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稱重計(jì)量
在工業(yè)生產(chǎn)和人類日常生活中定量稱重裝置和衡器是不可缺少的計(jì)量器具，隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)衡器的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的機(jī)械杠桿秤己不能適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)和現(xiàn)代化管理的要求。自六十年代以來(lái)，隨著側(cè)重原件和電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，電子稱重技術(shù)日益成熟，并逐步取代機(jī)械衡器。到七十年代初期，微處理器的出現(xiàn)使電子稱重技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。稱重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的測(cè)量單元，而且還作為工業(yè)控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，推進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化管理和現(xiàn)代化⑵。
稱重技術(shù)在近百年的發(fā)展過(guò)程中，大致經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段。從最初接近半個(gè)多世的機(jī)械式模式測(cè)量時(shí)代，到機(jī)電式的電氣、電子測(cè)量時(shí)代，之后至七十年代末期全面進(jìn)入計(jì)算機(jī)智能化測(cè)量和數(shù)字化測(cè)量的時(shí)代，并從九十年代開(kāi)始進(jìn)入模型化測(cè)量的新時(shí)代。
小型化、模塊化、集成化、智能化是稱重測(cè)量裝置發(fā)展的總趨勢(shì)。其技術(shù)性能趨向而高速率、高穩(wěn)定性、高準(zhǔn)確度、高可靠性是其技術(shù)發(fā)展趨向。稱重計(jì)量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”是其功能趨向。綜合性和組合性是其性能趨向囹。
國(guó)外專家和學(xué)者早在上個(gè)世紀(jì)八十年代中期就對(duì)動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)開(kāi)始研究，并已經(jīng)取得相當(dāng)多的成果，無(wú)論從技術(shù)水平、品種和規(guī)模等發(fā)面都得到了較高水平，主要體現(xiàn)在測(cè)量的高準(zhǔn)確度、長(zhǎng)穩(wěn)定性，控制系統(tǒng)的高可靠性、高集成度等性能發(fā)面。近年來(lái)，我在動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)方面我國(guó)也取得了相當(dāng)?shù)某晒?，例如通過(guò)軟件補(bǔ)償?shù)?a href="http://www.shgwjz.com/productshow-26-35-1.html">全自動(dòng)定量包裝秤和新型動(dòng)態(tài)稱重模塊的研發(fā)等等田。
我國(guó)的電子衡器最初為機(jī)電結(jié)合型，到現(xiàn)在發(fā)展為全電子型和數(shù)字智能型，技術(shù)裝備、檢測(cè)試驗(yàn)手段也達(dá)到國(guó)際九十年代中期的水平。電子稱重技術(shù)的的發(fā)展趨勢(shì)從靜態(tài)稱重逐漸向動(dòng)態(tài)稱重；測(cè)量特點(diǎn)從單參數(shù)測(cè)量向多參數(shù)測(cè)量發(fā)展；計(jì)量方法模擬測(cè)量向數(shù)字測(cè)量發(fā)展；特別是動(dòng)態(tài)稱重和快速稱重的研究皿。
總體而言，和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)電子衡器的發(fā)展水平尚有不少的差距。在工業(yè)比重較中電子衡器數(shù)量所占比例小，衡器質(zhì)量不夠高，制造工藝不夠先進(jìn)，種類和專用機(jī)械比較少，滿足不了工業(yè)生產(chǎn)的需要。特別是動(dòng)態(tài)在線智能測(cè)量稱重儀表，其核心部件還主要依賴于進(jìn)口。
定量包裝
在定量包裝稱重技術(shù)方面，我國(guó)起步較晚。從上世紀(jì)八十年代開(kāi)始，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展到目前已初具規(guī)模，但其核心技術(shù)水平尚在起步和發(fā)展階段。國(guó)內(nèi)所產(chǎn)的定量包裝稱多數(shù)還以半自動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)為主，主要集中在中小型定量包裝稱，稱重功能少、范圍小，高精度、大重量定量稱重設(shè)備較少。定量包裝設(shè)備的品種比較少，多數(shù)廠家沒(méi)有核心技術(shù)，技術(shù)力量不強(qiáng)，且產(chǎn)品及技術(shù)相似度高，缺乏真正的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，以價(jià)換量，無(wú)法滿足快速發(fā)展的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際要求向。
