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1簡(jiǎn)述

稱重控制精度是水泥包裝機(jī)的一項(xiàng)主要指標(biāo)，它不僅關(guān)系著袋裝水泥是否符合標(biāo)準(zhǔn)還直接關(guān)系到水泥生產(chǎn)廠的經(jīng)濟(jì)利益，所以一般水泥廠對(duì)包裝機(jī)稱重控制精度都很注意，而如何保證和提高稱重控制精度，則是我們包裝機(jī)生產(chǎn)廠家不斷探索的課題。

2老式水泥包裝機(jī)禰重和定量控制特點(diǎn)分析

過去的水泥包裝機(jī)（如G420D®備機(jī)械秤，后來發(fā)展為機(jī)電秤，即在機(jī)械秤上安裝了感應(yīng)接近開關(guān)，把機(jī)械秤的重量指示轉(zhuǎn)換為位置信號(hào)，用位置信號(hào)自動(dòng)關(guān)閉出料閘門，實(shí)現(xiàn)定量控制。

水泥包裝稱重的特點(diǎn)是動(dòng)態(tài)稱量,在未關(guān)閘之前，托架上的重量總是不停地變化。包裝機(jī)每個(gè)岀料口的生產(chǎn)能力為15t/h,每袋包裝時(shí)間小于12s,去掉上袋和卸袋時(shí)間，實(shí)際每袋灌裝時(shí)間約8s,算得出料口工作時(shí)的生產(chǎn)能力約為6kg/sa

對(duì)于安裝感應(yīng)接近開關(guān)的機(jī)電秤，忽略機(jī)械刀口產(chǎn)生的誤差之后，其位置測(cè)量精度最高只能達(dá)到0.3mm,灌裝時(shí)稱重指示位移0.3mm需0.15s,而在0.15s內(nèi)的岀料量是0.9kg,這0.9kg就是機(jī)電秤的極限分辨能力，為袋重的L8%。可見，接近開關(guān)分辨力及機(jī)械慣性所致的動(dòng)態(tài)計(jì)算精度較低和控制響應(yīng)速度太低是袋重誤差較大的主要原因。欲提高包裝機(jī)定量控制精度.就必須提高動(dòng)態(tài)稱量精度和控制的響應(yīng)速度.因此，必須放棄稱量的機(jī)械結(jié)構(gòu)，采用電子稱量技術(shù)。

3稱重控制機(jī)構(gòu)電子化發(fā)展概況

國外的水泥包裝機(jī)使用電子和微機(jī)稱量機(jī)構(gòu)已有二三十年歷史,近幾年,國內(nèi)水泥包裝機(jī)專用稱量和定量控制電子設(shè)備的研制及生產(chǎn)開始有了長足進(jìn)展。從技術(shù)來源看,有立足國內(nèi)獨(dú)立開發(fā)的。有引進(jìn)國外較先進(jìn)技術(shù)的.也有在國外產(chǎn)品基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)的，從技術(shù)角度則可以把這些產(chǎn)品劃分為兩大類,第一類是以模擬電子技術(shù)為主進(jìn)行稱量和定量控制的產(chǎn)品，第二類則是以數(shù)字電子技術(shù)為主的產(chǎn)品?，F(xiàn)將這兩類產(chǎn)品的性能和使用情況簡(jiǎn)述如下.

3.1模擬電子秤

在取代機(jī)械稱量機(jī)構(gòu)的進(jìn)程中.模擬電子設(shè)備是最先投入應(yīng)用的產(chǎn)品，不僅國內(nèi)如此，國外亦如此,其工作原理如圖1所示O

圖1模擬電子秤工作原理圖
 

由圖可見，從力傳感器輪出表示稱重量的毫伏信號(hào)Vs先經(jīng)過處理整定，然后一路送到顯示器作稱重指示，另一路送到比較器COMP中與設(shè)定重量信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)稱重達(dá)到設(shè)定值時(shí)，比較器輸出停止海裝的信號(hào)V"，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)閉岀料閘門，完成一次包裝循環(huán)。這類模擬電子秤的根本特征為，實(shí)現(xiàn)稱量和定量控制是通過對(duì)模擬信號(hào)處理完成的。

模擬電子秤響應(yīng)速度比機(jī)械秤高得多％但由于處理的是模擬量，對(duì)漂移引起的誤差不易控制，電氣穩(wěn)定性較低,故精度不盡人意；另外，使用中必須經(jīng)常調(diào)整，操作不方便。順便提一句，模擬電子秤的顯示大多使用數(shù)字面板表，用數(shù)碼管顯示重量,一般用戸會(huì)將其誤為數(shù)字電子秤,但兩者的使用區(qū)別很明顯:模擬秤不能象數(shù)字秤那樣用按鍵預(yù)置數(shù);調(diào)整只能靠旋轉(zhuǎn)電位器進(jìn)行。由于前述缺點(diǎn)的存在,這類早期產(chǎn)品能夠長期運(yùn)行的為數(shù)不多，已受到冷落，生產(chǎn)過這類產(chǎn)品的廠家也轉(zhuǎn)向數(shù)字化產(chǎn)品。但這類產(chǎn)品在取代機(jī)械秤稱量的發(fā)展史上所占有的地位是不容否認(rèn)的.

3.2數(shù)字化電子秤

數(shù)字化電子秤產(chǎn)品一出現(xiàn)，就顯示出多方面的優(yōu)越性。首先，它的精度高，很容易達(dá)到千分之一的靜態(tài)精度；其次，抗干擾能力強(qiáng)，因?yàn)閿?shù)字電路是據(jù)數(shù)字信號(hào)的有無（電平高低）工作的，噪聲閾值很高；第三，穩(wěn)定性好，受溫度影響很小;第四，操作簡(jiǎn)單，只需按鍵，很少需要調(diào)整。其工作原理如圖2所示。力傳感器的輸出信號(hào)V.先經(jīng)過處理整定后，再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入微處理器CPU,微處理器把重量信號(hào)送到顯示器，當(dāng)稱重達(dá)到設(shè)定值時(shí)，微處理器命令輸岀接口I/O輸出控制信號(hào)Ve,停止供料，完成一次裝袋循環(huán)，其特征是通過對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理及執(zhí)行程序完成稱量和定量控制。

4應(yīng)用微機(jī)系統(tǒng)作稱重和定量控制的設(shè)計(jì)

為使定量包裝達(dá)到較高水平，我們采用了數(shù)字化微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)稱重和定量控制。經(jīng)過幾年探索，產(chǎn)品已進(jìn)入實(shí)用化。在我們的設(shè)計(jì)中，基本系統(tǒng)選用日本大和制衡公司的EDI-312系統(tǒng)，該系統(tǒng)的CPU為48系列的8039單片機(jī),系統(tǒng)內(nèi)模一數(shù)轉(zhuǎn)換為V/F方式，當(dāng)與精度0.03%的力傳感器配合時(shí)，靜態(tài)分辨能力為0.1%,另外，該系統(tǒng)配置的機(jī)殼具有非常好的密封效果,適合在水泥包裝機(jī)上使用。

我們對(duì)EDI-312系統(tǒng)做了如下改動(dòng)提高采樣頻率，從原機(jī)5?7次/s提高到12次/s（對(duì)70kg以下稱量時(shí)），當(dāng)出料口能力仍為