粉狀食品定量稱量包裝控制系統(tǒng)設(shè)計
發(fā)布時間：2021-08-12 14:07
為了提高粉狀食品稱量包裝機自動化程度、提高食品生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)效率,設(shè)計了以嵌入式工控主板PXA270微處理器作為控制器,以威綸MT6070IH觸摸屏為包裝控制系統(tǒng)的人機交互系統(tǒng),由觸摸屏完成包裝系統(tǒng)運行信息的顯示和各種參數(shù)的設(shè)置,提高了包裝系統(tǒng)的可視性和可操作性。在此硬件結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)計稱量包裝系統(tǒng)軟件,并在PID控制器中引入模糊控制理論,提高了PID控制器的自適應(yīng)性。結(jié)果表明,在該控制系統(tǒng)下粉狀食品稱量誤差能夠控制在±1 g。該控制系統(tǒng)不僅提高了稱量包裝機的自動化程度,而且提高了食品稱量精度,能夠顯著提高食品生產(chǎn)企業(yè)效率。
【文章來源】：食品工業(yè). 2020,41(10)北大核心
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
229食品機械《食品工業(yè)》2020年第41卷第10期提出了一種新的智能控制策略。1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)1.1稱重包裝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)粉狀定量稱量包裝系統(tǒng)主要包括兩大部分，一部分是定量稱量系統(tǒng)，另一部分是自動包裝系統(tǒng)。定量稱量系統(tǒng)主要由送料系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、送料斗以及包裝系統(tǒng)等組成。自動包裝單元主要由控制器、封口機等組成，系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)1.2定量包裝控制原理粉狀食品定量稱量包裝控制系統(tǒng)如圖2所示。下料控制系統(tǒng)主要由PXA270控制器、變頻器、稱重傳感器、觸摸屏等電氣設(shè)備組成。在系統(tǒng)運行時，系統(tǒng)中的稱重傳感器將重量信號轉(zhuǎn)化為4~20mA電信號，模擬量采集模塊再將電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并傳送到CPU控制器中。通過與觸摸屏設(shè)定的目標重量進行比較，定量控制系統(tǒng)采用粗加料系統(tǒng)A進行快速加料，從而滿足速度要求；當重量達到設(shè)定值時，則通過精加料系統(tǒng)B進行補料，并通過模糊PID控制方式進行加料，從而提高稱量精度。圖2自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2硬件系統(tǒng)設(shè)計定量稱重包裝系統(tǒng)控制器采用嵌入式工控主板，該工控機在PXA270微處理器的基礎(chǔ)上增加了同步動態(tài)隨機存取內(nèi)存（SDRAM）和Flash閃存，并由以太網(wǎng)等外圍芯片和外部接口等組成。PXA270是一款功能強大的嵌入式處理器，PXA270在嵌入式Linux或Wince操作系統(tǒng)下能夠支持多種媒體格式，通過軟件的不斷改善，可以支持后期開發(fā)的媒體格式。PXA270作為稱重系統(tǒng)的核心處理中心，具有100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口以及多種觸摸屏通信串口�？刂葡到y(tǒng)硬件構(gòu)如圖3所示。動態(tài)定量稱重系統(tǒng)中重量信號經(jīng)過放大變送后被傳送到模擬量數(shù)據(jù)輸入模塊中，模擬量采集模塊將數(shù)據(jù)處理后傳送到微處理器中，CPU根據(jù)信號大小計算出食品具體的重量，并通過數(shù)字量輸入輸出模?
：齈ID控制方式進行加料，從而提高稱量精度。圖2自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2硬件系統(tǒng)設(shè)計定量稱重包裝系統(tǒng)控制器采用嵌入式工控主板，該工控機在PXA270微處理器的基礎(chǔ)上增加了同步動態(tài)隨機存取內(nèi)存（SDRAM）和Flash閃存，并由以太網(wǎng)等外圍芯片和外部接口等組成。PXA270是一款功能強大的嵌入式處理器，PXA270在嵌入式Linux或Wince操作系統(tǒng)下能夠支持多種媒體格式，通過軟件的不斷改善，可以支持后期開發(fā)的媒體格式。PXA270作為稱重系統(tǒng)的核心處理中心，具有100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口以及多種觸摸屏通信串口。控制系統(tǒng)硬件構(gòu)如圖3所示。動態(tài)定量稱重系統(tǒng)中重量信號經(jīng)過放大變送后被傳送到模擬量數(shù)據(jù)輸入模塊中，模擬量采集模塊將數(shù)據(jù)處理后傳送到微處理器中，CPU根據(jù)信號大小計算出食品具體的重量，并通過數(shù)字量輸入輸出模塊控制電機和閥門的動作。控制系統(tǒng)中通過串行通訊模塊與上位機觸摸屏進行通信。圖3控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖4螺旋電機主電路如圖4所示，螺旋電機A和螺旋電機B均通過交基金項目：廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項目（編號2020KY32014）
【參考文獻】：
期刊論文
[1]粉狀稀土原料定量稱重包裝控制系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 趙國軍,李忠虎,張祥. 儀表技術(shù)與傳感器. 2016(04)
[2]柔性水泥包裝線控制系統(tǒng)的設(shè)計研究[J]. 李支茂,諶永祥,李雙躍,榮云. 機械設(shè)計與制造. 2016(01)
[3]基于AVR單片機的定量稱重系統(tǒng)設(shè)計[J]. 盛碧琦,胡云琴,應(yīng)忠于. 工業(yè)儀表與自動化裝置. 2015(05)
[4]自動化包裝機械控制系統(tǒng)的設(shè)計方法研究[J]. 杜巧連,陳旭輝,舒柏和. 機械管理開發(fā). 2015(06)
[5]定量稱重包裝系統(tǒng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制研究[J]. 吳宇平,章家?guī)r,章磊,馮旭剛. 安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(03)
