【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 與裝袋。包裝袋套上喂料嘴后(此動(dòng)作本身?yè)軇?dòng)了啟動(dòng)閥)光電管發(fā)出信號(hào)，計(jì)量系統(tǒng)去皮清零，壓袋氣缸立即自動(dòng)壓住空袋，喂料口閘門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，同時(shí)啟動(dòng)喂料電機(jī)使之處于喂料階段。包座（智能稱(chēng)重傳感器）托住物料包的下部并進(jìn)行跟蹤計(jì)量，當(dāng)包裝物料到達(dá)額定量時(shí)，計(jì)量系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，通過(guò)氣缸將喂料口關(guān)閉，罐裝結(jié)束。滿(mǎn)袋后到達(dá)卸袋工位，計(jì)量系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，推袋氣缸推袋，完成一袋灌裝。水泥自動(dòng)稱(chēng)量包裝系統(tǒng)系統(tǒng)是由幾臺(tái)單機(jī)聯(lián)合工作，完成水泥的高精度計(jì)量包裝。其主要設(shè)備有水泥散料容器、電子稱(chēng)重機(jī)、自動(dòng)供袋機(jī)、自動(dòng)裝袋機(jī)等；包裝系統(tǒng)以下水平方向的設(shè)備，主要有縫紉機(jī)、皮帶輸送機(jī)等組成自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。其工作流程如下：水泥散料容器輸出口→水泥包裝系統(tǒng)→皮帶輸送機(jī)。水泥由水泥散料容器輸出口喂入水泥自動(dòng)包裝系統(tǒng)，包裝后的水泥包由皮帶輸送機(jī)送入其他設(shè)備或水泥庫(kù)。其中，水泥自動(dòng)包裝系統(tǒng)稱(chēng)為主系統(tǒng)，其余系統(tǒng)稱(chēng)為輔系統(tǒng)。 電子稱(chēng)重機(jī)電子稱(chēng)重機(jī)是包裝機(jī)的起始部機(jī)，其作用是完成物料的定值稱(chēng)重、投料等作業(yè)。本生產(chǎn)線(xiàn)采用凈重式電子稱(chēng)重方式，這樣稱(chēng)量結(jié)果不受容器皮重變化的影響，稱(chēng)量精度高，同時(shí)采用雙秤交替的運(yùn)行模式，可以保證生產(chǎn)線(xiàn)的包裝速度達(dá)到 800～1000 包/小時(shí)。整個(gè)稱(chēng)重系統(tǒng)的動(dòng)力源采用氣動(dòng)元件。給料系統(tǒng)采用氣動(dòng)控制的二級(jí)投料方式，即稱(chēng)重過(guò)程開(kāi)始時(shí)，首先粗流料門(mén)完全打開(kāi)，當(dāng)進(jìn)料量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的粗進(jìn)料值時(shí)(一般為總量的80%85%左右)，粗進(jìn)料氣缸復(fù)位，粗流料門(mén)關(guān)閉，快速投料過(guò)程停止。這時(shí)粗流料門(mén)前端有一方形孔即細(xì)流口還沒(méi)關(guān)閉，物料從該方形孔中繼續(xù)投料，即開(kāi)始細(xì)投料過(guò)程，當(dāng)充填物料達(dá)到預(yù)置重量時(shí)，細(xì)投料氣缸復(fù)位，細(xì)流料門(mén)關(guān)閉，給料結(jié)束。秤體采用雙傳感器的并聯(lián)組秤方式，秤體結(jié)構(gòu)采用鋼絲懸拉等減振措施，可以提高稱(chēng)重精度。排料系統(tǒng)采用氣動(dòng)控制的雙斜式連桿結(jié)構(gòu)，具有排料速度快，沖擊小的優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。 圖 21 電子稱(chēng)重機(jī) Autoweighing machine 自動(dòng)供袋機(jī)自動(dòng)供袋機(jī)是由供袋器、吸袋器、袋子傳送器、接袋器、取袋器等部件組成，如圖22 所示。全自動(dòng)包裝供袋工作是由供袋機(jī)械自動(dòng)完成，操作人員只要將空袋子按要求放到上袋機(jī)的備用倉(cāng)中就可以了。當(dāng)袋倉(cāng)中沒(méi)有袋子時(shí)備用袋倉(cāng)中的袋子會(huì)被送袋機(jī)構(gòu)整捆地自動(dòng)送到供袋器的袋倉(cāng)中去。供袋器是兩工位板式結(jié)構(gòu)，每一工位大約存儲(chǔ) 300 個(gè)包裝袋。帶有真空吸盤(pán)的吸袋器從供袋器上把包裝袋吸住，然后向上提升到位后，傳送給傳送器。傳送器將袋子輸送到供袋機(jī)的斜板上。在導(dǎo)向板、接袋器、吸盤(pán)和光電開(kāi)關(guān)的作用下，確保包裝袋在斜板上保持正確的位置和形狀。