本文介绍了颗粒包装秤称重控制系统改造的情况及改造前后对比分析。针对包装秤故障率高，维修费高，袋重出厂合格率达不到指标等问题，通过对5台定量包装秤称重系统全部改造后，运行稳定可靠，合格率100％，尿素耗损接近于零。
我公司是1996年建成并正式投产，尿素成品5台颗粒定量包装秤，承担着一天1760t的尿素颗粒生产包装任务。5条包装线是日本东洋公司整套产品，其关键的称重控制系统，却是英国西蒙公司生产制造的产品。称重控制系统COMPUTAPAKII，经过几年来实际运行，包装出厂袋装尿素的实际重量离散性较大、秤的故障率高、维修费用每年递增，计算机统计数据无法使用等，并且袋重出厂合格率达不到生产指标，秤若不改造，将会给工厂造成更大的经济损失。2001年9月，西安磁林电气有限公司按照我公司制定的“公平、合理”的原则对5台定量颗粒包装秤称重系统全部改造，改造后至今运行稳定可靠，而且产品合格率100％，尿素损耗接近于零。
1，原颗粒包装秤使用情况
英国西蒙公司生产制造的5台包装单秤，料斗采用一点支承的端臂结构、单只s型拉力传感器，单秤包装速度l5包／min，端臂梁单只传感器，在包装速度为15包／min以上，是国内许多化肥行业都没有尝试过的，是国内许多生产秤厂家不敢尝试的，因为这种秤结构难度系数较大，这种秤的优点是很突出的。
1．1，称重系统组成部分
称重控制系统COMPUTAPAKlI，是由三块PC791、PC792、PC793集成电路板组成的。PC791是电源电路板，PC792是模拟电路板，PC793是单板控制器电路板。传感器是一个1O00NS型拉力传感器，它是联接称重料斗和COMPUTAPAK11的桥梁，通过它将重量信号，转换成电信号，传送到COMPUTAPAK11。通过该控制箱来控制粗、细下料电磁阀、料斗料门电磁阀、夹袋器电磁阀。
1．2，称重系统的主要原理
造粒出来的尿素颗粒通过皮带系统进入30t料仓存贮，通过粗、细下料机构进行控制，料进人称量料斗，料的重量通过s型拉力传感器，又把重量信号转换成电信号，通过PC791、PC792、PC793数模转换，把该料斗中的料的称重值，显示到PC793的显示窗口上，然后在控制料斗底门和套袋机构电磁阀，装入编织袋。COMPUTAPAKII，是整套秤的指挥中心，控制每袋重量精确度和包装下料速度。PC791为PC792、PC793提供所需要的电源，并把s型拉力传感器的信号传送到PC792、PC793上。PC793发出的重量信号，袋数信号再反馈到PC791上，通过RS232接口和屏蔽电缆，传送到中控计算机上，然后由计算机进行数据统计和管理。
PC792是模拟量印刷电路板，它安装在PC791和PC792之间，产生一种激励电源，供s型拉力传感器使用，并且把传感器送来的信号进行放大和转换，然后进行模拟和数字转换，把结果传送到PC793上。
单板控制器PC793是一个单板机，这个单板机包括Z80CPU和EPROM软件，它用于恒定数据的EEPROM，用于参数和运行记录数据的CMOSRAM的管理，以及键盘接口和窗口液晶显示的各类功能的处理。它上面装有一个镍镉电池，该电池必须3年更换一次，为PC793、PC792相互导出数据和键盘输入数据提供备用电源。
1．3，称重系统的主要功能
5台包装机称重系统，能对50kg和40kg两种规格的颗粒尿素进行定量包装，而包装速度和该速度下的包装精度，是一对反比例。下料速度快，包装的袋装重量精度就低，误差较大，离散性也大。
由于包装速度和包装精度是一个反比例，除PC板自身使用的芯片影响之外，主要调整好粗、细下料的关闭值，而粗、细下料的关闭值除芯片自身的运算速度影响之外，还必须注意粗细下料的开口以及“飞行”物料自身跟踪的补偿。
称重显示窗口除正常显示包装重量外，还有一个显示功能：用英文或缩写显示故障信息，空气压力低、范围误差、零点错误、供料门故障、卸料门故障、重量不足、重量超过慢循环、顶部料斗无料、存贮错误、电源故障、校准误差等等，一旦运行过程中出现问题，立即报警，显示出故障点信息。
