CN201040599Y - 包装机智能控制器 - Google Patents

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吴家礼
吕玉明
刘伟信
宋国治
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Abstract

本实用新型涉及一种包装机智能控制器，控制电路由单片机及与单片机专用接口相连接的模拟信号调理隔离放大电路、数字信号调理隔离电路、信号输出接口调理功率驱动电路和直流电源组成；张力传感器将检测到的张力信号输入给模拟信号调理隔离放大电路，经单片机的A/D转换、运算处理后送信号输出接口调理功率驱动电路，输出张力控制信号；其它传感器分别将数字信号输入到数字信号调理隔离电路，送单片机的数字信号输入端经运算处理后连接到信号输出接口功率调理驱动电路分别输出信号。本实用新型实现由分散型控制到集散型管理的根本转换，能有效提高包装机械的自动化生产水平。

Description

包装机智能控制器
技术领域
本实用新型属于包装机控制装置领域，涉及一种包装机智能控制器，用于全自动包装机、制袋机、塑料注塑机等设备，实现分散型控制到集散型管理的根本转换，能有效提高包装机械的自动化生产水平。
背景技术
包装机械是目前国内迅速发展的新型行业；包装机控制的主要功能：包材制袋(包材走纸控制、包材张力控制)；物料充填(充填计量控制、充填速度控制)；封口温度(横封加热控制、纵封加热控制)。除此之外，包装机械还有主电机起/停控制、包装产量计数、***状态显示、***故障报警等。包装机械控制的现有技术状况：包装机的各部分控制功能一般能满足***设计要求；包装机的各部分控制功能彼此独立，属分散型管理；包装机械的集散型管理需上一台阶，并且具有很大的发展空间；包装机械的现有分散型控制和管理，造成***配置的高价位。该技术目前存在缺陷：控制管理整体性差，各部分控制功能彼此独立，接口电路复杂；***控制配置部件多，不便安装、调试；***功能分散、视觉性差。不便维护和管理。因此，造成***配置的实用性和可靠性差：***功能配置复杂，控制功能分散等导致***原理清晰度降低；由于技术功能分散，整机的装配、调试、维护等均增加了软成本，并降低了可靠性。***配套价位高：***配置各部分之间的接口连接造成相关部件的重复使用安装，同样增加硬件成本。所以各功能控制部件的分散型技术成本大大高于集散型技术成本。
发明内容
本实用新型所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种包装机智能控制器，具有拉袋、走纸(定长、跟标)控制功能、下料充填(计量、速度)控制功能、包材走纸张力控制功能、置数控制和包装产量指示功能、无包材停机、报警测控功能、横封、纵封加热器断路故障检测及停机、报警功能。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
依据本实用新型提供的一种包装机智能控制器，包括壳体及壳体内装有的控制电路，控制电路由单片机及与单片机专用接口相连接的模拟信号调理隔离放大电路、数字信号调理隔离电路、信号输出接口调理功率驱动电路和直流电源组成；张力传感器将检测到的张力信号输入给模拟信号调理隔离放大电路，经单片机的A/D转换、运算处理后送信号输出接口调理功率驱动电路，输出张力控制信号；测速传感器、光电传感器、位置传感器、下料传感器、无纸传感器、横封和纵封加热器断路传感器分别将数字信号输入到数字信号调理隔离电路，送单片机的数字信号输入端经运算处理后连接到信号输出接口功率调理驱动电路，分别输出包材走纸拉袋、下料控制、主电机控制及故障报警信号；由壳体前面板上的功能按键经单片机的I/O接口电路可以进行参数设置，并通过安装在壳体前面板上的液晶显示器给予设置参数的显示、运行状态的参数显示和故障原因的显示。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案进一步实现：
前述的模拟信号调理隔离放大电路包括运算放大电路、线性光耦隔离电路、运算放大电路，张力传信号是一电位器电压输出信号，经模拟信号调理隔离放大电路的运算放大、线性光耦隔离、运算放大后接到单片机A/D转换输入端。
前述的数字信号调理隔离电路包括比较器、光耦隔离电路，数字信号输入到比较器(LM339)整形后，经光耦(TLP521)隔离后输入到单片机的数字输入端。
前述的信号输出接口功率调理驱动电路的驱动信号通过高速光耦(6N137)隔离输出，光耦的输出端连有发光二极管作为显示。
前述的直流电源采用线性隔离开关稳压器(LM2576)构成的直流电源供电***
本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益的效果。
本实用新型具有拉袋、走纸(定长、跟标)控制功能、下料充填(计量、速度)控制功能、包材走纸张力控制功能、置数控制和包装产量指示功能、无包材停机、报警测控功能、横封、纵封加热器断路故障检测及停机、报警功能；可根据不同包材及其所需扭矩的不同均可在包材走纸过程中进行扭矩控制。不同包材、不同的温度控制均可在运行过程中采用完善的控制规律和算法实现商标定位及袋长误差小于1.5mm，满足国家的技术标准；粉剂物料的计量控制误差小于0.5％，满足国家的计量精度标准。各种故障信息即时捕捉、快速排除处理，有效提高包装机械的自动化生产水平。
输入、输出采用光电耦合隔离技术，保证强弱电间的信号隔离及干扰的串入；采用线性隔离开关稳压的直流电源技术可抑制交流干扰串入，保证直流电源电压的稳定性和***电源的低功耗。输入信号、输出信号、电源信号彼此分开走线提高了***的抗干扰性。本实用新型具有独立性强、可视性好；操作简单、安装维护方便等特色。
本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1是本实用新型的外形结构示意图；
图2是本实用新型的***配置示意图；
图3是本实用新型的工作原理框图；
图4是本实用新型模拟信号调理隔离放大电路的工作原理框图。
图中：1.壳体  2.前面板  3.液晶显示器  4.功能按键
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参见图1-4，一种包装机智能控制器，包括壳体1及壳体内装有的控制电路，控制电路由单片机及与单片机专用接口相连接的模拟信号调理隔离放大电路、数字信号调理隔离电路、信号输出接口调理功率驱动电路和直流电源组成；张力传感器将检测到的张力信号输入给模拟信号调理隔离放大电路，经单片机的A/D转换、运算处理后送信号输出接口调理功率驱动电路，输出张力控制信号；测速传感器、光电传感器、位置传感器、下料传感器、无纸传感器、横封和纵封加热器断路传感器分别将数字信号输入到数字信号调理隔离电路，送单片机的数字信号输入端经运算处理后连接到信号输出接口功率调理驱动电路，分别输出包材走纸拉袋、下料控制、主电机控制及故障报警信号；由壳体前面板2上的功能按键4经单片机的I/O接口电路可以进行参数设置，并通过安装在壳体前面板上的液晶显示器3给予设置参数的显示、运行状态的参数显示和故障原因的显示。模拟信号调理隔离放大电路包括运算放大电路、线性光耦隔离电路、运算放大电路，张力传信号是一电位器电压输出信号，经模拟信号调理隔离放大电路的运算放大、线性光耦隔离、运算放大后接到单片机A/D转换输入端。数字信号调理隔离电路包括比较器、光耦隔离电路，数字信号输入到比较器(LM339)整形后，经光耦(TLP521)隔离后输入到单片机的数字输入端。信号输出接口功率调理驱动电路的驱动信号通过高速光耦(6N137)隔离(ULN2003)功率驱动输出控制信号，光耦的输出端连有发光二极管作为显示。
直流电源采用线性隔离开关稳压器(LM2576)构成的直流电源供电***。
工作原理：
1.包材张力检测及控制
①包材走纸张力检测
包材在走纸运行中由张力传感器及时地将传感器的信号，通过线性光电耦合器、信号放大器、A/D转换器等，并与设置的张力参数相比较，决定包材走纸制动扭矩的大小。
②包材走纸制动扭矩的控制
走纸制动扭矩的控制由相应功率驱动电路，采用PWM控制算法，对磁粉制动器进行摸拟量控制。
2.包材走纸、拉袋检测及控制
①包材走纸定长检测及控制由测速传感器、定长参数、步进电机及相应驱动电源完成。
②包材的商标定位检测及控制
商标定位检测及控制是包装产品的重要技术参数，它主要由测速传感器、光电传感器、位置传感器作相应信息的检测，通过一定的控制算法完成包材走纸速度和商标定位控制。
3.粉剂物料充填控制
物料充填由步进电机驱动下料螺杆完成，它是根据设置的螺杆旋转位移量及旋转速度，在下料启动传感器的作用下，由步进电机完成相应角位移及转速的下料充填。
4.故障现象停车报警
①无纸停车报警：使用走纸检测传感器，当包材用完或安装不当时，其检测信号有效，输出停车及报警信号。要求操作人员进行包材安装或调整；
②加热器断路故障停车报警：无论横封、纵封加热器出现断路故障，则由其传感器给控制器提供故障信息，在此信号作用下，执行停车、报警操作，并提供故障的出处指示。要求操作人员更换加热器，避免包材及物料的浪费。
5.按键管理及状态显示
①按键管理：利用面板上的轻触按键，包括机械参数、袋长参数、物料充填参数、预置数参数、切刀位置参数的设置。
②状态显示有：
a.显示设置的参数信息；
b.显示运行状态的参数信息；
c.显示故障原因信息。