取袋器撿起斜板上的包裝袋，在取袋器四連桿的作用下，包裝袋定位在包裝機(jī)的中心線(xiàn)上，等待裝袋機(jī)將包裝袋取走。自動(dòng)供袋機(jī)供袋速度快，供袋質(zhì)量穩(wěn)定可靠，易于實(shí)現(xiàn)包裝工作的自動(dòng)化。 圖 22 供袋機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 Autobag feed group diagram 自動(dòng)裝袋機(jī)自動(dòng)裝袋機(jī)是由過(guò)渡料斗、取袋開(kāi)袋夾送裝置、翻門(mén)縮口裝置、機(jī)架等構(gòu)成，如圖23 所示。過(guò)渡料斗是裝袋機(jī)聯(lián)接電子稱(chēng)重機(jī)的過(guò)渡裝置，它可以存儲(chǔ)一袋物料，提高電子稱(chēng)重機(jī)的稱(chēng)重速度，減小物料落差，降低粉塵產(chǎn)生量，利于除塵，同時(shí)保證物料順利地導(dǎo)入裝袋機(jī)并防止裝袋機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)傳遞到電子稱(chēng)重機(jī)上。取袋開(kāi)袋夾送裝置將自動(dòng)供袋機(jī)的取袋器取好的袋子夾住，開(kāi)袋吸盤(pán)吸住袋子的兩面，在主氣缸推動(dòng)下送到翻門(mén)縮口裝置的下面并將袋口拉開(kāi)(此動(dòng)作是和翻門(mén)縮口動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行)為填裝物料做準(zhǔn)備，同時(shí)將己裝好物料的料袋送到夾口整形機(jī)內(nèi)。在主氣缸行程兩端安裝有緩沖器，使主氣缸在行程端點(diǎn)得以緩沖并使裝袋機(jī)振動(dòng)減輕。翻門(mén)縮口裝置將送過(guò)來(lái)的料袋通過(guò)夾袋手爪夾住袋子的兩上邊，通過(guò)縮口動(dòng)作收縮袋口(此動(dòng)作與開(kāi)袋動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行)使翻門(mén)插入袋口，并在檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到料袋位置正確后向電子稱(chēng)重機(jī)和過(guò)渡料斗發(fā)出卸料請(qǐng)求指令，投下物料，完成裝袋。每次裝填完物料后翻門(mén)關(guān)閉，夾袋手爪將袋口繃緊，松開(kāi)，放到輸送機(jī)上，再由取袋夾送裝置在取袋的同時(shí)夾送到夾口整形機(jī)內(nèi)。 圖 23 裝袋機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 Automatic bagging machine diagram3 氣動(dòng)及真空系統(tǒng) 氣動(dòng)系統(tǒng) [7][8]氣源處理裝置由排水過(guò)濾器、減壓閥、油霧器組成。排水過(guò)濾器將壓縮空氣中的贓物和水分濾出，由減壓閥把空氣壓力降到預(yù)定壓力，然后供給電磁閥和氣缸。油霧器中的潤(rùn)滑油由壓縮空氣順空氣流動(dòng)方向帶到需潤(rùn)滑的電磁閥和氣缸。減壓閥帶有壓力表，調(diào)整空氣壓力可由壓力表直接讀出。氣源處理裝置簡(jiǎn)圖如圖 31 所示。圖 31 氣源處理裝置簡(jiǎn)圖 Device of dealing with gas diagram氣路系統(tǒng)由基本回路構(gòu)成，基本回路由電磁閥、氣缸、管路、調(diào)速器、消音器組成。電磁閥控制氣體通斷及執(zhí)行機(jī)構(gòu)換向。氣缸是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本元件，承擔(dān)負(fù)載、輸出力及轉(zhuǎn)矩。調(diào)速器用來(lái)調(diào)節(jié)氣缸的運(yùn)動(dòng)速度，以滿(mǎn)足負(fù)載的不同速度要求。消音器用來(lái)排除排氣噪聲，保護(hù)環(huán)境?；净芈泛?jiǎn)圖如圖 32 所示。圖 32 基本回路簡(jiǎn)圖 Basie aerodynamic loop diagram橫進(jìn)裝置是包裝機(jī)的重要組成部分，它的主要作用是在取袋裝置取來(lái)袋子后，從兩側(cè)夾住袋口，在用真空把持住袋子的同時(shí)，向投料口移動(dòng)，該裝置在往返行程上裝有一個(gè)氣墊裝置。該氣缸在返回(或向前)運(yùn)動(dòng)時(shí)，以高速移動(dòng)，在接近行程終點(diǎn)附近某一點(diǎn)關(guān)閉閥門(mén)，使壓縮空氣只能經(jīng)過(guò)另一個(gè)狹窄的通道而限速，氣缸移動(dòng)速度便慢下來(lái)，然后停住，其運(yùn)動(dòng)速度及減慢下來(lái)的速度均由調(diào)速器調(diào)節(jié)，只要不產(chǎn)生振動(dòng)即可。前后兩閥門(mén)的開(kāi)關(guān)控制由配置在橫進(jìn)裝置上的霍爾開(kāi)關(guān)控制。