純堿包裝機(jī)稱重系統(tǒng)改造

劉順田

（大化集團(tuán)大連化工股份有限公司，遼寧大連 116308）

純堿包裝機(jī)稱重系統(tǒng)改造

劉順田

（大化集團(tuán)大連化工股份有限公司，遼寧大連 116308）

介紹了我公司純堿包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。因原包裝機(jī)的包裝速度慢、重量合格率低等原因，需要更換重量控制系統(tǒng)。我們采用性價(jià)比高的F701稱重控制器，改造中對(duì)主要參數(shù)反復(fù)設(shè)置、調(diào)試，最終達(dá)到改造目的。

純堿包裝機(jī)；稱重控制系統(tǒng)；F701；稱重控制器；包裝速度；重量合格率

我公司有4臺(tái)93年國產(chǎn)小袋50 kg全不銹鋼純堿包裝機(jī)。經(jīng)過長期使用逐步暴露出包裝速度慢、稱量不準(zhǔn)等問題，嚴(yán)重影響包裝產(chǎn)品重量合格率，并波及到包裝生產(chǎn)正常運(yùn)行，必須進(jìn)行改造。

1 包裝機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 純堿包裝機(jī)結(jié)構(gòu)

我公司使用的包裝機(jī)為一機(jī)雙秤凈重式雙螺旋給料整體封閉結(jié)構(gòu)，主要有給料裝置、稱體、下料槽、夾袋裝置、稱重控制柜及配套的吸塵裝置、傳輸帶和縫包機(jī)等構(gòu)成。

給料裝置包括手輪螺旋插板、雙位進(jìn)料執(zhí)行機(jī)構(gòu)、預(yù)給料倉及弧形門等。采用單弧形閘門結(jié)構(gòu)。一秤各一根粗、細(xì)絞龍雙速下料，依靠物料自重下落至稱重斗。秤體由稱重斗及傳感器組成?？刂乒駜?nèi)有稱重控制器、PLC及電氣開關(guān)。

1.2 工作原理

物料從儲(chǔ)料倉通過可調(diào)節(jié)手輪螺旋插板緩沖后流入給料裝置，稱重控制器發(fā)出信號(hào)，大小弧形門全部打開，粗、細(xì)絞龍同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。稱重傳感器將秤斗內(nèi)物料重量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，發(fā)送給稱重控制器，當(dāng)物料達(dá)到設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉大弧形門，粗絞龍延時(shí)數(shù)秒預(yù)給料停止。當(dāng)重量將要達(dá)到額定值時(shí)，關(guān)閉小弧形門，停細(xì)絞龍，余下重量靠下落飛料補(bǔ)充上。待秤斗穩(wěn)定后控制器發(fā)出信號(hào)，秤斗底門打開物料進(jìn)入包裝袋。秤斗底門自動(dòng)關(guān)閉并開始下一次稱量。待物料全部落入包裝袋后夾袋器自行松開，包裝袋落入傳輸帶區(qū)進(jìn)入縫包區(qū)。人工又將包裝袋套入下料口，撥動(dòng)旁邊觸摸開關(guān)氣缸將袋口夾緊，又進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。

每次稱量結(jié)束后，稱重控制器都要按設(shè)定程序自動(dòng)清零，并判斷是否需要進(jìn)行對(duì)實(shí)際重量進(jìn)行補(bǔ)償，以保證重量在定值范圍內(nèi)。

2 稱重控制器存在的問題

純堿屬于粉料，粉料包裝機(jī)工作原理基本相同，當(dāng)機(jī)械部分確定后一般不再改變，包裝重量合格率和包裝速度依靠稱重控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)，其中稱重控制器是包裝機(jī)的大腦和中樞神經(jīng)。

這臺(tái)純堿包裝機(jī)是93年開始使用的，隨機(jī)控制器是一塊廠家自制的簡易線路板，使用3～4年后，更換為專業(yè)廠家生產(chǎn)的稱重控制器。更換后的控制器已使用10余年，一是電子元件老化，性能不穩(wěn)定，零點(diǎn)隨溫度飄移；二是功能簡單，精密度不夠；三是防電磁干擾能力差；而且廠家早已不生產(chǎn)。

3 選用F701稱重控制器進(jìn)行改造

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際狀況，我們最終選定UVIPOLSE F701稱重控制器來替換原有控制器。

3.1 F701稱重控制器介紹

F701是一種具有良好的提升速度、精度、操控性、穩(wěn)定性和可靠性的稱重控制器。它有一個(gè)全數(shù)碼前置校準(zhǔn)控制板。高速的A／D轉(zhuǎn)換和高速的數(shù)字處理能力（100次／s），響應(yīng)時(shí)差短，具有自檢和監(jiān)視功能的CPU、ROM和間隔電路以保證自動(dòng)稱量系統(tǒng)的可靠性。利用數(shù)碼技術(shù)，經(jīng)過3次給料控制（我們只選2次），順序稱量和排料控制，不斷變更落差的誤差自動(dòng)修正，以達(dá)到稱量的更高的精度。對(duì)去皮和給料設(shè)定值的輸入采用專用鍵。通過功能鍵禁止的設(shè)定，可以禁止功能鍵的使用。2個(gè)零點(diǎn)，增幅調(diào)整范圍，根據(jù)傳感器的輸出，選擇2階段增蓋。

