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近年來,內(nèi)公司順應發(fā)達家和我經(jīng)濟發(fā)展走勢,在努力學習借鑒先進技術經(jīng)驗的同時,著重強調(diào)自主知識創(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產(chǎn)品。為我定量包裝設備穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展,趕超美、日、德、意四大定量包裝設備生產(chǎn)強貢獻力量。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)品的設計、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,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,嚴重擾亂內(nèi)市場。企業(yè)沒有自主知識產(chǎn)權,尤其是核心的控制技術,控制器是定量包裝機械的大腦,大多數(shù)企業(yè)卻需要從外或合資、資企業(yè)購買。目前,我的定量包裝設備已進入調(diào)整產(chǎn)品結構、提高開發(fā)能力的新時期。技術升級,產(chǎn)品換代是行業(yè)發(fā)展的重要課題。定量包裝機械的低水平發(fā)展必將影響到整個定量包裝工業(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、基本結構

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置一個或兩對開活門的結構,使用氣缸驅(qū)動活門卸料。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。

無斗秤結構省去了秤斗部件,將稱重傳感器直接安裝在下料斗和夾袋裝置上,工作時將物料直接放到夾在夾袋機構上的口袋里進行稱重。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)工作時每個稱重周期必須測定稱重單元的皮重變化。因此,在每個稱重周期前必須由電腦稱重控制儀表自動“去皮”,由于“去皮”占用了數(shù)秒鐘的時間,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構是由儲料倉、給料裝置、承載機構、灌裝裝置等部件組成。

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

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)。

稱重儀表來實現(xiàn)重量信號轉(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。其工藝適應性較強,可通過修改plc的程序?qū)崿F(xiàn)包裝流程的改變及對外圍設備的控制。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的專業(yè)針對性,定量秤所需的特殊功能要求及關鍵技術均可集成在此控制器中。

目前內(nèi)典型的是以單片機為核心,并使用∑δ(sigma-delta)技術的高精度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24位,同時其采樣速度也可以達到4000次/秒,a/d數(shù)據(jù)輸出速度達到100次/秒或更高,線性誤差達到0.0007%fs。

2、行業(yè)發(fā)展趨勢

一、自動機械系統(tǒng)

目前產(chǎn)定量包裝秤主要以半自動機械結構為主,產(chǎn)自動定量包裝設備的工作可靠性較差、故障率較高。市場所需高質(zhì)量的自動定量包裝設備主要依靠進口。隨著勞動力成本的不斷提高,內(nèi)的定量包裝設備的發(fā)展趨勢必將是由自動逐步取代半自動,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、高可靠性的自動定量包裝設備,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設計的,受系統(tǒng)資源的制約,用戶界面單調(diào),無法實現(xiàn)系統(tǒng)軟件在線升級,無法構筑profibus-pa現(xiàn)場總線,不能適應現(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,逐步實現(xiàn)小型化、模塊化、智能化和網(wǎng)絡化。

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微控制器設計,具有兩路稱重傳感器模擬信號接口,可以同時對兩臺稱重設備進行控制;配置了觸摸式液晶屏,中文顯示界面,提供了良好的人機界面,使操作更加方便;配置了rs232和rs485標準通信接口,可以直接與上位機稱重控制軟件進行通信,10m以太網(wǎng)接口滿足現(xiàn)場網(wǎng)絡化控制的要求;一個usbhost2.0接口可以把現(xiàn)場數(shù)據(jù)存儲到u盤上進行備份和管理。

該新型稱重控制器具有集成度高,運行可靠,人機界面友善,接口資源豐富,方便實現(xiàn)軟件系統(tǒng)升級和硬件系統(tǒng)擴充的特點,可以滿足順應現(xiàn)代工業(yè)時代潮流發(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,用戶一次投資多重回報;

2、圖形界面打破傳統(tǒng)模式,更加生動、人性化;

3、系統(tǒng)集成程度高,運行更加穩(wěn)定,可靠;

4、與傳統(tǒng)稱重控制器相比,性價比高。

3、結束語

每個定量包裝稱重系統(tǒng)的具體方案的選擇應該根據(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、控制方式和常用結構組合構成的定量稱重系統(tǒng)在種子、糧食、化工、塑膠、飼料、醫(yī)藥、調(diào)味品等行業(yè)都得到良好的應用和推廣。實踐證明,根據(jù)用戶要求合理選擇配置、優(yōu)化設計后的定量包裝秤,其各項技術指標均能滿足企業(yè)包裝要求,且功能完備、可靠性高。進口定量包裝秤投資大、維修困難、后期維護成本高等弊端已十分明顯。隨著內(nèi)稱重技術的不斷發(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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