橫進(jìn)裝置氣路簡(jiǎn)圖如圖 33 所示。圖 33 橫進(jìn)裝置氣路簡(jiǎn)圖 Across device aerodynamic loop裝袋、夾袋、開(kāi)袋口的氣路系統(tǒng)為基本氣動(dòng)回路如圖 34 所示。橫進(jìn)裝置上設(shè)置的開(kāi)袋口吸盤(pán)，夾住袋子送到料斗下面，夾袋機(jī)構(gòu)夾住袋口兩側(cè)后，向內(nèi)側(cè)縮口的同時(shí)，開(kāi)袋口機(jī)構(gòu)張開(kāi)，打開(kāi)袋口。開(kāi)口吸袋器在行進(jìn)時(shí)，啟動(dòng)真空裝置，并通過(guò)真空檢測(cè)器檢測(cè)真空度。若真空度未達(dá)到設(shè)定值，則棄袋。若達(dá)到設(shè)定值，則發(fā)出投料信號(hào)。這時(shí)，伸縮料門(mén)伸入袋口中卸料。棄袋有兩種情況:一是真空未達(dá)到設(shè)定值。二是伸縮料門(mén)擊偏或擊倒了袋子。夾袋機(jī)構(gòu)夾住袋口的同時(shí)，夾緊探測(cè)器便發(fā)出一個(gè)對(duì)袋子的探測(cè)信號(hào)，夾緊之后檢測(cè)到袋子正常時(shí)，便發(fā)出投料信號(hào)。只有真空檢測(cè)及夾緊檢測(cè)全部正常才能投料，缺一不可。棄袋或夾緊檢測(cè)未探測(cè)到袋子，要把各個(gè)功能部件返回到其原來(lái)位置。裝袋時(shí)，開(kāi)口吸袋器不再吸著袋子，返回初始位置。夾緊檢測(cè)器的設(shè)定值為:2kg/cm 2(相對(duì))。真空檢測(cè)器的設(shè)定值為:300mmHg 以上。圖 34 裝袋、夾袋、開(kāi)袋口氣路簡(jiǎn)圖 bagging，nipping and opening bag aerodynamic loop除了上述裝置的氣路系統(tǒng)，其它裝置均為基本回路。如電子稱(chēng)重機(jī)、吸袋、取袋等。 真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)由真空泵、真空電磁閥、真空檢測(cè)器、真空管路等組成。它是包裝機(jī)的主要部分之一，其主要功能是吸袋及開(kāi)袋等。真空泵是真空系統(tǒng)的心臟，提供真空能源，真空電磁閥承擔(dān)真空線(xiàn)路的通斷，真空檢測(cè)器承擔(dān)檢測(cè)真空壓力，并發(fā)出卸料信號(hào) [9]。4 水泥自動(dòng)稱(chēng)量包裝生產(chǎn)線(xiàn) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC 概述在包裝過(guò)程中，自動(dòng)完成稱(chēng)重、供袋、取袋、裝袋、輸送等多個(gè)動(dòng)作，動(dòng)作多，運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，而所處工作環(huán)境惡劣(高溫、振動(dòng)、粉塵)，這就要求控制系統(tǒng)具有很高的可靠性、良好的節(jié)能措施、很強(qiáng)的故障診斷能力，確保生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。由于包裝生產(chǎn)線(xiàn)的各種控制為開(kāi)關(guān)量，而目前流行的 PLC 具有結(jié)構(gòu)小巧、運(yùn)行速度高、通用性好、可靠性高等特點(diǎn)，非常適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的高溫、振動(dòng)、粉塵等惡劣環(huán)境下的開(kāi)關(guān)控制，所以選用 PLC 作為控制系統(tǒng)的核心部件。 PLC 的基本結(jié)構(gòu) [10][13]PLC 的類(lèi)型繁多，但其結(jié)構(gòu)和工作原理則大同小異，一般是由中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入/輸出單元、編程器、電源等主要部分構(gòu)成的，如圖 41 所示。如果把 PLC看作一個(gè)系統(tǒng)，外部的開(kāi)關(guān)信號(hào)均為輸入變量，它們經(jīng)輸入接口存到 PLC 內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，而后經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算或數(shù)據(jù)處理以輸出變量的形式送到輸出接口，從而控制輸出設(shè)備。圖 41 PLC 的基本結(jié)構(gòu) Basic structure of PLC(1)中央處理單元(CPU)CPU 是 PLC 的核心部件，它類(lèi)似人的大腦，能指揮 PLC 按照預(yù)先編好的系統(tǒng)程序完成各種任務(wù)。