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主要產品: 自動包裝生產線解決方案 / 智能精量配肥機係統 / 溯源係統解決方案 / 定量包裝秤 / 流量秤 / 檢重(分選秤) / 周邊設備 
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淺談國內定量包裝秤的現狀及發展趨勢

作者:金平 曲英青瀏覽次數: 日期:2013年9月18日 15:03

摘要:

本文簡要闡述了目前國內定量包裝行業現狀及定量包裝秤常用的稱重方法、給料裝置、控製方式等,並對發展趨勢作了簡單論述。

  引言
  我國企業生產定量包裝設備起步較晚,經過20多年的發展,我國的定量包裝設備行業發展已經初露端倪,不僅能滿足國內市場的需求,部分還在出口。近年來,國內公司順應發達國家和我國經濟發展走勢,在努力學習借鑒國際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、高質量的具有國際競爭力的高新技術產品。為我國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國貢獻力量。在日趨激烈的國際競爭中爭取更廣闊的天地,並積極打入歐、美、日本市場,爭得一席之地。
  1.定量包裝行業現狀
  我國定量秤生產企業以小規模為主,產品設計、研究、開發環節薄弱。我國的定量包裝工業過去長期處於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於互相照搬照抄國內外技術,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,嚴重擾亂國內市場。企業沒有自主知識產權,尤其是核心的控製技術,控製器是定量包裝機械的大腦,大多數企業卻需要從國外或合資、獨資單位購買。目前,我國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將影響到整個定量包裝工業的快速發展,所以必須努力改變其落後狀況。爭取更大的國內和國際市場。
  1.1基本結構
  定量包裝秤按稱重方式一般可以分為有鬥(淨重)秤和無鬥(毛重)秤。
  有鬥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鬥中進行測重。有鬥秤的承載裝置就是秤鬥,安裝在秤鬥底部的活門就是定量包裝秤係統的卸料裝置。秤鬥可以采用在方形秤鬥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。有鬥秤稱重精度高,包裝速度快,且可以組成雙秤(及以上)係統,大大提高包裝速度。
  無鬥秤結構省去了秤鬥部件,將稱重傳感器直接安裝在下料鬥和夾袋裝置上,工作時將物料直接放到夾在夾袋機構上的口袋裏進行稱重。由於無鬥秤省去了秤鬥部件,大大降低了秤體的高度,適合包裝現場低矮的場合。但是,由於包裝材料(袋)重量的不一致性,無鬥秤係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製儀表自動“去皮”,由於“去皮”占用了數秒鍾的時間,使得無鬥秤的包裝速度受到一定的影響。
  定量包裝秤的基本結構是儲料倉、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。
1.2稱重控製
1.2.1采用帶定值控製的通用稱重儀表和可編程控製器(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製功能。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製。目前國內典型的有UNIPULSE 701儀表+PLC稱重控製係統。
1.2.2采用定量秤專用控製器。
  重量信號轉化處理、重量數值顯示、定值控製及定量秤的邏輯控製等功能均由此控製器完成。此種控製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專用控製器中。
目前國內典型的有單片機為核心,並使用∑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,由於采用串行的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
2.1全自動機械係統
  目前國產定量包裝秤主要以半自動機械結構為主,國產全自動定量包裝設備工作可靠性差、故障率高。市場所需高質量的全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,國內的定量包裝設備的發展趨勢必將是由全自動逐步取代半自動,以極大的提高生產能力。因此,要求國內生產企業加大產品開發投入,製造出高速、高精度、高可靠性的全自動定量包裝設備,以滿足現代化生產需要。
2.2智能化控製係統
  目前國內使用的稱重控製器是基於單片機設計的,受係統資源的製約,用戶界麵單調,無法實現係統軟件在線升級,無法構築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製係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。
  目前國內專業定量包裝秤公司研發的新型稱重控製器基於32 位ARM微控製器設計,具有兩路稱重傳感器模擬信號接口,可以同時對兩台稱重設備進行控製;配置了觸摸式液晶屏,全中文顯示界麵,提供了良好的人機界麵,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製軟件進行通信,10M以太網接口滿足現場網絡化控製的要求;一個USB HOST 2.0接口可以把現場數據存儲到U盤上進行備份和管理。
  該新型稱重控製器具有集成度高,運行可靠,人機界麵友善,接口資源豐富,方便實現軟件係統升級和硬件係統擴充的特點,可以滿足順應現代工業時代潮流發展的控製要求。
該產品在產品性能方麵與傳統控製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、圖形界麵打破傳統模式,更加生動、人性化。3、係統集成程度高,運行更加穩定,可靠。4、與傳統稱重控製器相比,性價比高。
3.結束語
  每個定量包裝係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確定。本文所述的定量稱重方法、控製方式和常用結構組合構成的定量稱重係統在種子、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、優化設計後的定量包裝秤,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、後期維護成本高等弊端已十分明顯。隨著國內稱重技術的不斷發展,不但國產定量包裝秤已是眾多生產企業的首選,更有許多定量包裝秤產品出口國外。

 

 

參考文獻:
[1]中國衡器協會。《中國衡器實用技術手冊》。北京:中國計量出版社,2005.10
[2]莊建橋。《粉體配料混合技術》。北京:科學技術文獻出版社,2005.7
[3]周立功。《ARM嵌入式係統基礎教程》。北京:北京航空航天大學出版社,2006.1

所屬類別: 技術論壇

該資訊的關鍵詞為:定量包裝、現狀、發展 

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