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定量包装电子秤

发布时间:2021-06-08 13:56:07 |来源:网络转载

定量自动包装电子秤是以自动称量方式将散状物料按预定重力等量分装的称量装置,也被称为灌包秤或充填机,以下简称包装秤。包装秤是电子称量与自动控制相结合的定量自动控制装置,具有自动完成称量和定量程序控制的功能。
近几年来,我所研制了三级给料方式的单称量斗包装秤和两级料方式的双称量斗包装秤。首先检定精确度为0.05%,包装效率高,每小时达500-1000袋,定量范围为10~100kg,适用于具有一定流动性的颗粒或粉状物料的定量包装。经工业现场使用,证明性能良好。
二、定量包装电子秤的设计
包装秤主要由秤体和电子称量控制系统两部分组成,'秤体部分又由缓冲料斗、给料门、称量斗及卸料门组成。电子称量控制系统则由称量传感器、称量控制仪表和动作执行元件组成(见图1)

定量自动包装秤结构图

1.秤体的机械结构及工作原理
秤体的机械结构(见图2)主要由两部分组成,即由缓冲料斗、给料门和料门执行机构(气动元件)组成的给料装置和由称量斗、吊杆、传感器和框架组成的称量装置。
给料门控制给料量,有三级给料和二级给料两种方式。这两种给料方式执行机构的控制比较简明,给料状态比较好。我所研制的两种型号的包装秤分别采用了二级和三级给料方式。
称量斗外形为矩形,矩形称量斗适合于采用多个传感器的结构。
称量斗安装采用二点或三点吊挂式(见图3).吊杆的一端连接称量斗,另一端固定在传感器上。吊杆有柔性(有绞接点)和刚性(无绞接点)两种。三吊点呈品字形布置,二吊点则对称设置。这两种安装形式,吊杆是将物料载荷(包括给料时的动载荷)和称量斗的自重直接、全部传递给传感器,具有较高的动态灵敏度。

称量斗安装形式图

由于称量斗安装采用吊挂式,故选用悬臂梁式传感器。传感器安装和布置应注意以下几点:
(1)安装基础的刚度要足够强,安装基面应垂直于载荷方向,以保证传感器测重信号的准确。
(2)应尽量使各传感器受力大小相同。传感器布置的几何形心应尽量和称量斗的重心在同一轴线上。
(3)为了加强称量系统的稳定,传感器的安装平面应高于称量系统的重心位置。
2.称量控制装置的组成及元器件选择
(1)组成及原理
称量控制装置由称量传感器和显示仪表组成。图4是电子称量控制装置原理框图。

电子称量控制装置原理框图

物料重量经称重传感器测量并变换为电压信号输出,三只传感器输出的电压信号经运算放大器求和并放大后送入A/D转换器。A/D转换器将模拟信号转换为数字信号送单片计算机进行运算处理并对全部称量过程进行程序控制。称重数据经处理后送数字显示器。控制信号经过光电隔离固态继电器输出直接驱动电磁阀,电磁阀控制开闭给料门及卸料门的气缸。控制过程中的参数可通过键盘输入到仪表内部的E2PROM存贮器(电可改写只读存贮器),修正方便,关机后不丢失。现场调试时,可根据称量结果随时进行参数设定及修改。如用户需要还可配接打印机或通过串行接口与上位计算机连机。
(2)元器件选择
由于整个定量灌包系統的动态摘确度很高(0.1%),工作速度很快(几秒钟内完成称量灌装),且是长期连续工作,所以对元器件的选择要给予高度重视。
首先是传感器的选择。传感器的性能指标应满足称量精度的要求,其结构形式应适合于称量斗安装形式,使其受力合理而稳定。
放大电路设计需选用高精度、低漂移的放大器。我所研制的包装秤分别釆用了OP-27和电压调理器(含放大器和传感器激励源)2B31。后者内含低通有源滤波器,但价格较高。
对A/D转换器的选择应从精确度和速度两方面考虑。对于称量速度和精确度要求较高的秤,应选用逐次比较型A/D转换器,如AD574(12位,25步)。精确度要求再高,可考虑选用14位或16位A/D转换器,如AD1679(14位,10µs)和AD71/72(16位,35µs)。
由于包装秤的动作频率高、周期短,所以对控制输出继电器有较高的要求。一要动作速度快,二要寿命长。一般电磁继电器在称量速度高的包装秤上很难胜任,最好采用固态继电器。固态继电器是由双向可控硅构成的无触点电子开关,速度快、寿命长,可以满足要求。
3.抗干扰措施
对于智能化测控仪表的抗干扰应从软、硬件两方面采取措施。在硬件方面,我们釆用了“看门狗”电路。软件方面釆用了容错技术,如在非程序存贮区设置陷井等。软、硬件两个方面措施都是为使计算机受干扰程序“跑飞”后,能在瞬间使其恢复正常,从而避免过程控制岀现失误。'经现场实际对比应用证明,效果不错。

 

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