DSBJ1200型伺服电子秤

王书鹏,毛祥刚,冯正华,高月,赵延君

王书鹏；毛祥刚；冯正华；高月；赵延君（大庆石化公司化建公司，大庆163714）

摘要：由于当前包装计量秤在稳定性及精度上达不到生产所需要的要求，我们研制生产DSJB1200型伺服电子秤。本文论述了DSBJ1200型伺服电子秤的设备组成，主要技术参数，工作过程，主要性能特点和严谨的安全联锁系统。着重强调了DSBJ1200型伺服电子秤相比较传统包装计量秤的优点和改进。

关键词：包装；计量秤；电子；伺服

中图分类号：TP2文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）10-0075-02

0引言

DSBJ1200型伺服电子秤采用了当今先进的控制技术，自行开发的中心进料调节器调节料流十分方便省力，减少了操作人员的劳动强度，提高了称的控制精度；自行开发的双门重力给料结构，改变了传统单门结构，由伺服系统控制的进料控制器，彻底改变了传统由气缸驱动两级投料的计量方式，实现三级甚至多级投料；采用高精度与高速度的UNIPULSE—F600型称重仪表，高稳定性的A/D采集模块，确保采集的数据更加稳定，人机操作界面采用工业级的彩色液晶触摸屏，使设定参数和操作更加简单方便；控制系统采用西门子PLC，逻辑组态科学，确保了系统工作的稳定性，程序设计结构严谨周密，使整个系统稳定性更强；秤体为不锈钢材质；控制系统设计了严谨的安全联锁系统等设计。

1设备组成及描述

该伺服电子秤由机械部分、自动控制部分和气动控制部分构成。

1.1机械部分

1.1.1储料斗电子秤储料斗与送料管线采用承插方式采用防静电材料软连接，用于将产品以重力给料到计量秤中心进料器。其目的是把输送物料管线产生的振动通过软连接材料与电子秤隔开，确保电子秤的正常连续工作。储料斗容积根据用户物料堆比重和安装现场情况而定，材质为不锈钢，内表面抛光处理。斗上装有料位开关，通过控制系统可实现低料位报警停机。

1.1.2中心式进料调节器国内外计量秤进料多为斜插板式进料调节机构，操作费力不方便，对料流的控制不精确。我们自行开发了中心进料式调节器，内装有开合机构和丝杆，通过外部手轮能轻松方便地调节进料量，流速稳定，此结构有利于提高计量精度。

1.1.3进料控制器伺服电机驱动双门进料控制器相对气缸驱动有很多优点，如果是两级投料，气缸每动作一次，必须走完一个行程；而伺服驱动可以实现多级控制，一般设置为三级投料，而每一级又可以设置为加速、匀速、减速等，由于伺服电机自身的优点，使调节过程方便自如。双进料门，减短了料门的动作行程（约为单进料门行程的一半），缩短了每一秤的计量时间，而且物料落到称重料斗的中间，有利于提高称重精度，装袋料位均衡，可提高封口质量。

1.1.4称重料斗称重料斗侧壁有进出砝码的小门，方便校秤。双斜排料门，采用高性能的气缸驱动，用接近开关检测确认门关闭好，方可进行进料称重；当收到包装机允许排料信号，自动打开排料门将物料排入包装机已经准备好的料袋中，充填完毕后，排料门自动关闭。排料速度快，并且料门与料斗间设有密封减震胶条，保证了料门在关闭时密封性好。称重料斗为悬吊机构，调节方便。

1.1.5箱体为两开门式，框架和面板均为不锈钢材质，门的四周有密封带，开关方便，锁紧可靠。两侧的密封门上设有呼吸器，装有不锈钢网，可以平衡内外气压，进排料平稳。箱体上平面为6mm厚钢板，传感器安装在箱体的上平面上，保证传感器不受震动。3个传感器罩结构紧凑，每个罩上用1个滚花螺栓固定，操作方便。门两侧面装有带钥匙把手，开关方便。

1.1.6安装箱箱体的一端设有安装箱，用来安装伺服电机、精密减速机、电磁阀、端子排、传感器加法器、安全联锁开关等。

1.2自动控制部分

1.2.1伺服驱动机构该秤采用松下伺服电机及其配套的伺服驱动器，减速机等。具有智能化的自动调整，高速高响应和超低振动等功能，实现计量称的高速准确测量。伺服电机型号：MHMD082P1U或同类伺服电机。减速机采用精密减速机，可以更好地实现减速效果，提高精度。当电机或伺服驱动器出现故障时，伺服驱动器会显示故障代码。

