摘要：本文主要介紹永宏PLC在食品行業中自動稱重灌裝的應用，能有效的提高生產效率和保障食品安全。

關鍵詞：永宏  食品行業  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，重量計量是其重要的生產環節。物料包裝的準確與否將直接影響到企業的信譽和經濟效益。過去采用機械稱量、人工裝袋，勞動強度大、速度慢、精度低。近幾年，采用電子稱量裝置雖然可使其靜態稱量精度大大提高，但在飼料加工連續生產過程中，其動態精度仍不能保證。因此，在快速自動稱量中如何提高動態稱量精度，一直是食品加工企業急需解決的難題。

2.背景介紹
      由于自動稱重灌裝機（圖1）對PLC稱重和控制部分的反應速度要求較高。以一個標準120g粽子為例，灌注速度要求為一個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儀表將稱重傳感器的信號轉換成4～20mA模擬量信號并送至PLC。PLC通過模擬量信號控制加料設備的執行機構根據重量進行灌裝。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，對稱重控制的響應時間和測量精度會有很大的影響。采用單片機儀表的形式，也同樣會存在儀表與PLC之間由于稱重數據傳遞和轉換帶來的稱重控制滯后和誤差。并且如果稱重儀表出現故障，往往需要更換并重新進行標定，增大了我們售后服務的響應時間和成本。

圖1 自動稱重灌裝機

3.系統構成

      本控制系統主要介紹的是利用可編程控制器、人機界面、伺服電機實現流水線的全自動稱重灌注，并穩定可靠運行,達到準確控制,提高產量和降低成

根據現場生產要求,該控制系統主要由三部分組成:

控制部分: 1臺永宏FBS系列高功能主機FBS-60MC及6臺稱重擴展模塊FBS-1LC;

操作部分: 1臺永宏觸摸屏FV-070ST-T50作為人機界面,

執行部分:2臺攪拌機、6套國產博美德伺服驅動器及伺服電機、6臺普通電機、1個長封/端封汽缸.

系統構架如圖2所示。

圖2 系統構架

3.1   重量信號的傳輸

      現場稱重傳感器的信號直接進入PLC系統，代替了普通稱重儀表通過4-20mA信號送入PLC。避免了信號轉換帶來的誤差和傳輸的時間延遲。稱重控制的數據實時性高，更新稱重數據的速度更快，且控制精度更高。

3.2   加料信號的控制

      執行部分采用的是高精度的伺服電機，通過PLC進行泛用的PID控制，在調試過程中規劃好最適合的PID參數，即可控制伺服電機進行高速→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，可用于測量負荷產生的微弱信號。本模塊將測量信號以16位帶正負號數來表示，為了能將伴隨于信號的現場噪聲濾除，本模塊內也提供取樣信號平均的功能。

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

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

      借由DO信號，使用者可選擇轉換速率，輸入范圍及平均的次數，詳細的DO控制參考下表，Ys是模塊配置到得DO起始號碼，轉換的結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運算控制功能，可將由模擬量輸入讀取的當前值，與使用者所設定值，依使用者所指定的比例帶（P）、積分常數（I）、微分常數（D）作PID運算后，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定值范圍內，可使用于任何需要平順、快速、精準的控制。

2.料配方控制程序

      完成對配料配方數據的操作，永宏的FUN160檔案存儲器可方便的實現

3.觸摸屏主控制界面如下：

4.配方及相關參數界面如下：

6. 結束語

      在現代生產系統環節中，隨著人工成本的不斷上漲，勢必使企業調整生存法則，提高自動化程度，減少人工成本，采用PLC控制進行食品的自動灌裝，具有結構簡單、計量準確、工作可靠，較好的兼顧了動態稱重計量的精度和速度，滿足了在線快速動態重量計量的要求，對水泥、食鹽、面粉等的稱重包裝有借鑒作用和推廣價值。

參考文獻：

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

[2] 永宏PLC編程軟件使用手冊.臺灣永宏電機股份有限公司

[3] 永宏PLC應用于自動配料系統. 臺灣永宏電機股份有限公司