基于plc模糊控制器在定量包装秤中应用

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1、学兔兔www.xuetutu.coml匐似基于PLC的模糊控制器在定量包装秤中的应用ApplicationofquantitativepackagingmachinebasedonPLCfuzzycontroller张俊。，李明ZHANGJun’．LIMing(1．南京工业大学自动化与电气工程学院，南京210009；2．常熟三禾精工科技有限公司，苏州215000)摘要：结合公司设计的DOS一25包装秤，介绍了定量包装秤的工作原理。设计了基于西门子PLC和模糊控制实现包装秤的自动控制系统，并且介绍了

2、PLC实现模糊控制定量下料的具体方法。实践表明，该控制方式能够较好的实现精准定量包装，并且提高了该公司生产的包装秤的市场竞争力。关键词：定量包装；模糊控制；PLC中图分类号：TB486文献标识码：A文章编号：1009—0134(2014)05(下)一O110—04Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2014．05(下)．310引言而来满足动态包装的精度要求。称重环节中采用随着现在生活水平的提高，定量包装已经在的是托利多生产的IL系列称重传感器，安装在结构的左侧，如图l所示，将

3、物料的重量转化为电信生产和生活中无处不在，包括食品、化肥、饲料号传送给控制系统。本次控制系统由西门子200系等行业。在定量称重环节中，一般包括料仓、加~IJPLC、UNIPULSE的F701称重显示仪表、电控箱料装置和秤体等部分组成。定量精度在判断定料包装机优劣中是非常重要的一个因素。然而在定等组成，使整个包装机按照PLC编写的程序进行控量包装中，影响定量精度的主要环节是加料装置制。硬件控制流程图如图2所示。和秤体两个部分。定量下料控制中的误差并不能完全被消除，特别是物料的冲击力以及空中落料的影响

4、u。目前，本公司大量生产的定量包装机是在使用之前就已经设定好两个固定的速度，包括快加档和慢加档，在包装机工作过程中无法实现精确的动态控制，只能按照提前设定好的电机速度进行加料，导致生产的包装机无法使用在精度较高的场合。根据公司的发展要求，对定量包装机进行技术提升来提高定量包装精度，由于动态称重的被控对象具有非线性特性，所以本次设计中将模糊控1．除尘接管；2．气振动；3．缓冲料仓：4．蝶阀；5呼吸帽制的方法来应用于动态定量包装控制系统。6．伺服电机；7．减速机；8．呼吸帽；9搅拌棒；l0．螺杆11．

5、气缸；l2．涨袋装置：l3．称重传感器：l4．托袋架1定量包装秤的结构图1定量包装秤组成简图图l为本次设计的定量包装秤的组成简图。本次设计的包装秤能够包装各种颗粒和粉料，每袋包装的容量是25kg，容许的误差在0．2％，主要包括料仓、称重装置、夹袋机构和自动控制系统等组成。加料仓采用缓冲料仓，主要是为了提供比较均匀的物料。本次设计的包装机包装的物料主要是粉末物料，采用的加料方式是螺旋加料，通过调节伺服电机的转速来改变加料速度的快慢，从图2硬件控制流程图收稿日期：2013-12-18作者简介：张俊(1

6、989一)，男，江苏宜兴人，硕士研究生，主要研究方向为包装机的自动化控制。[110]第36卷第5期2014—05(下)学兔兔www.xuetutu.com务I匐似2定量控制原理本次对包装机进行改造的过程中，定量控制总体还是保留二级加料的加料方式，即开始的时候采用快加料，当到达设定值的约90％／J11料量时，改成慢加料以满足称重精度的要求。在刚开始的时候，即定量称重误差比较大时，采用恒定的快图5模糊控制基本结构图加料控制，来满足速度的要求；当称重误差小于下料系统是一个单向逼近式的过程，也就是落下某一

7、特定值的时候，进行变速模糊控制，以保证的料是不能收回的，所以偏差e就无负值，偏差定量下料的精度。图3为定量下料称重模糊控制自变化率ec就逐渐减少。针对设计的包装机，理论动控制系统。误差是0~25000g。但是根据设计的要求，在刚开始加料的时候采用恒速加料的形式，当偏差小于10000g的时候采用模糊控制的方法进行加料速度的控制。偏差的模糊论域定为【O，lO]，对偏差较小的这部分进行非均匀量化，得出偏差e的模糊论域与实际论域的关系表如表1所示。偏差的变化率的模图3自动控制系统结构图糊论域取值为[0，8

8、]，经过多次的测试，得出模糊在定量控制中，称重传感器检测到的电压信论域与实际论域的关系表如表2所示。在包装过程号进入F701仪表的放大、滤波等电路，通过A／D中，进行精确加料的过程一般时间是比较短的，转换器，然后经过仪表内部的控制器转换为重量按照以前的慢加料精度加料的时间，一般只有2-3值，与设定值进行比较得到偏差值。在恒速快加秒钟的时间，所以在设计的过程中采用100次／秒的料结束之后，采用模糊控制算法计算出在该偏差采样方式，从而提高采样率来提高精度。下的螺杆的下料量，通过该下料量