1引言

自动定量料斗秤是利用称重仪表通过称重模块采集数据并作出计算判断以控制执行元件，从而实现物料自动称重和卸料控制的容器。目前市场上的单重定量自动料斗秤大多是一台称重仪表只控制一台料斗秤的工作模式，即一台进料一台出料。这种控制方法比较成熟，广泛应用于自动包装控制系统中。

2单称定量自动料斗秤的控制系统

2.1系统基本组成

当前大部分定量自动料斗秤是由称重仪表、备料斗、料斗称、卸料斗、称量模块、封装机、支架等组成。

2.2系统控制过程

备料料斗由送料电机送料，然后物料从备料料斗进入料斗秤。此时物料从备料料斗进入料斗秤，料斗秤中物料的重量由称重模块通过A/D转换采集，称重仪表不断收集数据并根据收集的时间差计算料斗的当前进料速度，然后将预设值与当前料斗秤中的物料重量进行比较并计算继续进料的时间。由于称重仪表不断收集数据，判断并计算新的进料速度和所需的进料时间，备料料斗的进料口大小由称重仪表控制，计量精度可以得到保证。称重仪表控制配料料斗的进料口大小如下：开始时进料口最大（大输入），当料斗中物料的重量接近设定值（具体由称重仪器的软件部分设定）的70%~80%时，进料口部分收缩（中输入），当接近80%~95%（具体由称重仪表的软件部分设定）时，喂料口收缩为最小投料口(小投)，最后当料斗称内的物重加上空中落料的重量达到设定值时即关闭备料斗的喂料口，称重结束。料斗称卸料入容器袋即可封口。由于料斗称在卸料入容器袋的同时不能够进料，所以备料斗每次喂料到料斗称预先设定的值后需要等待料斗称卸料完毕方能再喂料。因此工作周期较长，效率不高。而当备料斗喂料到料斗称这段时间内工人也只有等待喂料完毕才能卸料入袋。所以人力也不能够很充分地利用。针对以上问题，笔者设计了由继电器实现的双称定量自动料斗秤。

3继电器控制的双称定量自动料斗秤

3.1双称控制方法的分析

双标度控制的方法很多，考虑到容器的尺寸是固定的，很难通过减少卸料时间来缩短工作周期，所以一般通过减少送料时间来改变工作周期，改变送料时间一般有两种方法一种是提高送料机构的送料速度；二是增加料斗数量前者只能在所选的送料电机固定的情况下增加送料电机的数量，但是增加电机会有以下问题①成本问题；②安装空间问题；③噪音问题考虑到以上问题，不宜选择多台增加料斗秤的数量。可以控制的方式很多，比较常用的是PLC编程控制和单片机编程控制，但考虑到PLC编程器价格较高，单片机编程控制稳定性不理想，本设计主要采用继电器控制两个仪表的工作，使两个仪表可以同时独立工作和相互通信，实现交替工作和优先工作，有效解决了工作周期长、人工成本高等问题，具有良好的经济意义。

3.2继电器实现的双称定量自动料斗秤的设计

(1)双称定量自动料斗秤的结构

继电器控制的双称定量自动料斗秤的组成与单称自动料斗秤基本相同，不同的是料斗称的个数变为2个，称重控制装置内部有2个称重仪表，备料斗的内部结构和称重仪表的控制电路也都有所改变。

(2)双称工作过程

物料由供料机构送至备料斗，再由备料斗向2个料斗称喂料，物料在两个料斗称中谁先完成定量称量，就先卸料至容器袋中，另一个料斗称一直等待到先定量完的那个料斗称卸料结束再卸料。如果同时定量完毕就由料斗称1先卸料。在一个料斗称卸料时，如果另一个料斗称还没有完成定量，备料斗继续喂料入该料斗称，直到完成定量，相应的出料口才封口。整个称重、卸料、相互协调过程及夹袋、松袋均由称重控制装置进行控制。

3.3继电器实现双称定量控制的工作原理

称重仪表的开关输出采用断电隔离方式，仪表的开关输入为低电平有效。称重仪表的开关输出采用断电隔离方式，仪表的开关输入为低电平有效。输出为集电极开路晶体管输出，可直接驱动DC继电器或小DC负载，使两个称重仪表相互通信，交替工作。本设计控制定值信号，分四种情况讨论①当第一个衡器的定值信号先到达，J1线圈通电，此时J1的常开触点闭合，晶体管T1相当于接通一个开关，线圈KA1通电，KA1的常开触点闭合，在卸料电磁阀1的过程中，如果第二个称重仪表的定值信号到达，J2线圈将被激励，但J1激励的高电平信号经过光耦U1后将变为低电平，J2激励的高电平信号经过逻辑与门后仍为低电平。此时，晶体管T2仍相当于工作在开关的断开状态。因此，KA2线圈不能通电，放电电磁阀2不能放电。实现了电磁阀1放电而电磁阀2不放电的功能。②当第二个称重仪表的定值信号先到达时，J2线圈通电，J2常开触点闭合，与门U2的输入端1为高电平。由于J1线圈未通电，与门U2的输入端2和输出端3此时也为高电平。晶体管T2相当于接通一个开关。继电器KA2的线圈通电，KA2的常开触点闭合，排放电磁阀2接通开始排放，KA2的常闭触点断开，切断了排放电磁阀1的连接电路。通过①和②的分析，可以看出排放电磁阀1和排放电磁阀2的连接可以互锁，这样就实现了双进料单出料的功能，即双称重控制。③当两台称重仪表的定值信号同时到达时，晶体管T1工作在开关的导通状态继电器KA1的线圈通电，常开触点闭合，由于继电器J1线圈通电后与门U2的输入端2为低电平，通过与门后仍为低电平，晶体管T2工作在开关断开状态，卸载电磁阀2未接通，无法卸载，实现了当两台称重仪表的定值信号同时到达时，称重仪表1优先卸料的功能。④当两台称重仪表的定值信号未到达时，第一次卸料完成时，两个电磁阀均不卸料，卸料电磁阀将向衡器反馈卸料信号，为下一次夹袋卸料做准备。

4结语

该电路是结合称重仪表进行设计的。在不改变控制器软件的情况下，对单称定量自动料斗秤的结构进行了改变，同时添加了部分硬件电路，克服了单喂料单卸料的工作周期长、效率低、人力资源不能充分利用等问题。合理的结构改变，配以简单的电路控制，有效地实现了双称合一。该产品主要优点为价格便宜、工作效率较高、性能好，非常适合常换不同物料的计量和控制。