1.2.2可编程控制器PLCPLC采用德国西门子S7-200可编程控制器,它能够控制各种输入输出设备以满足自动化控制需求。S7-200的用户程序中包括了位逻辑、计数器、定时器、数字寄存器、复杂数学运算以及其它智能模块通讯等指令内容，通过软件编制，从而能够监视输入状态，改变输出状态以达到控制目的。紧凑的结构、灵活的配置、低廉的价格和强大的指令集使得S7-200PLC成为各种小型控制任务理想的解决方案。在考虑PLC点数设计时留有大于15%的备用量。

1.2.3称重仪表采用日本UNIPULSEF600称重仪表，F600屏幕为全彩色触摸屏显示，自身软件功能强大，有计量的实时数字显示，信息文本显示，计量在线图形显示，用户使用非常方便。有23个设置屏幕，113个参数设置屏幕（设置数值和性能参数）。F600触摸显示屏可显示重量值、图形设定值、设定项目的设定改变等。在称重计量时，根据使用功能可选择显示比较、保持、图形等。

1.2.4触摸屏采用PWS1711操作，其特点是操作方便、显示直观，全中文显示，可进行第一故障诊断及参数的修改并可充分开发其自身功能，设置生产需要的参数如统计等。另外由于将原有的开关、指示灯等器件的功能，全部由软件来实现，节约了大量的备件经费。

1.2.5控制柜控制柜设计标准符合国家规范，合理利用空间，各种器件、线路互不干涉，端子与电缆配接线、与器件配接线线号清楚，便于维修，检查。

1.3气动部分由气源组件、电磁阀、气缸、节流阀等组成，气动元件为德国FESTO产品，性能优越，气动系统可不滴加润滑油。在本伺服电子秤上用来控制称重料斗排料门的开、关。

2伺服电子秤工作过程

物料通过管线进入储料斗，通过进料调节器的手轮调节进料门开度大小从而控制物料的流量。物料通过进料调节器进入进料控制器内，由接近开关触发PLC，PLC内部已设好的程序开始运行，通过伺服系统控制进料控制器的双门，其过程为：双门全开进行粗投料，经过一定时间双门打开到位，伺服电机停转进行粗投料，当粗投料时间到达伺服电机反转开始关双门减小开度，当进料门关到一定位置电机停转，开始中投料，经过一定时间，中投料结束，伺服电机再次运转继续关双门再减小开度，再经过一段时间伺服电机再停转，进行细投料，当达到设定重量时，伺服电机再次运转关毕双门，计量称重结束。当称重结束后，称重料斗底门打门，将物料排入包装机。完成一个称重循环。

3主要性能特点

（1）采用伺服电机控制系统，速度快，精度高。自动控制方面用西门子PLC编程控制。

（2）中心式进料调节器改变了传统的插板阀结构，采用了新颖的设计，中心进料式，在内部安装了开合机构，在外部用手轮轻松调节进料物流的大小，解决了由于插板调节费力、不准确而影响计量精度和速度以及工人操作劳动强度大的问题。

（3）伺服驱动双门进料控制器，工作稳定可靠，速度快。

（4）秤体上设有校秤门，方便放置砝码：传感器罩用滚花螺栓锁紧，方便开启和传感器的检查。

（5）与物料接触部分的设备材质均为不锈钢，保证物料清洁不受污染。

4主要技术参数

称重能力：1200袋/小时（单秤）

称重范围：5－50千克/袋

称重重量：25千克/袋

精度：±0.15%

30袋平均值：25千克±25克

称重合格率：≥2σ

分辨率：5克

外形尺寸：985mm×790mm×2208mm

重量：约350公斤

5严谨的安全联锁系统

在控制柜面板和箱体上均安装有紧急停止开关，操作人员和维修人员需要停机时按紧急停止开关可以停机，操作人员或维修人员都可以用最短的时间内切断电源，停止设备运行。设计了设备自身的极限开关，当伺服电机故障，设备自动停止运行。

6结论

由于DSBJ1200型伺服电子秤自身在结构和控制方面的优点，在进料试验中完全能满足生产所需要的精度和速度，并且节约了大量的成本和备件，在节能减耗方面现对于传统的包装计量秤有了很大的改善，可以说DSBJ1200伺服电子秤是包装计量秤的一次飞跃。