1．4，称重控制系统存在的问题
1．4．1，包装精度低
1998年元月至2001年8月连续跟踪复秤、统计，这5套进口定量包装秤存在着共同特性，包装速度15袋／min，虽然在国内单秤中该速度名列在首，但离实际生产需要还有差距。包装精度50kg±0、2合格率在97％左右，根本原因在于PC793控制板所有运用的一些芯片，它是80年代初的产品，运算速度、存贮和处理速度较慢。由于芯片运算处理速度较慢，就不能很准确地控制粗、细下料关机点。如果粗、细下料关机点控制得不好，“飞行中”的物料就更无法精确计算，由于“飞行中”物料不能准确计算自动跟踪补偿，也无法确切补差。从理论上讲，自动补偿增量校正常数只要平均误差在校正死区以外，通过简单地增或减旧的补偿值，以增量校正常数，还能够进行“飞行中”补偿值的自动调节，补偿(新值)=(旧值)+增量常数。但是，由于先天性不足，就无法准确地测量和计算，对每一袋称重尿素颗粒来说，只能是一个模糊值。再者，从重量显示窗口来看，它使用的是0．05kg的刻度间隔，每一袋称重尿素至少在50g以上的偏差，由于刻度间隔过大，再加粗、细下料关机值无法准确定位，每袋补偿值又是一个模糊值，零点跟踪校秤就无法正常进行，自然每袋尿素多包150g至200g。由于每小时要包袋500多袋尿素颗粒，这样就经常出现超差(原国家标准±200g)，造成补偿调节进入死区，这样包装出来的尿素超差越来越严重。几年来，该秤全部工作在正偏差状态，每天包装1760t尿素，损耗5t尿素是常有的事情。1999年全年抽检统计，包装37923It尿素，就白白多损耗1030．3t尿素。
1．4．2，PC793故障率高
由于PC793是用一个备用电池支持和引导一些程序，在几年的实际运行过程中，低级口令保护的参数经常丢失，造成生产无法正常包装，只能通过工程技术人员进行恢复。PC793运行几个月，就出现故障，程序死机，必须把源程序重新写入芯片，才能正常工作，PC791、PC792、PC793出现过无法修复的现象。
1．4．3，备件供应不足
PC791、PC792、PC793是进口的电子产品，该产品属于英国西蒙公司生产的，其它公司无代用产品。国外的电子产品更新换代较快，购买回的备件，又是改型的产品，无通用和互换性，给包装生产造成极大困难。
1．4．4，修理费用较高
PC791、PC792、PC793是集成一体化电子元件，由于故障率较高，5台秤经常轮换着拿到外地去维修，总有一台秤坏着不能用．不但影响生产的正常而且每年光检修费用花几万元以上。
1．4．5，数据统计及管理无法进行
由于采用RS232传输数据，包装袋数给计算机传输过程中经常失真，特别是几条线同时工作，计算机跟本无法同时接受和显示，更不能进行统计和管理。无法用计算机管理数据，更不能分析处理包装超差质量事故。
2，秤重系统改造及运行情况
经过几年现场观察，并对抽检累计结果进行统计分析，5台秤确实问题严重，给工厂造成严重的经济损失。于2000年3月公司召开专题会，决定先拿出一台进行试验性质的改造，若改造成功，立即对其余4台进行改造。3、4、5月对整个市场进行技术调研，并和几个专门研制秤的厂家进行技术交流，结果是技术上都有满足不了生产现场的需要，6月份开始和西安磁林电气有限公司交谈技术，并决定采用该公司研制开发的无线数传系统在包装系统实施应用。2000年6月至2001年3月21日，终于成功地改造了一套无线数传智能称重控制系统，先后十几次对控制系统进行测试、改型、元件更换，对原来的3块集成一体化电路板，用一块进行代替，并且把无线数传模块也集中在这块板上。通过大量的实际包装测试，已远远超出提出的各项技术指标。又经过60多万袋，3万多t长时间实际包装考核，感到该秤稳定可靠，各类技术指标理想。公司决定由机动处、质检处、生调处、尿素车间5个单位组成验收小组，由主管副总经理带队，对该秤进行一个星期不问断考核。考核小组对考核结果非常理想，决定对其余4台进行立即改造，其余4台在一个星期内全部改造完毕，而且运行至今，未出现过任何故障。
