我公司化工三廠是一套年產(chǎn)15萬噸聚酯熔體的裝置，后面配套裝置為年產(chǎn)7萬噸短絲， 剩余熔體經(jīng)切粒機(jī)切成聚酯切片后包裝成一噸袋裝外銷。包裝機(jī)選用航天部十二所的一噸 袋裝自動稱量包裝系統(tǒng)，共有兩臺。下面介紹一下此包裝系統(tǒng)在裝置中的應(yīng)用情況。 一、 系統(tǒng)總體框圖 此包裝系統(tǒng)是運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)的包裝機(jī)械。用可編程控制器（PLC）和稱重指示控制儀組成測控系統(tǒng)來完成切片的稱量、計量、包裝的生產(chǎn)工藝過程。該系統(tǒng)以PLC和稱重指示控制儀為核心，配以稱重傳感器、氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、自動控制部件和機(jī)械裝置，實現(xiàn)切片的動態(tài)在線稱重計量和包裝工作。系統(tǒng)總統(tǒng)框圖如圖1。 圖1系統(tǒng)總體框圖 包裝機(jī)的控制部件由兩部分組成。 1、盤裝部分：由主控柜、副控柜和兩個現(xiàn)場操作盒組成。主控柜內(nèi)主要有PLC和稱重指示控制儀F701以及碼盤設(shè)定器、袋計數(shù)器等。副控柜主要為交流接觸器和熱繼電器，分別控制M1風(fēng)機(jī)電機(jī)、M2提升機(jī)構(gòu)電機(jī)、M4傳送機(jī)構(gòu)電機(jī)，其中提升機(jī)構(gòu)由于有升有降，所以用了兩個接觸器?，F(xiàn)場操作盒AR1用于料口升降控制，AR2用于傳送控制。兩個控制柜的前面板上有相應(yīng)的信號指示燈、按鈕和旋鈕等。 2、現(xiàn)場部分：①3個電機(jī)M1、M2、M3；②4個兩位五通電磁閥配合氣缸分別控制投料門1（電磁閥YV1）、投料門2（電磁閥YV2、）排料門（電磁閥YV4）和袋口夾松開（電磁閥YV5）；③6個限位開關(guān)，SQ1為投料門關(guān)位置，SQ3為排料門關(guān)位置，SQ4、SQ5、SQ6、SQ7分別對應(yīng)裝袋提升機(jī)構(gòu)的料口上位、下位、上限、下限；④3個稱重傳感器BP1、BP2、BP3；⑤1個光電開關(guān)SQ11用于檢測料包到傳送鏈板盡頭。 主要的機(jī)械裝置有稱量料斗、板式輸送機(jī)、裝袋機(jī)構(gòu)、控制門、排料門等。由于切片是粒狀的均勻顆粒，同粉狀物料相比流動性好且不粘附，所以靠自重來落料即可，料斗也不用做特殊操作。其中控制門采用的是雙閘門，控制門1和2全開時為快投料，控制門2關(guān)閉1開啟時為慢投料。 二、包裝工藝過程 此系統(tǒng)有自動和手動兩種操作方式，但手動方式也是由PLC實現(xiàn)的。手動方式主要用于調(diào)試、維修和排除故障，所以以自動操作為例介紹如下： ①、稱量過程：F701自動扣除皮重后，打開控制門1和2，由料倉向稱量料斗快投料（快投料速度約23Kg/s），當(dāng)達(dá)到預(yù)置值時關(guān)閉控制門2，將快投料改為慢投料（速度約為2Kg/s），當(dāng)料量達(dá)到落差值時關(guān)閉控制門1，投料結(jié)束。穩(wěn)定后PLC向F701發(fā)數(shù)據(jù)保持信號，F(xiàn)701自動的與設(shè)置的不足、過量、上限值比較，若適量則“稱好”燈亮，若過量或欠量則“超差”燈亮并報警。 ②、提升機(jī)構(gòu)動作及放料過程：將空袋夾在放料口上加好，按AR1的“料口升”按鈕待“稱好”燈亮后料口自動升到上位，風(fēng)機(jī)啟動充氣15秒，充氣結(jié)束后打開排料門開始放料，當(dāng)F701發(fā)出接近零信號后5秒關(guān)閉排料門，然后自動松開袋口夾，同時袋計數(shù)加1，PLC向F701發(fā)一個皮重復(fù)位命令信號，裝滿料的袋脫離料口放置在傳送機(jī)上。 ③、傳送過程：按AR2的“傳送啟動”按鈕，M4啟動自動傳送一個袋位停止，由人工扎袋口，料口自動降至下位。以后每稱好一袋，按傳送啟動按鈕袋即順序向前傳送一個工位。如此循環(huán)往復(fù)。用叉車及時將傳送機(jī)上的袋叉走。 欠量時允許通過按“慢投”按鈕進(jìn)行補(bǔ)料并自動達(dá)到適量；過量時系統(tǒng)除報警外無糾正措施，須按“強(qiáng)制”按鈕打開排料門放料。 三、 PLC和F701的配合使用 此包裝系統(tǒng)的核心控制部分即為PLC+F701。 ① PLC選用的是性價比高和擴(kuò)展性較好的歐姆龍的C200HE，共用了7個I/0卡件。