一种产品的计数包装控制系统设计方案

陈锦燕+林开生

（1. 福建闽东新科技工业有限公司 2.漳州职业技术学院）

摘要：介绍一种产品计数包装控制系统设计方案，包括设计方案、硬件电路和控制软件等三个部分。

关键词：计数 包装 控制

前 言

在自动化流水线上，经常会遇到产品的计数包装问题。对传输带上的产品进行计数，当计数达到规定数量时，启动特定设备對纸箱进行包装，从而实现产品计数与包装过程的自动化，上述过程的实现，既可以采用传统电气控制，也可以采用计算机控制，前者，控制系统体积庞大、故障率高、调整困难，无法实现智能化、柔性化控制，计算机控制可以很好地解决这些问题，本文提出一种产品计数包装的计算机控制解决方案，对于机电一体化技术在生产过程自动化领域具有很好的应用价值。

1.设计方案

一般来说，计数包装生产线包括计数系统和包装系统两大部分，计数系统包括产品的传输、检测、计数与显示等装置；包装系统包括包装箱的推出机构和打包装置。本方案传输装置由驱动轮、导向轮、驱动电机、减速器和传输带等主要元件组成，检测装置用于计数，选用光电开关或霍尔开关，通过接口电路与计算机相连，计数与显示为计算机系统的一部分，包装箱推出机构采用气缸顶出机构，打包装置由打包机专门完成，图1所示为产品计数包装示意图，其计数包装过程描述如下：

当用户按启动键时，驱动电机转动，传输带上的产品前行，安装在传送带前端的光电开关对产品进行检测，计数脉冲经计算机接口被送给计算机系统，计算机系统将计数值在数码管上显示出来，当计数满一定数值（如12件）时，驱动电机停止，启动打包机构，同时数码管清零，经一定时间（如4秒）延时后气缸顶出机构推出包装箱，再经一定时间（如2秒）后气缸回退空箱落下，再次启动电机转动···，如此循环，实现产品的自动计数与包装。

由此可见，产品计数包装所需电气元件如下：

（1）一台驱动电机（用于驱动传输带），一个接触器（用于控制驱动电机）。

（2）一个光电开关或霍尔开关（用于计数）。

（3）一个电磁阀（用于控制气缸）。

2.硬件电路

由上述分析可知，本方案计算机控制系统必须设计如下功能电路：

（1）能够控制不少于两个继电器的继电器接口电路。

（2）能够进行计数和显示的显示电路。

（3）能够进行启停操作的控制面板。

为此，设计出如图2所示电路，该电路键盘接口、光电开关接口和数码显示接口采用一片8279，使电路结构大为简化，也便于系统扩充，其中光电开关和数码显示接口分别用于产品计数和显示。

（1）产品计数原理

在图2所示电路中，光电开关外接一个继电器，并用其常开触点接到键盘电路K11键位置，也就是说，通过1件产品，相当于用户按1次K11键，这是一种有触点的计数输入电路。当然，也可以用另外一种计数输入电路，它是一种无触点计数输入电路，只要将图2所示电路相关部分略作改进即可，具体做法是，将光电开关“white”引脚与光电耦合器TLP521输入端相连，然后将TLP521输出端两个引脚分别与键盘电路RL3和SL1相连，这种计数输入方案也适用于霍尔开头等类型开关元件。

（2）继电器用途

在图2所示电路中，L0控制驱动电机用接触器，L1控制气缸用电磁阀，L2控制打包机构，其它继电器备用。

3.控制软件设计

本方案控制软件包括主程序、键盘中断处理程序和气缸控制处理程序等三个部分，其流程图如图3所示，控制程序所用变量及标志如表1所示，下面就这三个部分分别给予说明，

（1）主程序，如图3（a）所示，本方案主程序只需根据图2所示硬件电路对8051、8279进行初始化，将表1定义的所有变量和标志清零，关闭所有继电器。

（2）键盘处理程序，如图3（b）所示，这部分实际上是一个INT0中断处理程序，本方案键盘定义三个键，其中两个为用户操作用功能键，一个为产品计数键。

K0为启动键，当用户按K0键时，关闭L1、L2、置标志flag=1，启动L0电机转动传输带带动产品前行；K1为暂停键，当用户按K1键时，对L0进行暂停处理；K11为计数键，当产品前行经过光电开关时，使得光电开关用继电器吸合，其常开触点闭合，相当于用户按K11键，此时，首先判断计数值（pnt1，pnt0）是否等于计数值（1，1），如果是，说明计数满（12件），接通L2启动打包机构，将pnt1和pnt0归零，并启动4秒定时处理；如果不是，对pnt0和pnt1按进位关系进行加1处理，最后根据pnt0和pnt1取段码并显示出来。

（3）气缸控制处理程序，如图3（c）所示，这部分实际上是一个T0定时中断处理程序，本方案定时中断处理的任务是，当计数满（12件）时，接通L2启动打包机构，延时一定时间（4秒）后，关闭L2，接通L1启动电磁阀，气缸推杆顶出包装箱，2秒后关闭L1断开电磁阀，气缸回退，空箱落下，流程图中tcflag用于控制推出定时或回退定时。