我國(guó)從六十年代中期開(kāi)始研制和生產(chǎn)電子稱重裝置，最初模擬指針式開(kāi)始，到后來(lái)發(fā)展成數(shù)字式。由于受制于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件，產(chǎn)品準(zhǔn)確度、可靠性不高，適應(yīng)工廠惡劣環(huán)境的能力差，損壞率和故障率比較高。從上世紀(jì)八十年代來(lái)，我國(guó)逐漸開(kāi)展同國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)交流和合作，先后引進(jìn)了一批樣機(jī)和加工測(cè)試設(shè)備，同時(shí)也加快對(duì)先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)。經(jīng)過(guò)消化、吸收和改造，促進(jìn)并加快了國(guó)內(nèi)電于稱重裝置水平的提高。經(jīng)過(guò)三十年多年的發(fā)展，定量包裝設(shè)備行業(yè)在我國(guó)的發(fā)展己經(jīng)初露端倪，不僅可以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，同時(shí)部分產(chǎn)品還出口國(guó)外。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)公司順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展走勢(shì)，在努力學(xué)習(xí)借鑒國(guó)際先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，著重強(qiáng)加自主知識(shí)創(chuàng)新，投入大量的人力和物力，開(kāi)發(fā)出了一系列具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高新技術(shù)產(chǎn)品，并且精度高、速度快、質(zhì)量?jī)?yōu)。
我國(guó)定量包裝設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)主要以小規(guī)模為主，產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研究、開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)薄弱。我國(guó)的定量包裝工業(yè)過(guò)去長(zhǎng)期處于一種生產(chǎn)力水平低下、技術(shù)不高的狀況，大部分企業(yè)目前仍然處于互相照搬照抄國(guó)內(nèi)外技術(shù)，降低生產(chǎn)成本的原始經(jīng)營(yíng)階段。更有一些小企業(yè)用一套圖紙存活，追求低成本，嚴(yán)重?cái)_亂市場(chǎng)，阻礙了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)目前還沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，特別是核心技術(shù)尤。作為定量包裝機(jī)械大腦的稱重顯示控制器,國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)還需要從國(guó)外或合資單位購(gòu)買(mǎi)。目前，國(guó)內(nèi)的定量包裝設(shè)備已進(jìn)入新時(shí)期，注重產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和研發(fā)能力的提高。產(chǎn)品換代和技術(shù)升級(jí)己經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的重要課題。整個(gè)定量包裝工業(yè)的快速發(fā)展受到定量包裝機(jī)械水品低的影響，所以需要努力改變現(xiàn)狀國(guó)。
目前我國(guó)使用的稱重顯示控制器主要以單片機(jī)為核心，定量稱重技術(shù)也逐漸向“稱重法”完善和發(fā)展。但是受制于硬件條件，通用擴(kuò)展性能不高。例如工廠現(xiàn)場(chǎng)總線通訊無(wú)法直接應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)操作控制界面不直觀，功能少等。國(guó)內(nèi)新生產(chǎn)的新型稱重控制器集成化和控制性能都較為突出，體現(xiàn)了定量稱重裝置向智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向同。
國(guó)外定量稱重技術(shù)起步較早，特別是上世紀(jì)九十年代以來(lái)，集成度很高的微處理器發(fā)展和先進(jìn)控制算法的日漸完善，稱重控制系統(tǒng)的集成度和科技含量越來(lái)越高，集中體現(xiàn)在高稱重計(jì)量精度，稱重速度較快，定量控制技術(shù)性能先進(jìn)，而且己經(jīng)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化、有針對(duì)特殊物料的專用稱重控制機(jī)械，種類多，與之相應(yīng)的相關(guān)的配套設(shè)備也較為齊全，基本上壟斷了定量包裝機(jī)械發(fā)展方向的核心技術(shù)?？删幊炭刂萍夹g(shù)多采用在控制器中，測(cè)量稱重原件也已經(jīng)有專門(mén)的應(yīng)用模塊，如西門(mén)子公司生產(chǎn)的SIWAREX系列稱重模塊，可以無(wú)縫的集成到SIMATIC自動(dòng)化系統(tǒng)中，充分體現(xiàn)控制于稱重技術(shù)的有效結(jié)合，方便的用于各類系統(tǒng)中啊。
總而言之，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的定量包裝裝置，在稱重計(jì)量速度，稱重包裝精度、定量控制技術(shù)等方面，和發(fā)達(dá)國(guó)家還有明顯的差距。隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)對(duì)稱重裝置的需求日益增大，以及研發(fā)力度的加大，定量包裝在國(guó)內(nèi)還具有廣闊的發(fā)展前景和廣泛的應(yīng)用范圍。
定量包裝系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
