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1  引言
    濟(jì)南正昊化纖新材料有限公司化工三廠有一套年產(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(dòng)稱量包裝系統(tǒng)，共有兩套。重量信號(hào)由稱重指示控制儀F701來檢測(cè)和控制，下面著重介紹一下F701在此包裝系統(tǒng)中的使用情況。
2  系統(tǒng)介紹
    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。該系統(tǒng)以稱重指示控制儀配合稱重傳感器來檢測(cè)和控制重量信號(hào)，用PLC進(jìn)行自動(dòng)控制，配以氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、自動(dòng)控制部件和機(jī)械裝置，實(shí)現(xiàn)切片的動(dòng)態(tài)在線稱重計(jì)量和包裝工作。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

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(gè)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
(2)  現(xiàn)場部分：
    ① 3個(gè)電機(jī)M1、M2、M3；
    ② 4個(gè)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）；
    ③ 6個(gè)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(duì)應(yīng)裝袋提升機(jī)構(gòu)的料口上位、下位、上限、下限；
    ④ 3個(gè)稱重傳感器BP1、BP2、BP3；
    ⑤ 1個(gè)光電開關(guān)SQ11用于檢測(cè)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(dòng)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(shí)為快投料，控制門2關(guān)閉1開啟時(shí)為慢投料。
3  包裝工藝過程
    此系統(tǒng)有自動(dòng)和手動(dòng)兩種操作方式，但手動(dòng)方式也是由PLC實(shí)現(xiàn)的。手動(dòng)方式主要用于調(diào)試、維修和排除故障，所以以自動(dòng)操作為例介紹如下：
    (1)  稱量過程：PLC向F701發(fā)扣除皮重信號(hào)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(shí)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(shí)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(hào)，F(xiàn)701自動(dòng)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(bào)警。
    (2)  提升機(jī)構(gòu)動(dòng)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(dòng)升到上位，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)充氣15s，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(hào)后5s關(guān)閉排料門，然后自動(dòng)松開袋口夾，同時(shí)袋計(jì)數(shù)加1，PLC向F701發(fā)一個(gè)皮重復(fù)位命令信號(hào)，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(dòng)”按鈕，M4啟動(dòng)自動(dòng)傳送一個(gè)袋位停止，由人工扎袋口，料口自動(dòng)降至下位。以后每稱好一袋，按傳送啟動(dòng)按鈕袋即順序向前傳送一個(gè)工位。如此循環(huán)往復(fù)。用叉車及時(shí)將傳送機(jī)上的袋叉走。
欠量時(shí)允許通過按“慢投”按鈕進(jìn)行補(bǔ)料并自動(dòng)達(dá)到適量；過量時(shí)系統(tǒng)除報(bào)警外無糾正措施，須按“強(qiáng)制”按鈕打開排料門放料。
4  稱重指示控制儀F701的使用
    稱重控制儀表是與稱重傳感器相配合，采用稱重量的方法精確地控制一種或多種物料的重量配比的儀表。此包裝系統(tǒng)的稱重指示控制儀選用的是精度高、可靠性好的日產(chǎn)UNIPULSE的Model F701。F701適用于單種物料的配料控制。其主要技術(shù)參數(shù)如下：7位數(shù)字顯示熒光屏、非直線性為0.01%FS以內(nèi)、最小輸入靈敏度為0.5μV/字、零點(diǎn)漂移為0.2μV/℃以內(nèi)、 增益漂移為10ppm/℃以內(nèi) ，每秒100次的高速A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理，豐富的輸入/輸出接口和自動(dòng)計(jì)量控制功能。在此包裝系統(tǒng)中的F701的接線圖如圖2所示。
    (1)  稱重傳感器接口是一個(gè)7孔的接頭，與現(xiàn)場的稱重傳感器接線方法有六線制和四線制兩種，此系統(tǒng)采用四線制連接，1和2、3和4依次短接，而且將現(xiàn)場的三個(gè)傳感器并聯(lián)起來使用。
    (2)  設(shè)定點(diǎn)接口通連接了一個(gè)5位碼盤設(shè)定器，端子號(hào)6、5、4、3、2分別對(duì)應(yīng)千百十個(gè)和十分位，27、28、29、30是8421編碼的尋址數(shù)據(jù)，用于終值設(shè)置。F701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(duì)終值以100g為單位進(jìn)行修正。

    (4)  質(zhì)量輸出接口可以將每次稱量的終值數(shù)，以4－20mA模擬信號(hào)的形式送出，此系統(tǒng)設(shè)置為0mA對(duì)應(yīng)0kg，20mA對(duì)應(yīng)1200kg。
F701的各種功能設(shè)定通過其面板上的按鍵組合即可進(jìn)行設(shè)置，與通過撥動(dòng)開關(guān)的設(shè)置方法相比非常方便和直觀。設(shè)置完成后，可通過按鍵組合禁止功能鍵操作，防止操作人員誤操作。F701是專門用于單一物料重量稱量和控制的儀表，在此系統(tǒng)中重量這一模擬量信號(hào)由F701來處理，而使PLC與F701全部是數(shù)字量的交接信號(hào)。這樣使此系統(tǒng)的PLC處理的也全是數(shù)字量信號(hào)，在使控制精度大大提高的同時(shí)也使的編程相對(duì)簡單，無需使用復(fù)雜的命令，而且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，所以不用考慮數(shù)據(jù)保持功能，即不需使用PLC內(nèi)的特殊存儲(chǔ)器和相應(yīng)的命令。
5  結(jié)語
    包裝是產(chǎn)品進(jìn)入流通領(lǐng)域的必要條件，而實(shí)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/小時(shí)，操作人員只需2至3人，操作簡單方便。控制系統(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(jì)為1000kg±0.8kg。該系統(tǒng)自使用以來，經(jīng)過計(jì)量部門兩次測(cè)試，整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)計(jì)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)。