其中有4個DI卡件，型號均為ID212的DC輸入單元，共用了32個輸入量，包括F701的控制輸出信號和按鈕、旋鈕、限位開關(guān)的輸入；3個DO卡件，型號為OC222繼電器輸出單元和OD411晶體管輸出單元，共用了20個輸出量，包括電磁閥、電機(jī)的控制信號、信號燈指示和送到F701的控制信號。 ② 稱重指示控制儀選用精度高、可靠性好的日產(chǎn)UNIPULSE的Model F701 。F701的設(shè)定是通過其面板上的按鍵組合進(jìn)行的。 稱重傳感器接口與現(xiàn)場的稱重傳感器采用四線制連接，本系統(tǒng)是將現(xiàn)場的三個傳感器并聯(lián)使用。設(shè)定點(diǎn)接口通連接了一個5位碼盤設(shè)定器，對應(yīng)千百十個和十分位，用于終值設(shè)置，F(xiàn)701既可以通過面板按鍵組合設(shè)置終值也可以通過連接外部設(shè)定器設(shè)置，通過按鍵組合可切換，本系統(tǒng)即為后者，可對終值以100克為單位進(jìn)行修正。 控制信號輸入/輸出接口用以連接外部信號輸入和控制信號輸出，從PLC送來3個信號，分別為去皮重、皮重復(fù)位和數(shù)據(jù)保持；每次稱量前先去皮重，此時凈重立即設(shè)置為零，到稱量終值后數(shù)據(jù)保持，放料結(jié)束后再皮重復(fù)位，即再取消去皮操作，此時毛重和凈重為同一數(shù)值，這樣可保證每次稱量的切片的凈重量。送到PLC有5個信號，分別為接近零、預(yù)置值、落差值、不足、過量、上限。實際參數(shù)設(shè)置如下：上限值為1200Kg，下限值為0Kg，接近零為10Kg，預(yù)置值1和2均為30Kg（F701支持三檔投料，此系統(tǒng)只用兩檔，所以預(yù)置值2信號未用），落差值為1.7Kg，過量和不足均為0.8Kg，終值為1000Kg。在PLC程序中落差值這一信號有時也當(dāng)作終值信號使用，因為重量到落差值時關(guān)閉控制門結(jié)束投料，時間上只存在閥門關(guān)閉用時的間隔，此值的大小就是關(guān)閉控制門后還沒有落到料斗內(nèi)的切片重量。實際使用中即為（碼盤設(shè)定器設(shè)為1000.0時）：重量在970Kg（1000.0-30）前為快投料，在970Kg時轉(zhuǎn)為慢投料，在998.3Kg（1000.0-1.7）時關(guān)閉控制門，這1.7Kg就是落差量；在排料過程時重量到了10Kg時再延時5秒關(guān)閉排料門即能確保料已排凈。重量變化示意圖如圖2。 圖2重量變化示意圖 由于重量在掉電再送電后，及運(yùn)行中發(fā)生故障停止運(yùn)行至排除故障恢復(fù)運(yùn)行后不發(fā)生變化，使得PLC的編程相對簡單，不用考慮數(shù)據(jù)保持功能,即不需使用PLC內(nèi)的特殊存儲器和相應(yīng)的命令。自動操作程序流程圖如圖3： 圖3自動操作程序流程圖 四、 與外部交接信號 料倉的高低報警信號引入此系統(tǒng)，在控制柜面板上用信號燈顯示，提醒操作人員料倉的物料情況。由于包裝裝置距中央控制室較遠(yuǎn)，為便于中控人員了解此裝置的運(yùn)行情況，所以將包裝系統(tǒng)的運(yùn)行、停止、故障信號引入中控室的DCS系統(tǒng)，另外在包裝機(jī)袋計數(shù)器加1的同時送DCS一個脈沖信號也用來計數(shù)，方便統(tǒng)計工作。而且還將每包的重量轉(zhuǎn)為4－20mA信號送入DCS系統(tǒng)顯示。 五、 結(jié)束語 包裝是產(chǎn)品進(jìn)入流通領(lǐng)域的必要條件，而實現(xiàn)包裝的主要手段是使用包裝機(jī)械。稱量包裝的準(zhǔn)確與否將直接影響到企業(yè)的信譽(yù)和經(jīng)濟(jì)效益。此包裝系統(tǒng)最大包裝能力為32袋/H,操作人員只需2至3人，操作簡單方便?？刂葡到y(tǒng)部件幾乎全部選用進(jìn)口產(chǎn)品，可靠性高，故障率低，維護(hù)方便。稱量精度設(shè)計為1000Kg±0.8Kg。該系統(tǒng)自使用以來，經(jīng)過計量部門兩次測試，整個系統(tǒng)的動態(tài)計量精度優(yōu)于0.2‰。自裝置開車產(chǎn)品外銷以來也沒有客戶反映產(chǎn)品有重量問題，很好的維護(hù)了公司信譽(yù)。 　 作者單位：濟(jì)南正昊化纖新材料有限公司 　 地址：濟(jì)南市化纖廠路2號　250100　 Email：jnzh_lf@yahoo.com.cn