國(guó)產(chǎn)定量包裝裝置目前主要以半自動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)為主。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)所需要的和企業(yè)使用的高質(zhì)量的全自動(dòng)定量包裝設(shè)備主要依靠進(jìn)口。但隨著生產(chǎn)勞動(dòng)力成本的不斷提升，以及經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，全自動(dòng)定量包裝設(shè)備勢(shì)必逐步取代半自動(dòng)定量包裝設(shè)備，極大的提升企業(yè)的生產(chǎn)能力。因此，為滿足我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)需要加大產(chǎn)品開(kāi)發(fā)以及投入，制造出速度快、精度高、高性價(jià)比和可靠性強(qiáng)的全自動(dòng)定量包裝設(shè)備。
同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)定量包裝技術(shù)和定量包裝也提出了新的要求，不但要求防漏、外觀美觀，還需要速度上的極大提高，包裝機(jī)械在流通領(lǐng)域中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。目前包裝機(jī)械競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，未來(lái)的包裝機(jī)械將配合產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化趨勢(shì)，促進(jìn)包裝設(shè)備總體水平提高，發(fā)展多功能、高效率、低消耗的定量包裝設(shè)備，而定量包裝技術(shù)也正朝著以下幾個(gè)趨勢(shì)發(fā)展。
（1）機(jī)電一體化
未來(lái)包裝機(jī)械發(fā)展的趨勢(shì)是機(jī)電一體化。一個(gè)完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)，通常是由微機(jī)、傳感器、動(dòng)力源、傳動(dòng)控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分組成，將常規(guī)包裝機(jī)械中的繁瑣、不合理部分祛除，而將各種先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)融為一體，包括機(jī)械、微機(jī)、微電子、傳感器等，使稱重控制裝置在設(shè)計(jì)、制造、控制等方面都帶來(lái)了深刻變化，從本質(zhì)上改變了稱重控制裝置的現(xiàn)狀。
（2）機(jī)械功能多元化
工商業(yè)產(chǎn)品已趨向精致化及多元化，在大環(huán)境變化下，多元化、,彈性化且具有多種切換功能的包裝機(jī)方能適應(yīng)市場(chǎng)需求。
（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、模組化
充分利用原有機(jī)型模組化設(shè)計(jì)，可在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換新機(jī)型。
（4）控制系統(tǒng)智能化
目前國(guó)內(nèi)使用的稱重控制器是基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的，受到目前系統(tǒng)資源的制約，用戶界面比較單一，系統(tǒng)軟件無(wú)法在線升級(jí)，PROFIBUS-PA現(xiàn)場(chǎng)總線無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)筑，滿足不了現(xiàn)代工業(yè)信息化管理的需求。在此情況下，由此要求定量稱重控制裝置由單一功能逐步向多功能方向發(fā)展，發(fā)展的方向?yàn)橄蛐⌒突?、智能化、模塊化和網(wǎng)絡(luò)化等多個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。
同時(shí)，普遍使用PLC動(dòng)力負(fù)載控制器，雖然PLC彈性很大，但仍未具有電腦（含軟件）所擁有的強(qiáng)大功能。未來(lái)的包裝機(jī)械將具備多功能化、調(diào)整和操作方便等條件，智能型儀器將成為定量包裝控制系統(tǒng)的新趨勢(shì)。
（5）結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的高精度化
稱重裝置的機(jī)械性能的優(yōu)劣取決于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制等，可由編碼器及數(shù)字控制（NC）、動(dòng)力負(fù)載控制（PLC）等高精密的控制器來(lái)完成。目前我國(guó)已經(jīng)有幾家包裝機(jī)械公司達(dá)到了這一水平。我公司的包裝機(jī)械都已經(jīng)釆用了可定位的高性能雙變頻器和精度定位性能的雙交流伺服控制系統(tǒng)及PLC控制系統(tǒng)，通過(guò)人機(jī)對(duì)話，使更換產(chǎn)品時(shí)調(diào)整簡(jiǎn)捷、準(zhǔn)確、穩(wěn)定，中文提示使各項(xiàng)設(shè)置，操作簡(jiǎn)單、直觀、可靠，將人一機(jī)一電的融合發(fā)揮到極至。
隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展和新技木岀現(xiàn)應(yīng)用，出現(xiàn)了各類新產(chǎn)品，如電腦組合包裝裝置、非連續(xù)式自動(dòng)累加裝置、高速自動(dòng)包裝裝置等、這些定量包裝裝置同生產(chǎn)過(guò)程聯(lián)系緊密,是生產(chǎn)線重要組成部分。

作者：李璟

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