[6]基于PLC的模糊控制器在定量包裝秤中的應(yīng)用[J]. 張俊,李明. 制造業(yè)自動化. 2014(10)
[7]焦化廠自動配煤控制系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用研究[J]. 馮奕紅,邢崗. 制造業(yè)自動化. 2014(03)
[8]基于等效系統(tǒng)的動態(tài)稱重數(shù)據(jù)處理[J]. 張麗妹,高占寶,尹志兵. 測控技術(shù). 2013(06)
[9]動態(tài)定量稱重技術(shù)控制策略和算法[J]. 喻先鋒,曹金林,姚重陽. 輕工機械. 2013(01)
[10]基于PLC的樣品煤定量包裝控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 孫曉,周浩. 包裝工程. 2011(21)
碩士論文
[1]強制給料定量包裝機的研究[D]. 付長江.天津科技大學(xué) 2010
本文編號：3338463
【文章來源】：食品工業(yè). 2020,41(10)北大核心
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
229食品機械《食品工業(yè)》2020年第41卷第10期提出了一種新的智能控制策略。1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)1.1稱重包裝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)粉狀定量稱量包裝系統(tǒng)主要包括兩大部分，一部分是定量稱量系統(tǒng)，另一部分是自動包裝系統(tǒng)。定量稱量系統(tǒng)主要由送料系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、送料斗以及包裝系統(tǒng)等組成。自動包裝單元主要由控制器、封口機等組成，系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)1.2定量包裝控制原理粉狀食品定量稱量包裝控制系統(tǒng)如圖2所示。下料控制系統(tǒng)主要由PXA270控制器、變頻器、稱重傳感器、觸摸屏等電氣設(shè)備組成。在系統(tǒng)運行時，系統(tǒng)中的稱重傳感器將重量信號轉(zhuǎn)化為4~20mA電信號，模擬量采集模塊再將電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并傳送到CPU控制器中。通過與觸摸屏設(shè)定的目標重量進行比較，定量控制系統(tǒng)采用粗加料系統(tǒng)A進行快速加料，從而滿足速度要求；當重量達到設(shè)定值時，則通過精加料系統(tǒng)B進行補料，并通過模糊PID控制方式進行加料，從而提高稱量精度。圖2自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2硬件系統(tǒng)設(shè)計定量稱重包裝系統(tǒng)控制器采用嵌入式工控主板，該工控機在PXA270微處理器的基礎(chǔ)上增加了同步動態(tài)隨機存取內(nèi)存（SDRAM）和Flash閃存，并由以太網(wǎng)等外圍芯片和外部接口等組成。PXA270是一款功能強大的嵌入式處理器，PXA270在嵌入式Linux或Wince操作系統(tǒng)下能夠支持多種媒體格式，通過軟件的不斷改善，可以支持后期開發(fā)的媒體格式。PXA270作為稱重系統(tǒng)的核心處理中心，具有100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口以及多種觸摸屏通信串口�？刂葡到y(tǒng)硬件構(gòu)如圖3所示。動態(tài)定量稱重系統(tǒng)中重量信號經(jīng)過放大變送后被傳送到模擬量數(shù)據(jù)輸入模塊中，模擬量采集模塊將數(shù)據(jù)處理后傳送到微處理器中，CPU根據(jù)信號大小計算出食品具體的重量，并通過數(shù)字量輸入輸出模?
：齈ID控制方式進行加料，從而提高稱量精度。圖2自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2硬件系統(tǒng)設(shè)計定量稱重包裝系統(tǒng)控制器采用嵌入式工控主板，該工控機在PXA270微處理器的基礎(chǔ)上增加了同步動態(tài)隨機存取內(nèi)存（SDRAM）和Flash閃存，并由以太網(wǎng)等外圍芯片和外部接口等組成。PXA270是一款功能強大的嵌入式處理器，PXA270在嵌入式Linux或Wince操作系統(tǒng)下能夠支持多種媒體格式，通過軟件的不斷改善，可以支持后期開發(fā)的媒體格式。PXA270作為稱重系統(tǒng)的核心處理中心，具有100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口以及多種觸摸屏通信串口。控制系統(tǒng)硬件構(gòu)如圖3所示。動態(tài)定量稱重系統(tǒng)中重量信號經(jīng)過放大變送后被傳送到模擬量數(shù)據(jù)輸入模塊中，模擬量采集模塊將數(shù)據(jù)處理后傳送到微處理器中，CPU根據(jù)信號大小計算出食品具體的重量，并通過數(shù)字量輸入輸出模塊控制電機和閥門的動作。控制系統(tǒng)中通過串行通訊模塊與上位機觸摸屏進行通信。圖3控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖4螺旋電機主電路如圖4所示，螺旋電機A和螺旋電機B均通過交基金項目：廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項目（編號2020KY32014）
【參考文獻】：
期刊論文
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[6]基于PLC的模糊控制器在定量包裝秤中的應(yīng)用[J]. 張俊,李明. 制造業(yè)自動化. 2014(10)
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[9]動態(tài)定量稱重技術(shù)控制策略和算法[J]. 喻先鋒,曹金林,姚重陽. 輕工機械. 2013(01)
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碩士論文
[1]強制給料定量包裝機的研究[D]. 付長江.天津科技大學(xué) 2010
本文編號：3338463
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