一種產品的計數包裝控制系統設計方案

陳錦燕+林開生

（1. 福建閩東新科技工業有限公司 2.漳州職業技術學院）

摘要：介紹一種產品計數包裝控制系統設計方案，包括設計方案、硬件電路和控制軟件等三個部分。

關鍵詞：計數 包裝 控制

前 言

在自動化流水線上，經常會遇到產品的計數包裝問題。對傳輸帶上的產品進行計數，當計數達到規定數量時，啟動特定設備對紙箱進行包裝，從而實現產品計數與包裝過程的自動化，上述過程的實現，既可以采用傳統電氣控制，也可以采用計算機控制，前者，控制系統體積龐大、故障率高、調整困難，無法實現智能化、柔性化控制，計算機控制可以很好地解決這些問題，本文提出一種產品計數包裝的計算機控制解決方案，對于機電一體化技術在生產過程自動化領域具有很好的應用價值。

1.設計方案

一般來說，計數包裝生產線包括計數系統和包裝系統兩大部分，計數系統包括產品的傳輸、檢測、計數與顯示等裝置；包裝系統包括包裝箱的推出機構和打包裝置。本方案傳輸裝置由驅動輪、導向輪、驅動電機、減速器和傳輸帶等主要元件組成，檢測裝置用于計數，選用光電開關或霍爾開關，通過接口電路與計算機相連，計數與顯示為計算機系統的一部分，包裝箱推出機構采用氣缸頂出機構，打包裝置由打包機專門完成，圖1所示為產品計數包裝示意圖，其計數包裝過程描述如下：

當用戶按啟動鍵時，驅動電機轉動，傳輸帶上的產品前行，安裝在傳送帶前端的光電開關對產品進行檢測，計數脈沖經計算機接口被送給計算機系統，計算機系統將計數值在數碼管上顯示出來，當計數滿一定數值（如12件）時，驅動電機停止，啟動打包機構，同時數碼管清零，經一定時間（如4秒）延時后氣缸頂出機構推出包裝箱，再經一定時間（如2秒）后氣缸回退空箱落下，再次啟動電機轉動···，如此循環，實現產品的自動計數與包裝。

由此可見，產品計數包裝所需電氣元件如下：

（1）一臺驅動電機（用于驅動傳輸帶），一個接觸器（用于控制驅動電機）。

（2）一個光電開關或霍爾開關（用于計數）。

（3）一個電磁閥（用于控制氣缸）。

2.硬件電路

由上述分析可知，本方案計算機控制系統必須設計如下功能電路：

（1）能夠控制不少于兩個繼電器的繼電器接口電路。

（2）能夠進行計數和顯示的顯示電路。

（3）能夠進行啟停操作的控制面板。

為此，設計出如圖2所示電路，該電路鍵盤接口、光電開關接口和數碼顯示接口采用一片8279，使電路結構大為簡化，也便于系統擴充，其中光電開關和數碼顯示接口分別用于產品計數和顯示。

（1）產品計數原理

在圖2所示電路中，光電開關外接一個繼電器，并用其常開觸點接到鍵盤電路K11鍵位置，也就是說，通過1件產品，相當于用戶按1次K11鍵，這是一種有觸點的計數輸入電路。當然，也可以用另外一種計數輸入電路，它是一種無觸點計數輸入電路，只要將圖2所示電路相關部分略作改進即可，具體做法是，將光電開關“white”引腳與光電耦合器TLP521輸入端相連，然后將TLP521輸出端兩個引腳分別與鍵盤電路RL3和SL1相連，這種計數輸入方案也適用于霍爾開頭等類型開關元件。

（2）繼電器用途

在圖2所示電路中，L0控制驅動電機用接觸器，L1控制氣缸用電磁閥，L2控制打包機構，其它繼電器備用。

3.控制軟件設計

本方案控制軟件包括主程序、鍵盤中斷處理程序和氣缸控制處理程序等三個部分，其流程圖如圖3所示，控制程序所用變量及標志如表1所示，下面就這三個部分分別給予說明，

（1）主程序，如圖3（a）所示，本方案主程序只需根據圖2所示硬件電路對8051、8279進行初始化，將表1定義的所有變量和標志清零，關閉所有繼電器。

（2）鍵盤處理程序，如圖3（b）所示，這部分實際上是一個INT0中斷處理程序，本方案鍵盤定義三個鍵，其中兩個為用戶操作用功能鍵，一個為產品計數鍵。

K0為啟動鍵，當用戶按K0鍵時，關閉L1、L2、置標志flag=1，啟動L0電機轉動傳輸帶帶動產品前行；K1為暫停鍵，當用戶按K1鍵時，對L0進行暫停處理；K11為計數鍵，當產品前行經過光電開關時，使得光電開關用繼電器吸合，其常開觸點閉合，相當于用戶按K11鍵，此時，首先判斷計數值（pnt1，pnt0）是否等于計數值（1，1），如果是，說明計數滿（12件），接通L2啟動打包機構，將pnt1和pnt0歸零，并啟動4秒定時處理；如果不是，對pnt0和pnt1按進位關系進行加1處理，最后根據pnt0和pnt1取段碼并顯示出來。

（3）氣缸控制處理程序，如圖3（c）所示，這部分實際上是一個T0定時中斷處理程序，本方案定時中斷處理的任務是，當計數滿（12件）時，接通L2啟動打包機構，延時一定時間（4秒）后，關閉L2，接通L1啟動電磁閥，氣缸推桿頂出包裝箱，2秒后關閉L1斷開電磁閥，氣缸回退，空箱落下，流程圖中tcflag用于控制推出定時或回退定時。