纯碱包装机称重系统改造

刘顺田

（大化集团大连化工股份有限公司，辽宁大连 116308）

纯碱包装机称重系统改造

刘顺田

（大化集团大连化工股份有限公司，辽宁大连 116308）

介绍了我公司纯碱包装机的结构和工作原理。因原包装机的包装速度慢、重量合格率低等原因，需要更换重量控制系统。我们采用性价比高的F701称重控制器，改造中对主要参数反复设置、调试，最终达到改造目的。

纯碱包装机；称重控制系统；F701；称重控制器；包装速度；重量合格率

我公司有4台93年国产小袋50 kg全不锈钢纯碱包装机。经过长期使用逐步暴露出包装速度慢、称量不准等问题，严重影响包装产品重量合格率，并波及到包装生产正常运行，必须进行改造。

1 包装机结构及工作原理

1.1 纯碱包装机结构

我公司使用的包装机为一机双秤净重式双螺旋给料整体封闭结构，主要有给料装置、称体、下料槽、夹袋装置、称重控制柜及配套的吸尘装置、传输带和缝包机等构成。

给料装置包括手轮螺旋插板、双位进料执行机构、预给料仓及弧形门等。采用单弧形闸门结构。一秤各一根粗、细绞龙双速下料，依靠物料自重下落至称重斗。秤体由称重斗及传感器组成。控制柜内有称重控制器、PLC及电气开关。

1.2 工作原理

物料从储料仓通过可调节手轮螺旋插板缓冲后流入给料装置，称重控制器发出信号，大小弧形门全部打开，粗、细绞龙同时运转。称重传感器将秤斗内物料重量转换成电信号，发送给称重控制器，当物料达到设定值时，关闭大弧形门，粗绞龙延时数秒预给料停止。当重量将要达到额定值时，关闭小弧形门，停细绞龙，余下重量靠下落飞料补充上。待秤斗稳定后控制器发出信号，秤斗底门打开物料进入包装袋。秤斗底门自动关闭并开始下一次称量。待物料全部落入包装袋后夹袋器自行松开，包装袋落入传输带区进入缝包区。人工又将包装袋套入下料口，拨动旁边触摸开关气缸将袋口夹紧，又进入下一个工作循环。

每次称量结束后，称重控制器都要按设定程序自动清零，并判断是否需要进行对实际重量进行补偿，以保证重量在定值范围内。

2 称重控制器存在的问题

纯碱属于粉料，粉料包装机工作原理基本相同，当机械部分确定后一般不再改变，包装重量合格率和包装速度依靠称重控制系统来调节，其中称重控制器是包装机的大脑和中枢神经。

这台纯碱包装机是93年开始使用的，随机控制器是一块厂家自制的简易线路板，使用3～4年后，更换为专业厂家生产的称重控制器。更换后的控制器已使用10余年，一是电子元件老化，性能不稳定，零点随温度飘移；二是功能简单，精密度不够；三是防电磁干扰能力差；而且厂家早已不生产。

3 选用F701称重控制器进行改造

结合生产实际状况，我们最终选定UVIPOLSE F701称重控制器来替换原有控制器。

3.1 F701称重控制器介绍

F701是一种具有良好的提升速度、精度、操控性、稳定性和可靠性的称重控制器。它有一个全数码前置校准控制板。高速的A／D转换和高速的数字处理能力（100次／s），响应时差短，具有自检和监视功能的CPU、ROM和间隔电路以保证自动称量系统的可靠性。利用数码技术，经过3次给料控制（我们只选2次），顺序称量和排料控制，不断变更落差的误差自动修正，以达到称量的更高的精度。对去皮和给料设定值的输入采用专用键。通过功能键禁止的设定，可以禁止功能键的使用。2个零点，增幅调整范围，根据传感器的输出，选择2阶段增盖。

