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本文簡要介紹了目前國內(nèi)定量包裝設(shè)備行業(yè)的現(xiàn)狀及國產(chǎn)定量包裝秤常用的稱重方法、給料裝置、控制方式等,并對發(fā)展趨勢作了簡單論述。
我國企業(yè)生產(chǎn)定量包裝設(shè)備起步較晚,經(jīng)過20多年的發(fā)展,我國的定量包裝設(shè)備行業(yè)發(fā)展已經(jīng)初露端倪,不僅能滿足國內(nèi)市場的需求,部分還可以對外出口。近年來,國內(nèi)公司順應(yīng)發(fā)達(dá)國家和我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展走勢,在努力學(xué)習(xí)借鑒國際先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗的同時,著重強(qiáng)調(diào)自主知識創(chuàng)新,開發(fā)出高精度、高速度、高質(zhì)量的具有國際競爭力的高新技術(shù)產(chǎn)品。為我國定量包裝設(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)國貢獻(xiàn)力量。在日趨激烈的國際競爭中爭取更廣闊的天地,并積極打入歐、美、日本市場,爭得一席之地。
1，定量包裝行業(yè)的現(xiàn)狀
我國定量秤生產(chǎn)企業(yè)以小規(guī)模為主,產(chǎn)品的設(shè)計、研究和開發(fā)環(huán)節(jié)非常薄弱。我國的定量包裝工業(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國內(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)重擾亂國內(nèi)市場。企業(yè)沒有自主知識產(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)卻需要從國外或合資、獨資企業(yè)購買。目前,我國的定量包裝設(shè)備已進(jìn)入調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高開發(fā)能力的新時期。技術(shù)升級,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)展必將影響到整個定量包裝工業(yè)的快速發(fā)展,所以必須努力改變 其落后狀況。爭取更大的國內(nèi)和國際市場。
1.1，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)置一個或兩對開活門的結(jié)構(gòu),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(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包裝控制儀表自動“去皮”,由于“去皮”占用了數(shù)秒鐘的時
1.2，稱重控制
1.2.1，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(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外圍設(shè)備的控制。目前國內(nèi)典型的有UNIPULSE701儀表+PLC稱重控制系統(tǒng)。
1.2.2，采用定量秤專用控制器。
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(qiáng)的專業(yè)針對性,定量秤所需的特殊功能要求及關(guān)鍵技術(shù)均可集成在此專用控制器中，如深圳龍芯生產(chǎn)的JY500C2,JY500C3稱重包裝控制器。
目前國內(nèi)典型的是以單片機(jī)為核心,并使用ΣΔ(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
2.1，全自動機(jī)械系統(tǒng)
目前國產(chǎn)定量包裝秤主要以半自動機(jī)械結(jié)構(gòu)為主,國產(chǎn)全自動定量包裝設(shè)備的工作可靠性較差、故障率較高。市場所需高質(zhì)量的全自動定量包裝設(shè)備主要依靠進(jìn)口。隨著勞動力成本的不斷提高,國內(nèi)的定量包裝設(shè)備的發(fā)展趨勢必將是由全自動逐步取代半自動,以極大的提高生產(chǎn)能力。因此,要求國內(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、高可靠性的全自動定量包裝設(shè)備,以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。
2.2，智能化控制系統(tǒng)
目前國內(nèi)使用的稱重控制器是基于單片機(jī)設(shè)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(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稱重功能發(fā)展,逐步實現(xiàn)小型化、模塊化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。
目前國內(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,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(shè)備進(jìn)行控制;配置了觸摸式液晶屏,全中文顯示界面,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USBHOST2.0接口可以把現(xiàn)場數(shù)據(jù)存儲到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,運行可靠,人機(jī)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(kuò)充的特點,可以滿足順應(yīng)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(jié)束語
每個定量包裝稱重系統(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。實踐證明,根據(jù)用戶要求合理選擇配置、優(yōu)化設(shè)計后的自動定量包裝秤,其各項技術(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。隨著國內(nèi)稱重技術(shù)的不斷發(fā)展,不但國產(chǎn)定量包裝秤已是眾多生產(chǎn)企業(yè)的首選,更有許多定量包裝秤產(chǎn)品出口國外。

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