幾個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)：

精度：非直線型，不超滿量程的0.01%；零點(diǎn)飄移，不超過0.2μv／℃；滿度漂移，不超過15 ppm／℃；干擾，不超過0.1μv p－p。

可設(shè)置濾波功能。能對(duì)電磁和機(jī)械振動(dòng)等產(chǎn)生雜散干擾波起到可調(diào)的多級(jí)數(shù)字濾波作用。

3.2 F701控制器參數(shù)設(shè)置

安裝調(diào)試F701控制器過程中，既要發(fā)揮F701控制器的優(yōu)越性能，又不能把一些參數(shù)設(shè)置太高和太多。否則響應(yīng)時(shí)間就會(huì)加長，導(dǎo)致包裝機(jī)包裝速度變慢，達(dá)不到設(shè)備能力800包／h。所以在滿足重量合格率和包裝速度的前提下，對(duì)F701控制器幾個(gè)重要定值設(shè)定如下：

當(dāng)定量值為40.＋0.200.00kg。包裝機(jī)用中、小投料形式。

3.2.1 設(shè)定模式0

用于設(shè)置定量投料排出設(shè)定的模式。

表1 設(shè)定模式0

當(dāng)稱量達(dá)到定量前38 kg（40.00－2.00）時(shí)，關(guān)閉中投料（粗絞龍），余下2 kg量由小投料（細(xì)絞龍）填充。當(dāng)接近重量設(shè)定值達(dá)到39.75 kg時(shí)，關(guān)閉小閥門，停止小投料。其空中飛料（落差）定為0.25 kg，最后達(dá)到40 kg。過量和不足設(shè)定為0.5 kg報(bào)警，人工給信號(hào)放袋。

3.2.2 設(shè)定模式1

是設(shè)置定量投料／排出控制的輸出信號(hào)和時(shí)序模式的參數(shù)。

表2 設(shè)定模式1

3.2.3 設(shè)定模式2

用于調(diào)諧F701的顯示和內(nèi)部功能的設(shè)定模式。

表3 設(shè)定模式2

①自動(dòng)落差限制值是對(duì)每包的稱量誤差值進(jìn)行限制，也就是相當(dāng)每包產(chǎn)品出廠重量誤差在規(guī)定范圍內(nèi)。如40.＋0.200.00kg，誤差在＋0.2 kg以內(nèi)。根據(jù)實(shí)際要求設(shè)置。

②對(duì)稱量功能3設(shè)定自動(dòng)落差的修正，是有還是無，以及平均修正次數(shù)。設(shè)定0141，第1位“0”表示自動(dòng)落差修正系數(shù)選為1。第2位“1”表示自動(dòng)落差修正有。第3位“4”表示自動(dòng)落差平均4包次要修正。第4位“1”表示數(shù)據(jù)去皮重ON。

③濾波有數(shù)字濾波和模擬濾波。數(shù)字濾波是在內(nèi)部平衡移動(dòng)經(jīng)過A／D變換后的數(shù)據(jù)，要抑上重量數(shù)值的雜亂，我們設(shè)定為“4”，表示數(shù)字濾波16次／秒。模擬濾波是對(duì)來自稱重傳感器的輸入信號(hào)去除干擾成分，同時(shí)也對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行平均化處理，用于穩(wěn)定重量值的低通過率濾波，從2 Hz、4 Hz、6 Hz及8 Hz的4類截?cái)囝l率中選擇，我們選擇2 Hz 。

④動(dòng)態(tài)監(jiān)測用于監(jiān)測穩(wěn)定的參數(shù)。設(shè)定的前兩位是時(shí)間，后兩位是幅度。如果重量值的變化幅度低于設(shè)定的幅度，且該狀態(tài)的時(shí)間超過設(shè)定的時(shí)間后，可認(rèn)為重量值已經(jīng)穩(wěn)定，穩(wěn)定信號(hào)為ON。

⑤零點(diǎn)跟蹤是自動(dòng)修正由緩慢的零漂移或稱量污泥等引起的微小的零點(diǎn)移動(dòng)。設(shè)定的前兩位是時(shí)間，后兩位是幅度。零點(diǎn)跟蹤是在零點(diǎn)的移動(dòng)量小于設(shè)定的幅度時(shí)，到每一個(gè)設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)變?yōu)?。

還有其它功能參數(shù)設(shè)定，這里不再贅述。

3.3 稱重系統(tǒng)其它改造

這些主要參數(shù)設(shè)定后，經(jīng)連續(xù)抽檢包裝產(chǎn)品的重量，其合格率完全滿足出廠要求。

在改造調(diào)試中，我們發(fā)現(xiàn)稱量斗每次氣缸動(dòng)作帶動(dòng)底門關(guān)閉時(shí)，造成的震動(dòng)波擊到旁邊工作的稱量斗，而造成稱量波動(dòng)。此稱量斗是采用一只單臂懸掛式的稱重傳感器固定，很不穩(wěn)定，我們就在每個(gè)稱量斗兩個(gè)側(cè)面加上固定拉筋，大大減小了抖動(dòng)。

為了使包裝操作人員隨時(shí)掌握當(dāng)前每包產(chǎn)品重量，便于操作。我們又在現(xiàn)場安裝了大屏幕數(shù)字顯示，利用F701的BCD并列數(shù)據(jù)輸出接口把重量數(shù)據(jù)傳給大屏幕。

4 結(jié) 語

4臺(tái)利舊純堿包裝機(jī)稱重系統(tǒng)改造后，運(yùn)行2年來性能穩(wěn)定。包裝速度可以達(dá)到700～800包／h，F(xiàn)701稱重控制器在工廠電磁環(huán)境中運(yùn)行正常，沒出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、亂碼及死機(jī)現(xiàn)象。8臺(tái)F701稱重控制器從無故障出現(xiàn)，完全滿足生產(chǎn)需要，此包裝機(jī)改造后受到維修工人和操作工人一致好評(píng)。

［1］ 李紅兵，劉偉俊，黃鋒.定量包裝商品凈含量保證指南［M］.北京：中國計(jì)量出版社，2005

TB 486.3

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1005－8370（2012）03－25－03

2012－04－06