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近年來,內(nèi)公司順應(yīng)發(fā)達(dá)家和我經(jīng)濟(jì)發(fā)展走勢,在努力學(xué)習(xí)借鑒先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),著重強(qiáng)調(diào)自主知識(shí)創(chuàng)新,開發(fā)出高精度、高速度、高質(zhì)量的具有競爭力的高新技術(shù)產(chǎn)品。為我定量包裝設(shè)備穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展,趕超美、日、德、意四大定量包裝設(shè)備生產(chǎn)強(qiáng)貢獻(xiàn)力量。在日趨激烈的競爭中爭取更廣闊的天地,并積打入歐、美、日本市場,爭得一席之地。

我司對(duì)目前內(nèi)定量包裝行業(yè)的現(xiàn)狀及定量包裝秤常用的稱重方法、給料裝置、控制方式、發(fā)展趨勢等作出了簡單論述。

1、定量包裝行業(yè)的現(xiàn)狀

我包裝秤生產(chǎn)企業(yè)以小規(guī)模為主,產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研究和開發(fā)環(huán)節(jié)非常薄弱。我的定量包裝工業(yè)過去長期處于一種生產(chǎn)力水平低下、主體技術(shù)不高的狀況,大部分企業(yè)目前仍然處于互相照搬照抄內(nèi)外技術(shù),降低生產(chǎn)成本的原始經(jīng)營階段。更有一些作坊式的小企業(yè)用一套圖紙存活,一味的追求低成本,嚴(yán)重?cái)_亂內(nèi)市場。企業(yè)沒有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),尤其是核心的控制技術(shù),控制器是定量包裝機(jī)械的大腦,大多數(shù)企業(yè)卻需要從外或合資、資企業(yè)購買。目前,我的定量包裝設(shè)備已進(jìn)入調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高開發(fā)能力的新時(shí)期。技術(shù)升級(jí),產(chǎn)品換代是行業(yè)發(fā)展的重要課題。定量包裝機(jī)械的低水平發(fā)展必將影響到整個(gè)定量包裝工業(yè)的發(fā)展,所以必須努力改變其落后狀況。爭取更大的內(nèi)和市場。

一、基本結(jié)構(gòu)

定量包裝秤按稱重方式一般可以分為有斗(凈重)秤和無斗(毛重)秤。

有斗秤工作時(shí)將需要稱重的物料通過給料裝置添加到裝有稱重傳感器的秤斗中進(jìn)行測重。有斗秤的承載裝置就是秤斗,安裝在秤斗底部的活門就是定量包裝秤系統(tǒng)的卸料裝置。秤斗可以采用在方形秤斗的底部設(shè)置一個(gè)或兩對(duì)開活門的結(jié)構(gòu),使用氣缸驅(qū)動(dòng)活門卸料。有斗秤稱重精度高,包裝速度快,且可以組成雙秤(及以上)系統(tǒng),大大提高包裝速度。

無斗秤結(jié)構(gòu)省去了秤斗部件,將稱重傳感器直接安裝在下料斗和夾袋裝置上,工作時(shí)將物料直接放到夾在夾袋機(jī)構(gòu)上的口袋里進(jìn)行稱重。由于無斗秤省去了秤斗部件,大大降低了秤體的高度,適合包裝現(xiàn)場低矮的場合。但是,由于包裝材料(袋)重量的不一致性,無斗秤系統(tǒng)工作時(shí)每個(gè)稱重周期必須測定稱重單元的皮重變化。因此,在每個(gè)稱重周期前必須由電腦稱重控制儀表自動(dòng)“去皮”,由于“去皮”占用了數(shù)秒鐘的時(shí)間,使得無斗秤的包裝速度受到一定的影響。

定量包裝秤的基本結(jié)構(gòu)是由儲(chǔ)料倉、給料裝置、承載機(jī)構(gòu)、灌裝裝置等部件組成。

其中給料裝置結(jié)構(gòu)形式較多,主要有:電磁(電機(jī))振動(dòng)式、重力(活門或插板)式、螺旋(絞龍)推進(jìn)式、皮帶輸送式、強(qiáng)流給料等。圖1中一部分也可以根據(jù)物料特性相互結(jié)合起來使用,通過在各種給料結(jié)構(gòu)上采取相應(yīng)措施產(chǎn)生符合要求的粗細(xì)給料組合,例如利用振動(dòng)和活門給料結(jié)合,利用給料槽的不同尺寸,利用絞龍或皮帶電機(jī)的不同速度等。

二、稱重控制

采用帶定值控制的通用稱重儀表和可編程控制器(plc)。

稱重儀表來實(shí)現(xiàn)重量信號(hào)轉(zhuǎn)換處理、重量數(shù)值顯示、定值輸出等功能;而plc則完成定量秤的邏輯控制功能。其工藝適應(yīng)性較強(qiáng),可通過修改plc的程序?qū)崿F(xiàn)包裝流程的改變及對(duì)外圍設(shè)備的控制。目前內(nèi)典型的有unipulse701儀表+plc稱重控制系統(tǒng)。

