（江苏省惠山中等专业学校 江苏无锡 214153）
摘要：粮食包装机在进行工作的时候能够帮助人们提高生产力。本文以粮食包装机为主作为研究对象，研究基于PLC的全自动粮食包装机电气控制系统的设计，希望能够在以后的设计中给工作人员提供帮助。
关键词：全自动粮食包装机；电气控制系统
现在我国的大部分粮食包装企业在进行工作的时候还是使用传统的人工加简易包装机进行粗放式半自动阀口包装，这样的方式在进行工作的时候会造成非常大的环境污染，并且需要很多的人力。在这样的背景下我国的粮食包装企业开始寻找一种新的包装方法，希望能够在节约成本的同时降低环境污染。全自动粮食包装机的使用能够有效的代替传统的人工加简易包装机。全自动粮食包装机的使用不仅能够增加生产的效果还能减少一部分的人力，同时在污染上能够降低很多。全自动粮食包装机最需要保证的就是减少工作的误差，所以需要在工作的时候有一套以PLC为主控制器的全自动粮食精密包装机电气控制系统。
一、在全自动包装机械上应用PLC和使用其他系统相比的优点
包装机械最大的特点就是需要很多的设备，运用PLC之后就能在一定程度上减少一些设备的使用。PLC和其他控制系统相比有以下几个优点：首先使用PLC系统在进行控制修改的时候不需要进行硬件修改，只需要修改软件里面的逻辑就可以正常使用，操作过程非常的简单方便，可靠性极高。同时从某种角度来说，还能更好的实现智能化和可靠性。其次就是PLC控制能够保证整个系统的成本，这个特点比其他系统在使用上有更大的优势。所以在一些控制系统上使用PLC不仅能能够让系统设计得到简化，还能给智能化实现更多的帮助，最后还能大大减少整个系统出现的故障率。
二、精密包装机的工作原理
1、精密包装机的工艺流程
首先在包装开始的时候先确定包装箱内是否有包装袋，如果没有就会自动出现报警信号，安装好包装袋之后在把包装袋放在有齿形带的拖板上传送到指定的位置上。当包装袋口达到上下两个吸盘中间的时候会被定为在压力定位中，气缸驱动会自动让包装袋张开口套在储料斗上面。之后原料会随着输送进入到储料斗里面，这些需要包装的粮食会在振动器的帮助下进入包装袋里面，在由称重传感器检测整体的质量，到达设定值之后会马上关闭储料斗的仓门。灌装结束之后气缸驱动在夹紧袋子，把需要封口的袋子拖到封口处进行封口，封口之后在放到传送带上，传送到指定的位置上，整个包装工艺流程任务完成。
2、包装计量设备的选择
现在市场里面常用的包装计量设备有3种类型，其中能够控制给料生产计量设备的就是螺旋秤。螺旋秤的主要工作原理就是在包装计量设备使用的时候通过控制铰刀转动的速度和圈数排出物料的体积，在用称重传感器对已经包装的物料质量进行检测，然后把检测数据送进PLC控制器，最后控制系统会把收到的信号和预设值进行对比，看是否达到标准。
3、包装计量装置的整体结构
如图所示是定量配重装置结构示意图
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在定量配重装置结构里面每个位置都有自己的作用：原料仓主要的作用就是包装粮食进入口；伺服电机保证螺旋送料机正常运行；螺旋送料机的作用就是把粮食准确的送到包装袋里面；称台的作用就是为了把粮食的质量及时的发送到嵌入式控制系统里面；PLC系统主要的作用是实时发送粮食质量的信号，真正的实现螺旋送料机智能控制。
4、包装计量装置的工作原理
如图是包装计量装置工作原理流程图
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5、包装计量装置机械部分设计
在整个包装系统里面最重要的部分就是包装计量装置机械结构，作用就是保证整个系统的合理性和可行性，同时还能保证系统的精准度。包装计量装置机械部分有很多的部件，最重要的就是计量设备，在计量设备里面最重要的就是螺旋杆。螺旋杆在实际应用的时候最重要的就是螺杆，只有把螺杆设计好才能保证整个设备达到需要的精准度。
三、全自动粮食精密包装机伺服系统的建模
1、全自动粮食精密包装机伺服系统机械传动的数学模型
全自动粮食精密包装机伺服系统机械传动结构里面会包括很多部分，在进行计算的时候对伺服系统机械传动的动力模型能够用以下的动力平衡方程式来进行计算：
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2、全自动粮食精密包装机自动包装伺服系统整体数学模型的建立
要想建立伺服系统机械传动的数学模型就需要先建立整体的数学模型。如图所示是全自动粮食精密包装机自动包装伺服系统整体数学模型的结构框图：
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全自动粮食精密包装机自动包装伺服系统的开环传递函数能够用以下公式来进行表达：
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根据公式计算能够知道开环传递函数，同时还能利用PID良好静态控制效果在线修改PID参数，同时还能保证计量工作的精准率。
四、电气控制系统的设计
1、电气控制系统硬件设计
在全自动粮食精密包装机电气控制系统里面最核心的部分就是PLC。根据系统分析和研究能够知道，系统里面一共有12个输入点和8个输出点。本文以S7-200控制器为例进行分析。如图是PLC控制器输入端口分配表：
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如图是PLC控制器输出端口分配表：
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2、电气控制系统软件设计
在检测的时候根据全自动粮食精密包装机电气控制系统的工艺流程和控制过程中发现使用顺序控制是最好的控制方法，所以在设计PLC软件的时候就可以使用顺序控制法，其次在整个操作系统里面有两种模式：一种是手动模式，另一种就是全自动模式。
五、基于PLC的全自动粮食包装机电气控制系统测试与分析
为了能够知道PLC全自动粮食精密包装机电气控制系统的准确性，在测试的时候用包装小麦进行了实验，为了保证实验的准确性一共进行了10次测试。测试的结果如图所示：
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通过以上的测试数据能够知道全自动粮食精密包装机电气控制系统精确度的计算偏差能够保证在0.4之内，准确率能够达到想要的标准，所以符合设计的标准，能够在实际生产中进行使用。
结束语
根据现代农业包装产业技术发展的要求，以粮食包装机为主的PLC全自动粮食自动包装机电气控制系统不仅能够满足生产需要的准确率，还能增加全自动粮食包装的生产力，以后企业在进行选择的时候可以多使用这种技术来进行工作。
参考文献
［1］张友贵．磨盘式量杯充填装置的设计与研究［J］．包装与食品机械，2017，35(3):25－29．
［2］申童．自动颗粒包装机传动及控制系统设计［D］．唐山:华北理工大学，2017．
作者简介
马洪兴（1970.1-）男，汉族，江苏无锡人，大学本科，高级讲师，研究方向：电气自动化.