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陜西某集團有限公司(原渭河化肥廠)于1996年建成投產(chǎn)，擁有5臺包裝秤，負責L760t/d的生產(chǎn)和包裝，5條包裝線是日本某公司的成套產(chǎn)品，但關鍵的稱重控制系統(tǒng)是英國某公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。
經(jīng)過幾年的實際運行觀察，稱重控制系統(tǒng)(COMPUTAPAKU)顯示，包裝廠袋裝尿素重量離散大，秤的故障率高，維護費用逐年增加，計算機統(tǒng)計無法使用等。，且袋重合格率達不到指標。如果規(guī)模不改革，會給工廠造成更大的經(jīng)濟損失。
2001年9月，某電器有限公司根據(jù)某司制定的“公平合理”原則，對五種定量包裝秤的稱重系統(tǒng)進行了全面改造。改造后運行穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品合格率為W0%，尿素損失接近于零。
1原包裝秤的使用。
英國某公司生產(chǎn)的5臺單秤料斗采用單點支撐端臂結構，單個S型張力傳感器，單秤裝箱速度為15包/分鐘，端臂梁單傳感器，裝箱速度在15包/分鐘以上，國內(nèi)很多化肥行業(yè)和很多生產(chǎn)規(guī)模廠家不敢嘗試，因為這種規(guī)模結構難度系數(shù)大，優(yōu)勢突出。
1.1組件。
COMPUTAPAKH由三塊集成電路板PC79UPC792、PC793組成。PC791是電源電路板，PC792是模擬電路板，PC793是單板控制器電路板。傳感器是1000NS張力傳感器，是連接稱重料斗和COMPUTAPAKn的橋梁。通過它，重量信號被轉換成電信號，這些電信號被傳輸?shù)紺OMPUTAPAKH。通過該控制箱，控制粗、精沖電磁閥、料斗閘門和袋夾。
1.2稱重系統(tǒng)的主要原理。
顆粒尿素通過皮帶系統(tǒng)進入30t料倉儲存，由粗細下料機構控制，物料進入稱重料斗；物料的重量通過“S”形張力傳感器，重量信號轉化為電信號；通過PC791、PC792和PC793的數(shù)模轉換，將料斗中物料的稱量值顯示在PC793的顯示窗口上，然后通過控制料斗的底門和裝袋機構的電磁閥，將物料裝入編織袋中。
1)COMPUTAPAKII是整個秤的指揮中心，控制每個袋子的重量精度和包裝下料速度。PC791為PC792和PC793提供所需的電源，并將s型張力傳感器的信號傳輸給PC792和PC793。PC793發(fā)送的重量信號和袋號信號反饋給PC791，再通過RS232接口和屏蔽電纜傳輸?shù)街醒肟刂朴嬎銠C，由計算機進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和管理。
2)PC792是模擬印刷電路板，安裝在PC791和PC792之間。它為S型張力傳感器產(chǎn)生激勵電源，對傳感器發(fā)出的信號進行放大和轉換，然后將其從模擬轉換為數(shù)字，并將結果傳輸給PC793。
3)單板控制器PC793是單板計算機，包括Z80CPU和EPROM軟件。用于常量數(shù)據(jù)的EEPROM，參數(shù)和運行記錄數(shù)據(jù)的CMOSRAM管理，鍵盤接口、窗口LCD顯示等各種功能的處理。配有鏈式鎘電池，每三年才更換一次，為PC793和PC792提供備用電池，通過鍵盤交換數(shù)據(jù)和輸入數(shù)據(jù)。
1.3稱重系統(tǒng)的主要功能。
五臺包裝機的稱重系統(tǒng)可以定量包裝50公斤和40公斤的顆粒尿素，包裝速度和在此速度下的包裝精度是一對反比例。下料速度快導致包裝袋重量精度低、誤差大、離散性大。
由于封裝速度和封裝精度成反比，除了PC板本身使用的芯片外，粗、精沖的閉合值主要是調整的，除了芯片本身的運行速度外，粗、精沖的閉合值還必須注意粗、精沖的開啟和“飛”料跟蹤的補償。
稱重顯示窗口除了正常顯示包裝重量外，還具有顯示功能:以英文或縮寫形式顯示故障信息，如氣壓低、量程誤差、零位誤差、進料門故障、出料門故障、重量不足、重量超慢循環(huán)、上料斗無物料、存儲錯誤、斷電、校準錯誤等。一旦運行中出現(xiàn)問題，將立即報警，并顯示故障點信息。
1.4稱重控制系統(tǒng)存在的問題。
