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PLC在称重式定量自动灌包机上应用 　　摘 要 随着产品竞争的日益加剧，高标准、高效率的机械控制技术显得愈发重要。本文选取称重式定量自动灌包机为研究对象，从定量自动灌包机系统的组成结构和工作原理出发，着重分析该控制系统的硬件和软件设计构成，并评价其可靠性和实用性，具有一定的现实参考意义和推广价值。 　　关键词 PLC；定量自动灌包机；结构；设计 　　中图分类号TH248 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）89-0175-03 　　0引言 　　人类科学技术水平不断攀升，机械自动化控制技术日益成熟，定量包装生产中运用自动化控制技术逐渐广泛，尤其是能源、机械、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等行业，更是经常使用。相对于传统的称重仪表控制，应用PLC 和称重仪表控制组成的控制系统将开关量控制操作、复位操作以及设定和修改系统参数功能有机的结合，提高机器速度和精度。下面就简???介绍PLC在定量自动灌包机称重系统中的应用和作用。 　　1定量自动灌包机的工作原理 　　1.1 定量自动灌包机的组成结构与主要功能 　　定量自动灌包机由供料机构、称重系统、卸料机构与放料机构等主要部分组成。供料机构由备料仓和皮带供料装置组成。备料仓用于存储灌装的物料，而皮带供料装置将物料通过皮带输送至备料仓。称重系统则由称量斗、PLC、称重传感器、POP文本显示器以及配套的汽缸组成。PLC通过与称重传感器相连，检测出称斗中的物料重量是否满足实际需要值，通过对配料门的配料，完成称斗中的物料达到目标值的要求。卸料机构由卸料门、及配套汽缸组成。它用来完成称斗中的物料卸料。放料机构由放料仓和夹带门组成，它用来完成物料的灌装。如图1： 　　1.2 定量自动灌包机的主要工作原理 　　如图2 ，当皮带由供料装置将物料放置备料仓中，物料在重力的作用下，经过进料板进入配料仓。（其中：进料板，是控制物料进入配料仓的流量），配料仓的配料门有两种打开方式：完全打开、打开一半。即对物料进行两种配料：粗加料、细加料（完全打开仓门时，进入粗加料、细加料状态。打开一半，粗加料停止，进行细加料配料）物料经过配料仓进入称量斗，当称量斗到达给定粗加料重量时，仓门关闭一半，进入细给料状态。当称量斗的重量到达给定的接近目标重量时，完全关闭配料门，细加料停止。完成配料。物料经过空中落入称量斗中，称量斗的重量稳定时，称重完毕。当夹带门打开，卸料门随即打开，物料从称量斗中落下，经过放料仓，再落入包装袋内。经过2s，卸料门关闭，夹带门关闭，包装带中装好物料，并从夹带门中下落，完成灌包。同时，称量斗的重量为零，稳定后，自动开启下一次的配料及灌包。 　　2控制系统的硬件设计 　　该系统主要为开关量控制，开关由按钮和继电器触头组成。而配料门的开关状态由气缸驱动完成，气缸由相应的电磁阀控制。该包装机分手动、自动两种操作。手动操作可以用按钮对机器的每一步运作单独进行操作控制。自动操作则按一下自动/手动选择开关，整个设备自动地、连续不断地周期性循环。两种操作随时可以进行切换。在工作中若按下自动/手动选择开关，设备就从先前的工作状态转到另一个工作状态。停止按钮，可以使设备中断自动状态的任何一步。如图3 ： 　　按照操作和控制的要求，称重式自动定量包装机的控制系统选用西门子公司的SIMATICS7-200 系列PLC，该种PLC 的特点如下：结构紧凑、模块化、可扩展性强、指令集丰富。所选CPU 的型号为CPU 226 AC/DC/REL，它提供24 个数字量输入和16 个数字量输出，输入/输出接口电路采用了光耦合电路，以提升对外部高频的抗干扰性。其拥有2 个RS485 通讯/编程口，拥有PPI 通讯协议、MPI 通讯协议和自由方式通讯能力。处于处理称斗传感器的模拟量输入信号的需要，它扩展了一个EM 235 模拟量处理模块，该模块拥有4 路模拟量输入。POP 文本显示器对整个系统进行过程监控显示以及参数设定等功能，它通过PPI 协议和SIMATICS7-200 系列PLC 的编程口或扩展通讯口直接通讯。 　　3控制系统软件设计 　　控制系统的软件结构设计，见图4。 　　3.1 称重信号的处理 　　有鉴于称重的信号易受外界因素干扰，因此需要预先进行滤波处理，处理过程中时刻关注称重信号的稳定性、可靠性、准确程度等。一般意义上的数字滤波，指得是利用科学的计算或判断程序，弱化信号中干扰元素的比重，它是一种程序滤波，即软件滤波。滤波的方式包括有限幅滤波、限速滤波、中值滤波、滑动平均滤波等。 　　本系统采用滑动平均滤波方法，系统采集的信号是与重量成正比的电压信号。此种信号的存在一个平均值，在某一数值范围作上下波动，以此来看，只凭借一个采样值来判断明显是不科学不精细的。之所有使用滑动滤波