近年來,內公司順應發達家和我經濟發展走勢,在努力學習借鑒先進技術經驗的同時,著重強調自主知識創新,開發出高精度、高速度、高質量的具有競爭力的高新技術產品。為我定量包裝設備穩定持續發展,趕超美、日、德、意四大定量包裝設備生產強貢獻力量。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。
我司對目前內定量包裝行業的現狀及定量包裝秤常用的稱重方法、給料裝置、控制方式、發展趨勢等作出了簡單論述。
1、定量包裝行業的現狀
我包裝秤生產企業以小規模為主,產品的設計、研究和開發環節非常薄弱。我的定量包裝工業過去長期處于一種生產力水平低下、主體技術不高的狀況,大部分企業目前仍然處于互相照搬照抄內外技術,降低生產成本的原始經營階段。更有一些作坊式的小企業用一套圖紙存活,一味的追求低成本,嚴重擾亂內市場。企業沒有自主知識產權,尤其是核心的控制技術,控制器是定量包裝機械的大腦,大多數企業卻需要從外或合資、資企業購買。目前,我的定量包裝設備已進入調整產品結構、提高開發能力的新時期。技術升級,產品換代是行業發展的重要課題。定量包裝機械的低水平發展必將影響到整個定量包裝工業的發展,所以必須努力改變其落后狀況。爭取更大的內和市場。
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,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)。
稱重儀表來實現重量信號轉換處理、重量數值顯示、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的程序實現包裝流程的改變及對外圍設備的控制。目前內典型的有unipulse701儀表+plc稱重控制系統。
采用定量秤控制器。
重量信號轉化處理、重量數值顯示、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轉換器件,該器件將數字可編程增益放大器(pga)、增益及零點校正電路、數字濾波電路和a/d轉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數據輸出速度達到100次/秒或更高,線性誤差達到0.0007%fs。
2、行業發展趨勢
一、自動機械系統
目前產定量包裝秤主要以半自動機械結構為主,產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,內的定量包裝設備的發展趨勢必將是由自動逐步取代半自動,以大的提高生產能力。因此,要求內生產企業要加大產品開發投入,制造出高速度、高精度、高可靠性的自動定量包裝設備,以滿足現代化生產的需要。
二、智能化控制系統
目前內使用的稱重控制器是基于單片機設計的,受系統資源的制約,用戶界面單調,無法實現系統軟件在線升級,無法構筑profibus-pa現場總線,不能適應現代工業信息化管理的要求。由此要求定量稱重控制系統由目前的單一功能向多種功能發展,逐步實現小型化、模塊化、智能化和網絡化。
目前內專業定量包裝秤公司研發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以太網接口滿足現場網絡化控制的要求;一個usbhost2.0接口可以把現場數據存儲到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,方便實現軟件系統升級和硬件系統擴充的特點,可以滿足順應現代工業時代潮流發展的控制要求。
該產品在產品性能方面與傳統控制器相比具有明顯的優勢:
1、軟件能夠在線升級,用戶一次投資多重回報;
2、圖形界面打破傳統模式,更加生動、人性化;
3、系統集成程度高,運行更加穩定,可靠;
4、與傳統稱重控制器相比,性價比高。
3、結束語
每個定量包裝稱重系統的具體方案的選擇應該根據物料特性、生產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在種子、糧食、化工、塑膠、飼料、醫藥、調味品等行業都得到良好的應用和推廣。實踐證明,根據用戶要求合理選擇配置、優化設計后的定量包裝秤,其各項技術指標均能滿足企業包裝要求,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。隨著內稱重技術的不斷發展,不但產定量包裝秤已是眾多生產企業的選,更有許多定量包裝秤產品出口外。
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