1)包裝精度低，不合格品高。從1988年1月到2001年8月，對重秤進行了連續(xù)跟蹤和計數(shù)。這五套進口包裝秤有共同的特點，包裝速度為15袋/分鐘。這個速度雖然在國內(nèi)單秤中排名第一，但與實際生產(chǎn)需求還是有差距的。包裝精度50kg±0.2，合格率97%左右。根本原因是PC793控制板用的芯片都是80年代初的產(chǎn)品，運行速度、存儲和處理速度都比較慢。由于芯片操作的處理速度較慢，無法精確控制粗、精沖的停機點。如果粗、精沖的停機點沒有控制好，那么“飛”料就無法精確計算，因為“飛”料無法精確計算自動跟蹤補償，也無法準確彌補差異。理論上，只要平均誤差在修正死區(qū)之外，自動補償增量修正常數(shù)就可以通過簡單的加減舊的補償值自動調整，就可以補償“飛行中”的補償值(新值)=(舊值)+增量常數(shù)。但由于先天不足，無法準確測量計算，只能是每袋稱重尿素的一個模糊值。此外，從重量顯示窗口來看，它使用0.05千克的刻度間隔，每袋尿素的稱重偏差至少在50克以上。由于刻度間隔太大，無法準確定位增厚和精沖的停機值，每個袋子的補償值都是模糊值，無法正常進行零點跟蹤和刻度校準。自然，每袋裝500多袋尿素，往往導致超差(原國標)這幾年來，秤一直工作在正偏差狀態(tài)，每天裝1760噸尿素，丟$尿素很常見。根據(jù)1999年的抽樣統(tǒng)計，37923R尿素的包裝導致額外損失1030.3t尿素。
2)2)PC793故障率高。由于PC793使用備用電池支持和引導一些程序，在實際運行的幾年中，低級密碼保護的參數(shù)經(jīng)常丟失，導致生產(chǎn)無法正常封裝，只能由工程師和技術人員恢復。PC793運行幾個月，然后壞了，程序崩潰。源程序重寫到芯片上才能正常工作，PC791，PC792，PC793都無法修復。
3)備件供應不足。PC791、PC792、PC793是英國某公司的產(chǎn)品，其他公司沒有替代產(chǎn)品。國外電子產(chǎn)品更新?lián)Q代快，采購的零部件也是改裝產(chǎn)品，沒有通用性和互換性，給包裝生產(chǎn)造成很大困難。
4)維修費用高。PC791、PC792和PC793是集成電子元件。由于故障率高，經(jīng)常輪流將五個秤帶到其他地方維修，一個秤總是壞了，不能使用，不僅影響正常生產(chǎn)，而且每年光維修就要花費數(shù)萬元。
5)無法進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和管理。因為是用RS232傳輸數(shù)據(jù)，所以在傳輸?shù)诫娔X的過程中，包裝袋的數(shù)量往往會失真，尤其是多條線路同時工作時，電腦根本無法同時接受和顯示，更不用說進行統(tǒng)計和管理了。我們不能用計算機管理數(shù)據(jù)，也不能分析和處理包裝質量事故。

2.稱重系統(tǒng)的改造和運行。
經(jīng)過幾年的現(xiàn)場觀察和對抽樣檢查累積結果的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)五秤存在嚴重問題，給工廠造成了嚴重的經(jīng)濟損失。2000年3月，公司召開專題會議，決定拿出一套進行實驗改造。如果改造成功，其他四套馬上就要改進了。3月、4月、5月對整個市場進行了技術調研，并與幾家專門開發(fā)秤的廠家進行了技術交流。結果，所有的技術都不能滿足生產(chǎn)現(xiàn)場的需要。6月份，我們開始與某電氣有限公司進行技術洽談，并決定采用該公司開發(fā)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)在包裝系統(tǒng)中實施應用。2000年6月至2000年3月21日，成功改造了一套無線數(shù)據(jù)傳輸智能稱重控制系統(tǒng)。對控制系統(tǒng)進行了多次測試、修改和更換，將原來的三塊集成電路板換成一塊，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊也集中在這塊板上；通過大量的實際包裝測試，已經(jīng)遠遠超過了提出的技術指標。60多萬袋，3萬多噸長期實際包裝檢驗，發(fā)現(xiàn)規(guī)模穩(wěn)定可靠，各項技術指標理想。公司決定成立由汽車事業(yè)部、質檢事業(yè)部、健康與健康事業(yè)部、尿素車間五個單位組成的驗收小組，由主管副總裁牽頭，每周24小時不間斷地對量表進行評估。評估小組對評估結果非常滿意，決定立即對剩下的4臺機組進行改造，剩下的4臺機組都在一周內(nèi)完成了改造&并且一直運行至今，沒有出現(xiàn)任何故障。
2.1稱重控制系統(tǒng)改造。
從2001年7月開始，經(jīng)過5個秤的改造，各項技術指標都相當穩(wěn)定可靠，運行一年多沒有出現(xiàn)任何故障。原PC791、PC792、PC793控制系統(tǒng)全部拆除，代之以MF2001NT無線數(shù)據(jù)傳輸智能稱重控制系統(tǒng)，每臺秤的稱重料斗旁安裝兩個可自動上下移動的22.5kg重量碼，用于跟蹤和自動校準。MF2001NT'控制系統(tǒng)采用雙面多功能顯示，通過發(fā)光指示燈在MF2001nt雙面操作面板上顯示需要控制的各種工作狀態(tài)。每個袋子的實際重量值被累積打包，并通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸?shù)街醒肟刂朴嬎銠C。電腦管理秤的數(shù)據(jù)，進而控制包裝機MF2001MT稱重控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。
