抽气／充气(液)软包装机的电气控制法（上）

1 前言 控制系统是包装机械的重要组成部分，它的作用在于对整个自动工作循环进行控制和协调，包括：使各种包装运动按一定顺序进行；必要的压力、温度、时间、速度的调节及其控制；各种质量检测，自动安全保护，自动计量、计数的实现；物料的供停，故障的自动报警等控制。 常规控制系统有：机械式、气(液)动式和电控式等。其中，电控式应用最广。这些控制系统的控制方式大多是单一的，具有一定的局限性。如电控式，控制主要采用继电器接触器电路和仪表控制方法，即使是一些大型企业生产的包装设备也仍然采用开关电路板或单元组合仪表方式(控制原理见)，其控制水平较低，已难以适应现代食品包装的控制要求。 为提高我国包装机械的综合技术水平，使我国的包装走向世界，必须采用先进控制技术来提高其自动化水平。发展集机、电、气、光等高新技术为一体的包装设备将是一种必然趋势。 笔者通过单条活鱼包装机[为连续式多规格多功能单条活鱼自动换气充氧(液)装袋机]的设计研制，采用新型模块化设计方法，很好地将机、电、气、光技术进行优势互补、优化组合，实现了对该机的最优控制。该机在国内外尚属首台，已在新加坡某鱼场投入使用，效果良好。这种控制方法适用于抽气／充气(液)软包装设备的自动控制。 2 设备工艺要求及控制要求 2．1 工艺要求 (1)包装袋规格为3"、4"、5"、6"、和7"；(2)包装材料为无毒可热封薄膜；(3)因是活鱼包装，不仅要求包装袋内有水，还需抽去袋内空气形成真空再充入氧气(配液)，以保证活鱼存放时间；(4)要求连续工作；(5)包装规格变换方便；(6)除人工投鱼外，其余操作全部自动完成。 2．2 控制要求 本机采用多功能模块化组合式的设计方法，机器总功能分解为供膜、成型、定量供水、导向、牵引、纵封、光电定长、横封切和输出九大模块。各功能模块的构成、作用以及机器总体结构模块图见笔者论文。 结合机器工艺要求，将各功能模块按一定的工作顺序进行优化组合后，得到机器工作循环图，见图1。 由此，对其控制系统提出以下要求：(1)人工投料(鱼)后的投料信号控制；(2)每袋装水量的控制；(3)纵封、横封切的压力、温度控制；(4)袋长控制；(5)抽气／充气(液)的定量控制；(6)各模块执行件的动作顺序控制。 3 控制方法 3．1 总体方案 本机采用模块化设计方法，各功能模块的控制相对简单。控制的关键及难点在于如何发挥机、电、气、光各种技术优势，进行优化组合，使各模块执行件的运动相互协调、有序动作。本方案采用PLC作为整机的控制，并设置数据设定显示单元，很好地解决了这一问题，控制快速、稳定、可靠，参数调整方便、快捷。 3．2 机械控制 实现供膜、成型、成品输出的自动控制。其中，供膜由供膜架、滚筒支轴、滚筒、卷筒支轴、卷筒支块等机械装置完成；成型主要由集料斗与成型器为一体的成型下料斗完成；成品输出由出料斗槽等机械装置完成。 此外，纵封、横封切的热封压力控制通过调整纵封头或横封切头的位置实现。 3．3 电气控制 实现纵封、横封切热封温度的自动控制。系统由两套智能化数据温度指示调节仪、测温元件(热电偶)和加热元件(电热管)等部件组成。其控制原理框图见图2。 信息来源于：中国包装标准网