1包裝秤係統簡介
包裝秤控製係統采用七星公司的產品, 由自動包裝秤、配料控製器 、PLC 等部分組成, 其中包裝秤由給料係統( 包括儲料鬥和氣缸) 、秤體( 包括料鬥秤及其兩側的稱重傳感器) 和排料係統( 包括稱料鬥門及氣缸) 組成。SBS 橡膠顆粒由振動給料機送入料鬥秤, 並由傳感器將測得重量送至配料控製器進行計量, 當料鬥秤中的物料達到目標值( 25 公斤) 時, 由配料控製器輸出信號給可編程控製器, 由可編程控製器輸出信號控製儲料料鬥門關閉, 料鬥秤門打開, 卸料、裝袋, 完成一次程序循環。經過 2 秒延時後, 進入下一循環。工作原理圖見圖 1 。

2包裝秤測量精度低的原因分析及解決辦法
2 .1包裝秤計量精度及誤差分析
所謂計量精度是指被稱重物料計量時的實際質量與標準值接近的程度。計量誤差是指被稱重物料計量時的實際質量與標準值偏離程度的量化指標, 計量誤差越小, 計量精度就越高。在本裝置中, 采用了中石化頒布的計量標準, 精度等級為 1 級。根據此標準, 我們首先對包裝秤的現狀進行了調查, 統計了多組數據, 其中三組典型的數據見表 1 :

從上表中, 我們可以看出 :測量數據與目標值相比, 總體來說偏低 ;測量數據不穩定, 上下波動幅度大, 不能滿足精度要求。通過反複實驗, 我們總結出在本裝置造成精度降低的幾個主要誤差, 歸納如下。
1)衝擊誤差 衝擊是造成測量誤差的一個主要原因, 也是自動秤的常見誤差。物料進入秤鬥總有一定的速度,  落到秤鬥時總存在一定的衝擊力。這種衝擊力隨投料的數量和順序的不同而改變,由此也引起誤差。衝擊誤差是一種動態誤差,在實際的控製過程中通常是增加緩衝器並提高控製軟件的自識別能力來過濾衝擊力, 提高計量的穩定性。
2)空中柱料誤差 從配料控製器發出停止給料的信號到給料器停止, 以及由給料器停止到所有物料落到秤鬥總存在一定時間,在這段時間裏給料器已給出的“ 空中柱料”,也會引起誤差。這也是一種動態誤差, 雖然一般的自動秤係統軟件都有一個自適應的功能, 但物料存在容重、流動性等方麵的差異, 以及機械方麵的原因, 每一次的“空中柱料”實際上又不一定完全相等, 因此完全消除“ 空中柱料誤差”是不可能的。在這裏, 我們嚐試以減小投料器與秤鬥的距離及實現慢給來達到緩衝的目的, 盡量減少這種誤差。
3)不平衡誤差 根據要求, 同一重物分別置於料鬥秤入口的四個邊和四個角, 其測量值應相同, 但實驗發現實際誤差較大。這樣, 相同的物料落在不同位置會產生不同重量, 當進料不均勻時,誤差波動較大。但這是一種靜態的誤差, 可以通過安裝和調整秤鬥來盡量減少之。
這些誤差除秤的本身誤差為係統誤差外, 其餘均為隨機誤差, 並且在實際生產過程中各種誤差聯合作用、彼此影響, 所以我們隻能在盡量追求每個產生誤差因素的最小值時, 去尋找一些比較合理和優化的方案。
2 .2解決對策
可以看到, 國內外同行解決自動包裝秤存在誤差的主要方法, 是通過電機的變頻調速實現物料慢給, 但這種辦法成本較高,  且有些場合勵磁電路和控製電路中易損件較多, 影響準確調速。所以我們根據以上的分析, 針對主要存在問題, 采取了以下解決方法。
1)增加擋板 在物料入口處增加擋板可以起到緩衝作用, 開始進料時擋板不阻擋物料下落, 當重量快要達到目標重量時, 擋板啟動, 擋住部分落料, 實現慢給, 大大減小了衝擊。這個方法也減小了物料的速度, 緩解了空中柱料誤差。實現方法如圖 2 。

2)改進配料控製器的計算方法    
為了進一步提高測量精度, 配料控製器的輸入信號采用平均值的測量方法。由於配料控製器的讀數大於或等於目標配料份量減去過衡量時, 配料繼電器斷電, 因此對過衡量求平均會增加測量的準確性。過衡量的計算公式如下
過衡量( 新)  =過衡量( 舊)  -( 目標重量 -最終實重) / 2
原設計 5 個循環檢測一次過衡, 並進行補償, 具有偶然性, 而且過衡為負時不計, 會產生負誤差, 因此, 我們將配料控製器的組態改成 :每個循環檢測一次過衡, 5 個循環進行一次補償。
3)調整料鬥秤    
實現對物料下落緩衝後, 誤差有所減少, 但還達不到規定要求, 而且仍有個別采樣點出現誤差較大的現象。因此, 我們對秤的機械平衡進行了調整, 使其四邊、四角稱重均勻 。
2 .3應用效果
采取上述對策後, 再次對自動包裝秤進行數據抽檢, 所得三組數據如表 2 。

可見, 此時自動包裝秤的稱量基本符合包裝量為 25 ±0 .25kg 的要求。而且所采用的方法簡便易行,生產成本低, 使用效果較為滿意。
改進後的包裝秤係統, 經過一年多的運行, 效果較好, 既解決了銷售上的不便, 又提高了生產率, 同時避免了更換變頻電機, 節約了成本, 且改進方法簡單可行, 值得推廣。
 

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