1)首先，采用先進的集成芯片，加快了厚薄沖裁的操作和加工速度，封裝速度快且準確，精度高且準確。最快的時間是轉化前0.15袋/min，轉化后18袋/血n。轉換前顯示比例為50LV分辨率，轉換后顯示lg分辨率。所有的控制都集中在這個主板上。主板的布局設計精致合理。高效模擬電路和看門狗防撞電路的設計保證了整個定量包裝的可靠穩(wěn)定運行。主板不使用備用電池支持程序源，在芯片上固化程序，不受電源任何影響。主板專門為5設計。田電源具有抗干擾設計，防雷和電磁干擾保護，還采用5ppm溫度系數(shù)，關鍵器件不再受溫度變化影響。
2)擴大稱重范圍“改造前只有50公斤和40公斤的稱重方式，改造后有25-50公斤的連續(xù)稱重方式。你只需要在控制面板上調整你要打包的重量。無論下料多少公斤，稱重下料速度可達18袋/分鐘。而且累積誤差總是接近于零。由于主控板采用了新的高速運算存儲芯片，整個運算快速準確，傳感器發(fā)出的信號可以快速及時的進行運算，運算結果可以快速的反映到粗、精沖電磁閥上進行控制。由于粗、精沖及時停機，零批誤差跟蹤調整，控制每袋在20g零點上下波動。補償(新值)=補償(舊值)+(平均誤差x比例常數(shù))，有效測量每袋尿素，并存儲該值，然后與目標重量進行比較，累計誤差，由累計偏差從頭到尾進行調整。這個包的重量比目標重量多幾十克，多出來的80%在下一個包里減少，下一個包減少80%。
因為整體累計偏差接近于零，無論裝多少袋尿素，都不會有大量的尿素流失。2001年10月至2002年8月累計損失尿素3噸以上，是改造前損失尿素的3/1000。
3)在雙面顯示操作面板上，各動作的工作狀態(tài)同時由指示燈指示，便于操作人員直接觀察，便于維修人員快速排除故障。在漏斗兩邊加一對舔秤碼。在包裝操作過程中，您可以隨時自動添加強制秤，如8h、4h、lh，或隨時按校準鍵校準秤。這樣就徹底解決了粘塵漏斗和環(huán)境溫度變化干擾包裝精度的問題。使刻度校準更快更方便，這在國內(nèi)外都沒有采用。
4)無線數(shù)據(jù)傳輸計算機管理系統(tǒng)。五個稱重系統(tǒng)通過各自的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊將所有稱重數(shù)據(jù)的結果快速傳輸?shù)街醒肟刂茻o線數(shù)據(jù)傳輸主模塊，然后傳輸?shù)阶罱挠嬎銠C。無論電腦是否開機，都不會影響無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸，也保證了每一行數(shù)據(jù)的真實性、失真性和干擾性。此外，減少了五條線路，將大量特殊屏蔽電纜納入中央控制。包裝機與計算機之間開發(fā)并應用了無線數(shù)據(jù)傳輸，保證了計算機所有數(shù)據(jù)統(tǒng)計的完整性和可追溯性，以及對5臺秤的控制和管理。電腦存儲五個秤的生產(chǎn)報告和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，包裝袋數(shù)量，超差記錄，累計偏差，切割稱重數(shù)據(jù)拼圖，每行動態(tài)分布圖，隨機分析，都有永久的歷史檔案，隨時查看秤前幾天、幾個月甚至幾年的包裝情況，為客戶質量跟蹤提供可靠的依據(jù)。。
2.2轉化前后幾個數(shù)據(jù)的對比分析。
1)包裝尿素的離散性。從表1可以看出，改造前(1999年2月)5條線用50kg包裝，包裝非常離散。除了160g的空袋皮，基本上每個袋子150g左右。但變換后(2002年7月)離散性小，基本在零點動態(tài)分布，偏差接近零點。改造前合格率97%，改造后合格率100%(表1含每袋皮重160g)。
2)1999年和2001年10月至2002年7月累計包裝損失見表2。

3結論。
經(jīng)過近一年的實際運行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，操作簡單，維護方便，“公平合理”是本次改造的目的。這樣既不損害用戶的最終利益，也不損害公司的利益，方便生產(chǎn)管理。每年為公司節(jié)約尿素至少1000噸，節(jié)約維修費用幾萬元，次年為公司節(jié)約經(jīng)濟損失至少100萬元，進一步提高產(chǎn)品口碑，半年收回改造費用。

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