Claims (5)

1.一种包装机智能控制器，包括壳体及壳体内装有的控制电路，其特征在于：所述的控制电路由单片机及与单片机专用接口相连接的模拟信号调理隔离放大电路、数字信号调理隔离电路、信号输出接口调理功率驱动电路和直流电源组成；张力传感器将检测到的张力信号输入给模拟信号调理隔离放大电路，经单片机的A/D转换、运算处理后送信号输出接口调理功率驱动电路，输出张力控制信号；测速传感器、光电传感器、位置传感器、下料传感器、无纸传感器、横封和纵封加热器断路传感器分别将数字信号输入到数字信号调理隔离电路，送单片机的数字信号输入端经运算处理后连接到信号输出接口功率调理驱动电路，分别输出包材走纸拉袋、下料控制、主电机控制及故障报警信号；由壳体前面板上的功能按键经单片机的I/O接口电路可以进行参数设置，并通过安装在壳体前面板上的液晶显示器给予设置参数的显示、运行状态的参数显示和故障原因的显示。
2.根据权利要求1所述的包装机智能控制器，其特征在于：所述的模拟信号调理隔离放大电路包括运算放大电路、线性光耦隔离电路、运算放大电路，张力传信号是一电位器电压输出信号，经模拟信号调理隔离放大电路的运算放大、线性光耦隔离、运算放大后接到单片机A/D转换输入端。
3.根据权利要求1所述的包装机智能控制器，其特征在于：所述的数字信号调理隔离电路包括比较器、光耦隔离电路，数字信号输入到比较器(LM339)整形后，经光耦(TLP521)隔离后输入到单片机的数字输入端。
4.根据权利要求1所述的包装机智能控制器，其特征在于：所述的信号输出接口功率调理驱动电路的驱动信号通过高速光耦(6N137)隔离输出，光耦的输出端连有发光二极管作为显示。
5.根据权利要求1所述的包装机智能控制器，其特征在于：所述的直流电源采用线性隔离开关稳压器(LM2576)构成的直流电源供电***。
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