0引言

液料的定量灌装机通常有容积式和称重式2种方法对要求以重量计量的液料灌装而言，容积式灌装速度快，但由于灌装量受液料比重、温度等的影响较大，所以灌装精度较低，只适用于精度要求不高的场合。称重灌装机是直接根据称得的重量进行控制，不受液料比重、温度等的影响，能较易获得高的灌装精度，特别适用于价值较高液料的高精度灌装，但其灌装速度比较慢，称重式灌装是采用分段计算。

1为了在确保灌装精度的前提下提高灌装速度，称重式灌装多采用分段灌装。所谓分段灌装就是将1个灌装周期分成几个时间段，每1时间段内的灌装流量先后由大至小进行变流量灌装。以常用的二段灌装为例，总是希望在时间段能以较大的流量灌装尽可能多的液料来提高灌装速度，在t时间段则以较小的灌装流量来满足精度要求。因此，合理选择大小流量和准确确定大小流量的切换点，是在保证灌装精度的同时，尽可能提高灌装速度的关键。

灌装阀口断面设计和大小流量切换，由于灌装过程是一个动态过程，称重仪在此过程中任何时刻的显示值必然会受到液料冲击动量的影响，故式中所取不变的大小流量切换点并非是最佳切换点，有必要对称重式液料灌装进行分段灌装量设计。

灌装过程中称重仪在任何时刻的显示值为实际灌装量与液料冲击动量之和，在整个工作过程中，是一个从最大值变化趋向于零的变量。若采用不变的大小流量切换点即称重仪在切换时刻的显示值不变，那么在灌装量较大时，液料冲击动量较大，大流量灌装到达切换点时刻的实际灌装量较小，这会导致小流量灌装时间的延长，降低灌装速度。反之，在灌装量较小时，液料冲击动量较小，大流量灌装到达切换点时刻的实际灌装量较大，这会导致小流量灌装时间的缩短，使灌装精度得不到保证。通过上述分析与研究，可以得出一个结论，即大小流量的最佳切换点应是一个实时调节量。液料冲击动量的大小取决于与灌装量有关的阀口2断面处流速的大小。因阀口2断面面积已由设计确定，所以可用测试单位时间内称重仪表的变化量即流量(间接反映冲量大小)来对大小流量切换点进行粗调。又经试验证明，小流量灌装时间在1.5~2s时，基本能保证灌装的精度要求。所以，可通过测试小流量灌装的实际用时，用其与保证灌装精度要求所需的小流量灌装时间的差值来对大小流量切换点进行细调，从而使大小流量切换点实时调节至接近最佳值。

2控制系统设计

所需灌装量和保证灌装精度要求所需的小流量灌装时间均有人机界面预先设定，初始大小流量切换点取0.9M(M为设定重量)。

考虑到实际灌装过程中，在大流量灌装和小流量灌装停止后还会有一段后续液流，因此在编程时应注意使切换点和停止小流量灌装有一提前量。另外，控制流程图中的终值也是一个参考值，在灌装结束后用实际的灌装量与标准量作比较，由比较结果对该值做调整。

3小结

因为采取了实时调整的方法，所以在灌装的初始阶段会产生个别的不合格灌装产品，但通过自动调整，很快就能达到灌装要求。此控制系统在称量灌装机上使用得到了比较理想的结果。从开始灌装到生产出合格灌装产品只用了3个灌装循环，且灌装误差控制在2kg士15g内(要求是士20g内)，且达到了灌装速度和精度的上佳匹配。