几个主要技术指标：

精度：非直线型，不超满量程的0.01%；零点飘移，不超过0.2μv／℃；满度漂移，不超过15 ppm／℃；干扰，不超过0.1μv p－p。

可设置滤波功能。能对电磁和机械振动等产生杂散干扰波起到可调的多级数字滤波作用。

3.2 F701控制器参数设置

安装调试F701控制器过程中，既要发挥F701控制器的优越性能，又不能把一些参数设置太高和太多。否则响应时间就会加长，导致包装机包装速度变慢，达不到设备能力800包／h。所以在满足重量合格率和包装速度的前提下，对F701控制器几个重要定值设定如下：

当定量值为40.＋0.200.00kg。包装机用中、小投料形式。

3.2.1 设定模式0

用于设置定量投料排出设定的模式。

表1 设定模式0

当称量达到定量前38 kg（40.00－2.00）时，关闭中投料（粗绞龙），余下2 kg量由小投料（细绞龙）填充。当接近重量设定值达到39.75 kg时，关闭小阀门，停止小投料。其空中飞料（落差）定为0.25 kg，最后达到40 kg。过量和不足设定为0.5 kg报警，人工给信号放袋。

3.2.2 设定模式1

是设置定量投料／排出控制的输出信号和时序模式的参数。

表2 设定模式1

3.2.3 设定模式2

用于调谐F701的显示和内部功能的设定模式。

表3 设定模式2

①自动落差限制值是对每包的称量误差值进行限制，也就是相当每包产品出厂重量误差在规定范围内。如40.＋0.200.00kg，误差在＋0.2 kg以内。根据实际要求设置。

②对称量功能3设定自动落差的修正，是有还是无，以及平均修正次数。设定0141，第1位“0”表示自动落差修正系数选为1。第2位“1”表示自动落差修正有。第3位“4”表示自动落差平均4包次要修正。第4位“1”表示数据去皮重ON。

③滤波有数字滤波和模拟滤波。数字滤波是在内部平衡移动经过A／D变换后的数据，要抑上重量数值的杂乱，我们设定为“4”，表示数字滤波16次／秒。模拟滤波是对来自称重传感器的输入信号去除干扰成分，同时也对模拟信号进行平均化处理，用于稳定重量值的低通过率滤波，从2 Hz、4 Hz、6 Hz及8 Hz的4类截断频率中选择，我们选择2 Hz 。

④动态监测用于监测稳定的参数。设定的前两位是时间，后两位是幅度。如果重量值的变化幅度低于设定的幅度，且该状态的时间超过设定的时间后，可认为重量值已经稳定，稳定信号为ON。

⑤零点跟踪是自动修正由缓慢的零漂移或称量污泥等引起的微小的零点移动。设定的前两位是时间，后两位是幅度。零点跟踪是在零点的移动量小于设定的幅度时，到每一个设定的时间自动变为0。

还有其它功能参数设定，这里不再赘述。

3.3 称重系统其它改造

这些主要参数设定后，经连续抽检包装产品的重量，其合格率完全满足出厂要求。

在改造调试中，我们发现称量斗每次气缸动作带动底门关闭时，造成的震动波击到旁边工作的称量斗，而造成称量波动。此称量斗是采用一只单臂悬挂式的称重传感器固定，很不稳定，我们就在每个称量斗两个侧面加上固定拉筋，大大减小了抖动。

为了使包装操作人员随时掌握当前每包产品重量，便于操作。我们又在现场安装了大屏幕数字显示，利用F701的BCD并列数据输出接口把重量数据传给大屏幕。

4 结 语

4台利旧纯碱包装机称重系统改造后，运行2年来性能稳定。包装速度可以达到700～800包／h，F701称重控制器在工厂电磁环境中运行正常，没出现数据丢失、乱码及死机现象。8台F701称重控制器从无故障出现，完全满足生产需要，此包装机改造后受到维修工人和操作工人一致好评。

［1］ 李红兵，刘伟俊，黄锋.定量包装商品净含量保证指南［M］.北京：中国计量出版社，2005

TB 486.3

B

1005－8370（2012）03－25－03

2012－04－06