摘要  復合肥包裝秤屬于顆粒狀物料包裝秤，由上料倉、控制門、秤體、中間料斗、夾袋器、輸送機、縫包機、控制柜等組成。由控制柜中的稱量控制器和PLC完成自動定量包裝。根據該秤特點開發新PLC程序替換原程序，提高包裝速度和精度，且給維護人員提供改進平臺。
關鍵詞  包裝秤 稱重傳感器 稱量控制器 PLC 梯形圖
1  包裝秤結構與控制規律
1.1  自動定量包裝秤的結構，
      復合肥包裝秤由上料倉、控制門、秤體、中間料斗、夾袋器、輸送機、縫包機、控制柜等組成，具體結構如圖1。

       控制門是大弧門和小弧門，控制快速進料和慢速進料；稱重傳感器邊上氣缸控制料筒門放料；夾袋器氣缸用于夾緊包裝袋。
       包裝秤的技術參數：儀用壓縮空氣壓力范圍在0.4-0.6 MPa，流量大于18m3/h。每包50kg，最大允差±100g，包裝能力800bag/h－－每4.5秒1包。
1.2  包裝秤定料控制，有3種方式，手動、單秤自動、雙秤自動。
1.2.1  手動控制過程：
快加→慢加→放料→松袋。由按紐控制。                                      
夾袋↗
1.2.2  單秤自動運行動作過程：
快加→慢加→放料→松袋。自動秤PLC控制,手動秤按紐控制。
夾袋↗
1.2.3  雙秤自動運行動作過程：
快加甲→慢加甲→放料甲→松袋甲。
↗
夾袋
       ↘
快加乙→慢加乙→放料乙→松袋乙。由PLC控制，甲乙秤放料互鎖。                 
1.2.4  3種控制方式的特定要求
      手動控制撇開PLC而由按鈕操作；手動和單秤自動，放料動作沒有互鎖要求；雙秤自動運行，則放料動作必須實現互鎖，即甲秤放料則乙秤不能放料，乙秤放料則不能甲秤放料。放料后中間料斗門復位到位方可加料，放料時間需要根據實際情況調整。

2  硬件構成說明
2.1  PLC系統組成
2.1.1  CPU單元、擴展單元
      CPU單元采用CPU222，擴展單元為數字量混合模塊EM223，使用TD200C與PLC通訊，并可以修改關鍵的時間參數。稱重控制器采用日本UNIPULSE的F701，該儀表接收稱重傳感器來的模擬信號，輸出開關量信號給PLC，如：快加，慢加，不足，過量，自動等信號。稱量不足或過量時，PLC置位面板指示燈報警；其余開關量輸出給執行機構――氣缸，氣缸在手動情況下由按鈕通過電磁閥控制，自動情況下由PLC通過電磁閥控制。
2.1.2  硬件連接圖
根據PLC的輸入輸出情況，PLC的硬件連接入圖2。
 

圖2
2.1.3 手自動控制原理圖
手動控制的設計思想是手動狀態下PLC輸出斷開供電，而供電給控制箱按鈕。如圖3（僅快慢加）
 

         圖3
2.1.4 稱重控制器的輸入輸出媏子，
模擬輸入端子，共7個端子，由稱重傳感器引線接入。端子如圖4
數字輸出端SP1為PLC的快加參數,快加到設置值時，控制器端子7輸出一個開關信號,要求停止快加；設定SP2，在重量達到SP2時，稱重控制器端子8輸出相應的開關量信號，要求停止慢加?？刂破鞯?0、11、23分別為不足、過量和運行信號，端子1、12、13、24為公共端。在稱重系統中，使用到的端子為：7――快加，8――慢加，10――不足，11――過量，12――公共端，23――運行。

                   圖4
3  控制系統軟件編程思路說明
3.1  PLC輸入輸出及控制關系
輸入：甲自動，甲運行，甲快加，甲慢加，甲不足，甲過量；乙自動，乙運行，乙快加，乙慢加，乙不足，乙過量；夾袋，松袋。共14個開關量輸入點。
輸出：快加甲，快加甲，放料甲；快加乙，慢加乙，放料乙；夾袋，計數，不足，過量。
自動手動切換的作用：自動時電源通過PLC開關量輸出給電磁閥，手動時電源通過按鈕輸送給電磁閥。
快加慢加：稱量控制器來“快加甲”信號接通表示快加量已經完成，此時“甲快加”PLC輸出應立即停止，同樣，“慢加甲”接通時，“甲慢加”應立即斷開慢加電磁閥。
快慢加完成，稱量結束，如果稱量控制器輸出“不足”或“過量”信號，PLC直接置位到面板指示燈，提示需要校秤；稱量完成是放料的條件之一，放料還需要一個條件是夾袋，套袋并夾緊后才可以放料。放料時，兩個秤要實現互鎖，通過中間變量來實現比較可靠。
3.2  中間變量控制關系
雙秤自動運行時，有些地方需要實現互鎖，有的地方需要設定最佳的定時時間。
     放料兩秤互鎖：甲秤放料，則乙秤不能放料，乙秤放料，則甲秤不能放料。放料到一定低位，稱量包裝秤慢加和快加會自動復位，這時如果自動打開加料弧門，造成不停地放料加料，因此放料一段時間內不能給料筒加料，直到料筒門關到位方可再加料，料筒門沒有關到位就加料，會造成加料過量。
 

       圖5
      松袋放料互鎖，放料時按松袋按鈕不起作用,防止放料途中有人誤撳按鈕而將料撒在地上，松袋動作則不允許放料，因為松袋意味著沒有包裝袋，沒有包裝袋不允許放料，放料會撒在地上。套袋動作需要自鎖，這樣只要夾袋按鈕接通一下，包裝袋就會夾牢。
 

      圖6
       定時時間需要按照設備的特點來設置，比如夾袋時，最塊時間是料落袋口時，剛好加緊，這個時間就是放料時間，放料時間多長要根據實際情況來設置和優化；放料完成一定時間內不得放料，直到料筒門關上才可以放料，這個時間必須加到程序中，并按照實際情況來進行調整。
       對包裝次數進行計數，一種是PLC內部計數，一種是PLC按每包一個脈沖輸出，由電子計數器來計數。操作人員可以按電子計數器讀數記錄來計算包數。PLC輸出給電子計數器脈沖梯形圖如下。
 

      圖7
3.3 使用TD200C調整定時器時間
      加料時間和放料時間需要變動，為了方便操作人員、維護人員對這兩個時間參數進行修改，編程人員應考慮采用通過TD200C來設置。

4  總結
      初次編程有一定難度，但是只要我們把工藝過程了解清楚，分析動作順序，模擬動作過程，就能夠較快解決問題。本設計首先判斷PLC輸入輸出，邏輯關系；然后再根據邏輯關系編制梯形圖；還有就是PLC程序的現場調試，按照實際情況進行修改，調整定時器時間，提高包裝秤的包裝效率。
       現場調試之前，可以先設計一個模擬裝置來進行調試，這樣可以解決大部分問題，減少占用操作人員包裝作業時間，下圖是本程序的模擬裝置的照片，以開關模擬儀表輸入、按鈕、行程開關等，以發光二極管模擬輸出。
 

包裝秤模擬裝置
參考文獻
[1] 西門子資料.SIEMENS SIMATIC S7-200可編程控制器.
[2] 殷洪義等編著.《可編程控制器選擇設計與維護》.機械工業出版社，2004年.
[3] 廖常初等編著.《PLC編程及應用》.機械工業出版社，2005年.