A/D转换被称重控制器所采集， 称重控制器连续采集数据并根据采集的时间差计算出当前计量斗进料的速度，再由预先设定的值和当前计量斗内物料的重量比较并计算出需要继续进料的时间。由于称重控制器不停地采集数据并进行判断计算出新的进料速度和需要进料的时间，再加上备料斗喂料入计量斗的喂料口大小是由称重控制器控制的，所以可以 保证计量的精度，其中称重控制器是这样控制配料斗喂料口大小的：刚开始喂料口是最大的（大投），当计量斗内的物料的重量接近设定值的70%~80%（具体由称重控制器的软件部分设定）时，喂料口收缩一部分（中投），接近 80%~95% （具体由称重控制器的软件部分设定）时，喂料口收缩为最小投料口（小投），最后当计量斗内的物重加上空中落料的重量达到设定值时即关闭备料斗的喂料 口，称重结束，计量斗卸料入包装袋即可封口。

由于计量斗在卸料入包装袋的同时不能够进料，所以备料斗每次喂料到计量斗预先设定的值后需要等待计量斗卸料完毕方能再喂料，因此工作周期较长，效率不 高，而当备料斗喂料到计量斗这段时间内工人也只有等待喂料完毕才能卸料入袋，所以人力也不能够很充分地利用，针对以上问题，笔者设计了由继电器实现的双称定量自动包装机，继电器控制的双称定量自动包装机.

3.1双称控制方法的分析

双称控制的方法有很多，考虑到包装袋袋口的大小是固定的，通过降低卸料时间来缩短工作周期很难实现， 故一般采用降低喂料时间来改变工作周期，改变喂料时间一般有两种方法：一是提高供料机构的进料速度；二是增加计量斗数目，前者在所选进料电机固定的情况下，只能增加进料电机的数目。但增加电机会存在以下问题:① 成本问题；②安装空间问题；③噪音问题。考虑到以上问题，故不宜多选，增加计量斗数目又可以有多种方式进行控制工作。较常用的是PLC编程控制和单片机编程控制。 但考虑到PLC编程器价格稍高，单片机编程控制稳定性不理想等因素，本设计主要采用继电器控制两仪表的工作，使两个仪表既能够同时独立工作又能够互相通信， 实现交替工作和优先工作，有效地解决了工作周期长.

1)双称定量自动包装机的结构简图

图2双称定量自动包装机的结构简图

3.2继电器实现的双称定量自动包装机的设计

如图2所示，继电器控制的双称定量自动包装机的组成与单称自动包装机基本相同，不同的是计量斗的个数变为2个，称 重控制装置内部有2个称重控制器，备料斗的内部结构和称重控制器的控制电路也都有所改变。

如图3所示，物料由供料机构送至备料斗，再由备料斗向2个计量斗喂料， 物料在两个计量斗中谁先完成定量称量，就先卸料至包装袋中，另一个计量斗一直等待到先定量完的那个计量斗卸料结束再卸料。如果同时定量完毕就由计量斗1先卸料。在一个计量斗卸料时，如果另一个计量斗还没有完成定量，备料斗继续喂料入该计量斗，直到完成定量，相应的出料口才封口。整个称重、卸料、相互协调过程及夹袋、松袋均由称重 控制装置进行控制继电器控制部分电路如图4所示。

3.3继电器实现双称定量控制的工作原理

称重控制器开关量输出采用关电隔离方式，仪表开关量输入为低电平有效：输出为集电极开路晶体管输出， 可直接驱动直流继电器或小型直流负载。为了能使两个称重控制器相互通信并交替工作，本设计对定值信号进行控制，分四种情况进行讨论：①当第一个称重控制器的定值信号先到时，J1线圈通电，J1常开触点闭合，这时三极管T1相当于一个开关的接通。线圈KA1便通电，KA1常开触点闭合，卸料电磁阀1通电并开始卸料。在卸料电磁阀1卸料过程中，若第二个称重控制器的定值信号到时，J2线圈通电，但此时J1通电的高电平信号经过光耦 U1后变为低电平，再与J2通电的高电平信号经过逻辑与门后仍为低电平，这时三极管T2仍相当于工作在开关 的断开状态。所以KA2线圈无法通电，卸料电磁阀2也就无法卸料。实现了电磁阀1卸料而电磁阀2不能同时卸料的功能。②当第二个称重控制器的定值信号先到时， J2线圈通电，J2常开触点闭合，与门U2的输入端1这时为高电平。由于J1线圈未通电，所以与门U2的输入端2也为高电平，输出端3为高电平。这时三极管T2相当于一个开关的接通。继电器KA2线圈通电，KA2常开触点闭合，卸料电磁阀2接通并开始卸料。KA2常闭触点断开，切断了卸料电磁阀1接通的电路。实现了电磁阀2卸料而电磁阀1不能同时卸料的功能。从①和②分析来看， 卸料电磁阀1和卸料电磁阀2的接通是可以实现互锁 的。这样也就实现了双喂料单卸料的功能，即双称控制。 ③当两个称重控制器的定值信号同时到时，三极管T1工作在开关的接通状态。继电器KA1线圈通电，常开触点闭合，卸料电磁阀1通电并开始卸料。由于与门U2的输 入端2在继电器J1线圈通电后为低电平，所以经过与门后仍为低电平，三极管T2工作在开关的断开状态。卸料电磁阀2没有接通，无法进行卸料。从而实现了两个称重控制器定值信号同时到时，称重控制器1优先卸料的功能。④当两个称重控制器的定值信号都没到时，两个电磁阀都不卸料。当一次卸料完毕以后，卸料电磁阀会把卸料完毕信号反馈给称重控制器，为下一次的夹袋和卸料作好准备。

4技术参数

称重范围(kg)：1~5； 5~25； 15~80 分度值(*)：1； 5； 10

计量精度(%)：0.2

称重速度(袋/h时)：450~900

压缩空气(MPa)：0.3~0.5

5结语

该电路是结合称重控制器进行设计的。在不改变控制器软件的情况下，对单称定量自动包装机的结构进行。

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