摘要：本文主要介紹永宏P(guān)LC在食品行業(yè)中自動稱重灌裝的應(yīng)用，能有效的提高生產(chǎn)效率和保障食品安全。

關(guān)鍵詞：永宏  食品行業(yè)  伺服  自動稱重灌裝

Abstract:：This paper mainly introduces FATEK PLC's automatic weighing filling applications in food industry , it can improve the production efficiency and guarantee food security

Key Words： FATEK  Food industry  Servo  Automatic weighing filling

1.引言 

      在粽子的制作過程中，重量計(jì)量是其重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。物料包裝的準(zhǔn)確與否將直接影響到企業(yè)的信譽(yù)和經(jīng)濟(jì)效益。過去采用機(jī)械稱量、人工裝袋，勞動強(qiáng)度大、速度慢、精度低。近幾年，采用電子稱量裝置雖然可使其靜態(tài)稱量精度大大提高，但在飼料加工連續(xù)生產(chǎn)過程中，其動態(tài)精度仍不能保證。因此，在快速自動稱量中如何提高動態(tài)稱量精度，一直是食品加工企業(yè)急需解決的難題。

2.背景介紹
      由于自動稱重灌裝機(jī)（圖1）對PLC稱重和控制部分的反應(yīng)速度要求較高。以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)120g粽子為例，灌注速度要求為一個(gè)3-4秒。如果采用普通的稱重方式，即采用為重量變送器或單片機(jī)儀表將稱重傳感器的信號轉(zhuǎn)換成4～20mA模擬量信號并送至PLC。PLC通過模擬量信號控制加料設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)重量進(jìn)行灌裝。由于稱重傳感器的信號要通過變送器和PLC模擬量模塊的多次轉(zhuǎn)換，面臨灌裝速度不易提高，易受外界雜波干擾等問題，對稱重控制的響應(yīng)時(shí)間和測量精度會有很大的影響。采用單片機(jī)儀表的形式，也同樣會存在儀表與PLC之間由于稱重?cái)?shù)據(jù)傳遞和轉(zhuǎn)換帶來的稱重控制滯后和誤差。并且如果稱重儀表出現(xiàn)故障，往往需要更換并重新進(jìn)行標(biāo)定，增大了我們售后服務(wù)的響應(yīng)時(shí)間和成本。

圖1 自動稱重灌裝機(jī)

3.系統(tǒng)構(gòu)成

      本控制系統(tǒng)主要介紹的是利用可編程控制器、人機(jī)界面、伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)流水線的全自動稱重灌注，并穩(wěn)定可靠運(yùn)行,達(dá)到準(zhǔn)確控制,提高產(chǎn)量和降低成

根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)要求,該控制系統(tǒng)主要由三部分組成:

控制部分: 1臺永宏FBS系列高功能主機(jī)FBS-60MC及6臺稱重?cái)U(kuò)展模塊FBS-1LC;

操作部分: 1臺永宏觸摸屏FV-070ST-T50作為人機(jī)界面,

執(zhí)行部分:2臺攪拌機(jī)、6套國產(chǎn)博美德伺服驅(qū)動器及伺服電機(jī)、6臺普通電機(jī)、1個(gè)長封/端封汽缸.

系統(tǒng)構(gòu)架如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)構(gòu)架

3.1   重量信號的傳輸

      現(xiàn)場稱重傳感器的信號直接進(jìn)入PLC系統(tǒng)，代替了普通稱重儀表通過4-20mA信號送入PLC。避免了信號轉(zhuǎn)換帶來的誤差和傳輸?shù)臅r(shí)間延遲。稱重控制的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性高，更新稱重?cái)?shù)據(jù)的速度更快，且控制精度更高。

3.2   加料信號的控制

      執(zhí)行部分采用的是高精度的伺服電機(jī)，通過PLC進(jìn)行泛用的PID控制，在調(diào)試過程中規(guī)劃好最適合的PID參數(shù)，即可控制伺服電機(jī)進(jìn)行高速→低速→停止的快速變化。

4. 永宏稱重模塊介紹

     FBS-1LC是FATEK FBS系列PLC的模擬輸入模塊的成員，可用于測量負(fù)荷產(chǎn)生的微弱信號。本模塊將測量信號以16位帶正負(fù)號數(shù)來表示，為了能將伴隨于信號的現(xiàn)場噪聲濾除，本模塊內(nèi)也提供取樣信號平均的功能。

      若要得到真實(shí)的工程單位值，則須在階梯程序中加入LCNV（FUN33）或MLC（FUN34）指令來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。由于負(fù)荷的信號非常微弱，通常應(yīng)用時(shí)

      PLC于1LC模塊間通過8點(diǎn)DO及1點(diǎn)輸入緩沖器（RI）來溝通。

      借由DO信號，使用者可選擇轉(zhuǎn)換速率，輸入范圍及平均的次數(shù)，詳細(xì)的DO控制參考下表，Ys是模塊配置到得DO起始號碼，轉(zhuǎn)換的結(jié)果置于輸入緩沖器中。

5. PLC/HMI軟件介紹：

1. 泛用PID控制

      FBS-PLC提供泛用的PID運(yùn)算控制功能，可將由模擬量輸入讀取的當(dāng)前值，與使用者所設(shè)定值，依使用者所指定的比例帶（P）、積分常數(shù)（I）、微分常數(shù)（D）作PID運(yùn)算后，得到適宜的輸出控制值再借由模擬量輸出以控制受控對象維持在使用者所期望的設(shè)定值范圍內(nèi)，可使用于任何需要平順、快速、精準(zhǔn)的控制。

2.料配方控制程序

      完成對配料配方數(shù)據(jù)的操作，永宏的FUN160檔案存儲器可方便的實(shí)現(xiàn)

3.觸摸屏主控制界面如下：

4.配方及相關(guān)參數(shù)界面如下：

6. 結(jié)束語

      在現(xiàn)代生產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)節(jié)中，隨著人工成本的不斷上漲，勢必使企業(yè)調(diào)整生存法則，提高自動化程度，減少人工成本，采用PLC控制進(jìn)行食品的自動灌裝，具有結(jié)構(gòu)簡單、計(jì)量準(zhǔn)確、工作可靠，較好的兼顧了動態(tài)稱重計(jì)量的精度和速度，滿足了在線快速動態(tài)重量計(jì)量的要求，對水泥、食鹽、面粉等的稱重包裝有借鑒作用和推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 永宏可編程控制器使用手冊I 和使用手冊II.臺灣永宏電機(jī)股份有限公司

[2] 永宏P(guān)LC編程軟件使用手冊.臺灣永宏電機(jī)股份有限公司

[3] 永宏P(guān)LC應(yīng)用于自動配料系統(tǒng). 臺灣永宏電機(jī)股份有限公司