针对固定包装机存在的问题，本文进行了 固定式包装机设计研究.包装机结构如图1所 示，由电机、输灰装置、袋架、微机控制系统，称 重传感器、插袋传感器、压袋气缸、闸门气缸、推 袋气紅、收尘系统（图中未画出）等组成。采用微 机自动控制，实现压袋、装灰、称量、卸袋等一系 列动作的自动化。

 

1儆机技统 Z.祢重怜感器 3,压後气釘

 

L推袋气紅     5.袋架 6.输料裝置 7.电机

主要设计技术指标为：

袋重合格率：ioo%（部标）； 单包称重精度:±400g； 十包平均称重精度：±200幻

 

 

单嘴产量：15t/h；

工作方式:连续。

2控制系统組成和工作原理

微机控制系统由单片机系统、称重电路、插 袋检测电路、输出驱动电路等几部分组成，其系 统结构如图2所示。

 

 

囲2控制系统姑构

包装机工作时，人工插入纸袋，微机经插袋 咨感器检测到插袋信号后，发出压袋、启动电 机、卸料信号，闸门控制气紅开启卸料闸门，以 大流量包装，微机通过称重传感器进行包装计 量，当计量达到90%时，微机发出信号，闸门控 制气缸使卸料闸门关闭一半.以小流量包装.当 计量达到100%时，微机发出停止卸料、停电 机、松袋、卸袋信号，闸门控制气缸关闭卸料闸 刀.压袋气範松开纸袋，推袋气缸推动内袋架绕 外袋架旋转，卸下满袋，包装机完成一个工作循 环。

开始卸料时.微机首先采样称重传感器空
秤时的输出信号（皮重），并清零,然后不停地进 行称重采样，并显示瞬时重量，

3硬件设计

3.1单片机系统

单片机系统由8031单片机、程序存储器和 键盘、显示电路组成。系统扩展了一片 8217EEPROM .用于存储系统监控程序、包装 控制程序、系统设置参数和包装计数.通过 8255芯片扩展了显示、健盘电路，健盘设定系 统、选择显示瞬时重量和累计袋数。

3. 2称重电路

称重电路由称重传感器、信号放大电路、 A/D转换电路三部分组成。

为保证包装精度.本系统釆用BK-2A型高 精度测力称重传感器，该传感器具有精度高，可 靠性好，使用寿命长等特点，非线性误差可达 0. 03% ,量程0—100千克时对应输岀直流电0 〜20mV。实践表明，该传感器可以满足称量精 度要求。

传感器信号的放大采用2B31型信号调理 器，此器件体积小，价格低，漂移小（0. 5fxV/C “L”），噪声低$1』—），共模抑制度高（最低为 140dB）,线性度优良（最大为0. 0025%uL"）, 130Vg的输入保护能力，以及低通滤波器截止 频率（2Hz~5KHz,衰减斜■率为60dB/十倍频 程）.放大倍数高（1-2000）,输出失调电平和电 桥激励源等优良性能，很适合用作拉压力传感 器接口电路。

按设计指标中计量精度高、装料速度快的 要求,A/D转换电路选用12位快速A/D转换 器AD574A.用8031的Pu查询AD574的 STS转换标志*

3.3插袋检测电路

插袋检测采用UGN（S）3020T集成霍尔 开关传感器.该传感器具有灵敏可靠、体积小、 无触点、无磨损、寿命长、功耗低、不怕灰尘、油 污、湿热等特点。插袋时带动安装在料嘴下面的 磁钢移动，当磁钢和霍尔器件两者靠近时，霍尔 器件上施加的磁感应强度增加、当磁场强度等 于或大于霍尔器件的磁场工作点时，霍尔器件 处于开态，输出信号通过4N25光电隔离器件 与单片机的P心口连接：电路结构如图3所示“ 由于一般霍尔器件的灵敏度不是很高、选用磁 力较强的磁钢和低破钢制成的磁力线集中器与 它配合，降低间隔距离要求.便于.安凑谒整，

 

S3播较检测电路

L低碳钢磁力雄集中器 2.霍不开关             3.磁钢

3. 4     电机控制电路

 

 

 

图4电机控制电路

电'路采用固体卉关SSR进行光电隔离和 驱动,驱动电路如图4所示.当Pi」= 0时，Tu 导通.SSR接通.接触器KM得电，触点闭合. 电机启动.反之电机停止，为了电路更加安全可 靠.在固体开关输出端加一个压敏电阻RY7D. 其标称电压在390〜440之间均可,SSR应与 KM安装在一起。

3.5 电磁阀驱动路

压袋，闸门，推袋气缸均用电磁换向配气阀 控制.电磁阀用固体开关SSR光电隔离和驱 动.电路如图5所示.当P1”（或时.

导通,SSR接通，电磁阀线圈C得电，电磁阀 动作，当=1时截止，SSR关断，C失 电,电磁阀夏位。

 

95电破阀駆动电路 4软件设计控制主程序框图如图6所示.

 

图6程序框囹

5包装精度分析

包装机包装过程中，在称重竹感器受力达 到设定值到卸料闸刀停止并完全关闭这段时 间.包装机出灰嘴继续出灰，造成每袋水泥实际 重量大于设定值.产生误差,这个误差称为涌入 量。为了提高包装精度,设计中采取了三点措 施：

5. 1提高釆样频率，使动态分辨力提高，采样 频率设定为12次./秒.

5.2当称重达到90%时’使出料闸门关闭一 半，岀料能力由6kg/s下降到3kg/s ,对应12 次/s采样频率的动态分辨能力为0. 25kg（袋重 的0.5%）,当称重达到100%时,执行动作约延 迟0. 03s,增加误差0.1kg,误差累计为0. 3kg, 为50kg袋重的0. 65%O

5.3在设定时,对涌入量进行补偿。根据袋重 目标值和涌入量确定袋重设定值。

试验表明包装计量精度达到设计指标要 求.

6结束语

本文设计的水泥包装微机自动控制系统- 实现机电一体化，简化了包装机结构.计量精度 高，'自动化程度高,操作简便，降低了工人的劳 动强度,同时考虑了收尘问题，降低了环境污染.家经贸委组织领导的％5”重点技术项目，日产4000吨熟料技术及装备工程，其中 ；