采用定量秤控制器。

重量信號(hào)轉(zhuǎn)化處理、重量數(shù)值顯示、定值控制及定量秤的邏輯控制等功能均由此控制器完成。此種控制方式具有很強(qiáng)的專業(yè)針對(duì)性,定量秤所需的特殊功能要求及關(guān)鍵技術(shù)均可集成在此控制器中。

目前內(nèi)典型的是以單片機(jī)為核心,并使用∑δ(sigma-delta)技術(shù)的高精度a/d轉(zhuǎn)換器件,該器件將數(shù)字可編程增益放大器(pga)、增益及零點(diǎn)校正電路、數(shù)字濾波電路和a/d轉(zhuǎn)換電路封裝在一顆高性能集成電路中,由于采用串行的i2c總線輸出,器件的體積變得非常小巧。a/d轉(zhuǎn)換可以高達(dá)24位,同時(shí)其采樣速度也可以達(dá)到4000次/秒,a/d數(shù)據(jù)輸出速度達(dá)到100次/秒或更高,線性誤差達(dá)到0.0007%fs。

2、行業(yè)發(fā)展趨勢

一、自動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)

目前產(chǎn)定量包裝秤主要以半自動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)為主,產(chǎn)自動(dòng)定量包裝設(shè)備的工作可靠性較差、故障率較高。市場所需高質(zhì)量的自動(dòng)定量包裝設(shè)備主要依靠進(jìn)口。隨著勞動(dòng)力成本的不斷提高,內(nèi)的定量包裝設(shè)備的發(fā)展趨勢必將是由自動(dòng)逐步取代半自動(dòng),以大的提高生產(chǎn)能力。因此,要求內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)要加大產(chǎn)品開發(fā)投入,制造出高速度、高精度、高可靠性的自動(dòng)定量包裝設(shè)備,以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。

二、智能化控制系統(tǒng)

目前內(nèi)使用的稱重控制器是基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的,受系統(tǒng)資源的制約,用戶界面單調(diào),無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件在線升級(jí),無法構(gòu)筑profibus-pa現(xiàn)場總線,不能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)信息化管理的要求。由此要求定量稱重控制系統(tǒng)由目前的單一功能向多種功能發(fā)展,逐步實(shí)現(xiàn)小型化、模塊化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。

目前內(nèi)專業(yè)定量包裝秤公司研發(fā)的新型稱重控制器基于32位arm微控制器設(shè)計(jì),具有兩路稱重傳感器模擬信號(hào)接口,可以同時(shí)對(duì)兩臺(tái)稱重設(shè)備進(jìn)行控制;配置了觸摸式液晶屏,中文顯示界面,提供了良好的人機(jī)界面,使操作更加方便;配置了rs232和rs485標(biāo)準(zhǔn)通信接口,可以直接與上位機(jī)稱重控制軟件進(jìn)行通信,10m以太網(wǎng)接口滿足現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)化控制的要求;一個(gè)usbhost2.0接口可以把現(xiàn)場數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到u盤上進(jìn)行備份和管理。

該新型稱重控制器具有集成度高,運(yùn)行可靠,人機(jī)界面友善,接口資源豐富,方便實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)升級(jí)和硬件系統(tǒng)擴(kuò)充的特點(diǎn),可以滿足順應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)時(shí)代潮流發(fā)展的控制要求。

該產(chǎn)品在產(chǎn)品性能方面與傳統(tǒng)控制器相比具有明顯的優(yōu)勢:

1、軟件能夠在線升級(jí),用戶一次投資多重回報(bào);

2、圖形界面打破傳統(tǒng)模式,更加生動(dòng)、人性化;

3、系統(tǒng)集成程度高,運(yùn)行更加穩(wěn)定,可靠;

4、與傳統(tǒng)稱重控制器相比,性價(jià)比高。

3、結(jié)束語

每個(gè)定量包裝稱重系統(tǒng)的具體方案的選擇應(yīng)該根據(jù)物料特性、生產(chǎn)條件等綜合因素來確定的。本文所述的定量稱重方法、控制方式和常用結(jié)構(gòu)組合構(gòu)成的定量稱重系統(tǒng)在種子、糧食、化工、塑膠、飼料、醫(yī)藥、調(diào)味品等行業(yè)都得到良好的應(yīng)用和推廣。實(shí)踐證明,根據(jù)用戶要求合理選擇配置、優(yōu)化設(shè)計(jì)后的定量包裝秤,其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均能滿足企業(yè)包裝要求,且功能完備、可靠性高。進(jìn)口定量包裝秤投資大、維修困難、后期維護(hù)成本高等弊端已十分明顯。隨著內(nèi)稱重技術(shù)的不斷發(fā)展,不但產(chǎn)定量包裝秤已是眾多生產(chǎn)企業(yè)的選,更有許多定量包裝秤產(chǎn)品出口外。

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