其作用有以下幾點(diǎn):①接收、存儲(chǔ)由編程工具輸入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)，并可通過(guò)顯示器顯示出程序的內(nèi)容和存儲(chǔ)地址。②檢查、校驗(yàn)用戶(hù)程序?qū)φ谳斎氲挠脩?hù)程序進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤立即報(bào)警，并停止輸入。在程序運(yùn)行過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，則立即報(bào)警或停止程序的執(zhí)行。③接收、調(diào)用現(xiàn)場(chǎng)信息將接收到的現(xiàn)場(chǎng)輸入的數(shù)據(jù)保存起來(lái)，在需要改數(shù)據(jù)的時(shí)候?qū)⑵湔{(diào)出、并送到需要該數(shù)據(jù)的地方。④執(zhí)行用戶(hù)程序當(dāng) PLC 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，CPU 根據(jù)用戶(hù)程序存放的先后順序，逐條讀取、解釋和執(zhí)行程序，完成用戶(hù)程序中規(guī)定的各種操作，并將程序執(zhí)行的結(jié)果送至輸出端口，以驅(qū)動(dòng) PLC 外部的負(fù)載。⑤故障診斷診斷電源、PLC 內(nèi)部電路的故障，根據(jù)故障或錯(cuò)誤的類(lèi)型，通過(guò)顯示器顯示出相應(yīng)的信息，以提示用戶(hù)及時(shí)排除故障或糾正錯(cuò)誤。(2)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，是可編程控制器存放系統(tǒng)程序、用戶(hù)程序及運(yùn)算數(shù)據(jù)的單元。存儲(chǔ)器可以分為以下 3 種:①系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序是廠(chǎng)家根據(jù)其選用的 CPU 的指令系統(tǒng)編寫(xiě)的，它決定了PLC 的功能。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器是只讀存儲(chǔ)器，用戶(hù)不能更改其內(nèi)容。②用戶(hù)程序存儲(chǔ)器根據(jù)控制要求而編制的應(yīng)用程序稱(chēng)為用戶(hù)程序。不同機(jī)型的 PLC，其用戶(hù)程序存儲(chǔ)器的容量可能差異較大。根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程或工藝的要求，用戶(hù)程序經(jīng)常需要改動(dòng)，所以用戶(hù)程序存儲(chǔ)器必須可讀寫(xiě)。一般要用后備電池(鏗電池)進(jìn)行掉電保護(hù)，以防掉電時(shí)丟失程序。③工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)的區(qū)域叫工作數(shù)據(jù)區(qū)。工作數(shù)據(jù)是經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的，所以這種存儲(chǔ)器必須可讀寫(xiě)。(3)輸入/輸出單元輸入/輸出(1/0)單元是 PLC 與外部設(shè)備相互聯(lián)系的窗口。輸入單元接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備向PLC 提供的信號(hào)，例如由按鈕、操作開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、繼電器觸點(diǎn)、接近開(kāi)關(guān)、撥碼器等提供的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。這些信號(hào)經(jīng)過(guò)輸入電路的濾波、光電隔離、電平轉(zhuǎn)換等處理，變成CPU 能夠接收和處理的信號(hào)。輸出單元將經(jīng)過(guò) CPU 處理的微弱電信號(hào)通過(guò)光電隔離、功率放大等處理轉(zhuǎn)換成外部設(shè)備所需要的強(qiáng)電信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行元件，如指示燈的亮滅，電動(dòng)機(jī)啟停和正反轉(zhuǎn)，設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)、平移、升降，閥門(mén)的關(guān)閉等。(4)電源部分電源部件能將外部供電電源轉(zhuǎn)換成供 PLC 的 CPU、存儲(chǔ)器、1/0 接口等電子電路工作所需要的直流電源，使 PLC 能正常工作。PLC 中一般配有開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源為內(nèi)部電路供電。開(kāi)關(guān)電源的輸入電壓范圍寬、體積小、重量輕、