2．1，改造称重控制系统运行情况
5台秤改造后从2001年7月至今，各类技术指标相当稳定可靠，运行一年多来，没有出现过任何故障。把原来的PC791、PC792、PC793控制系统，全部去掉，改换成MF2001NT无线数传智能称重控制系统，并且在每台秤的称量料斗旁加装两个上、下可自动移动的22．5kg砝码进行跟踪自动校秤。MF2001NT控制系统，采用双面多功能显示，把它要控制的每个工作状态，通过发光指示灯，同时显示在MF2001NT双面操作盘上。把每袋实际重量值累计包装通过无线数传模块，传输到中控计算机上，计算机对秤的数据进行管理，并且反过来控制包装机称重控制系统。
2．2，MF200lNT的优点
a．首先采用先进的集成芯片，使得运算和对粗细下料的处理速度加快，包装速度快而准确，精确高而无误。改造前最快15袋／min，改造后18袋／min。显示刻度改造前是50g分辨率，改造后是lg分辨率显示。所有的控制全部集中在这一块主板上，主板布局设计精致合理，采用高效模拟电路设计和看门狗防死机电路设计，确保了整个定量包装的可靠稳定运行。主板没有采用备用电池支持程序源，它将程序固化在芯片上，不受电源的任何影响。该主板采用专门针对50Hz电源抗干扰设计，而且具有防雷击，防电磁干扰，防高温关键器件，不再受温度变化的影响。
b．称量范围扩大。改造前只有50kg和40kg两种称量方式，改造后具有从25~50kg连续称量方式，只需在控制面板上调整一下你想要包装的重量即可，不管多少公斤下料，称量的下料速度都能在18袋／min。而且累积误差始终接近于零点。由于主控板采用高速新型运算存储芯片，整个运算快而准确，对传感器送人的信号，能快速及时的运算，并把结果快速反映到粗、细下料电磁阀上进行控制。由于粗、细下料得到及时的关机，再加上批误差为零跟踪调整，使每一袋都控制在零点的20g±下波动。补偿(新值)=补偿(旧值)+(平均值误差×比例常数)，每包装一袋尿素颗粒，都进行有效的测量，并存储该值，再和目标重量进行比较，把误差进行累加，从开始到最后都依靠累计偏差进行调整，这一袋称量与目标重量比较多几十克，下一袋就减少多出的80％，下一袋再减少80％。累积偏差始终调整着每一袋下料值，该秤离散性小，整个包装都是在±20g偏差范围内工作。由于整个累积偏差近于零点，不管包装多少袋尿素，都不会造成大量尿素损耗。从2001年10月到2002年8月累积损耗尿素3t多，是改造前损耗颗粒尿素的3‰，可见改造非常成功。
C．在双面显示操作盘上，用指示灯同时指示每个动作的工作状态，便于操作工直接观察。更便于维修人员对故障快速排除。料斗两旁加一对校称砝码，在包装运行过程中能按照自己设定的时间，比如8h、4h、1h等任意时间，自动加入强行校秤，或可以按校秤键，随时校秤。这样就彻底解决了粉尘粘贴料斗和环境温度变化干扰包装精度问题，使得校秤更加快捷方便，是国内外还未采用过的。
d．无线数传计算机管理系统。5台称重系统，把所有称量数据的结果，通过自身的无线数传模块，快速传输到中控无线数传总模块上，该模块再传输给就近的计算机。无论计算机的开机与否，都不会影响与无线数传的数据传输，也确保了每条线数据的真实性，不会失真。并不受任何干扰，又减少了5条线往中控放大量专用屏蔽电缆。无线数传在颗粒包装机与计算机之间开发应用，确保了计算机对所有数据统计的完整性和可追溯性，以及对5台秤的控制和管理性。计算机存有5台秤的生产报表与数据统计，每条线的包装袋数、超差记录、累积偏差、下料称重数据饼图、动态分布图表供随机分析查看，所有这些并有永久性历史档案，供随时查看前几天，几个月甚至几年的该秤的包装情况，为客户质量跟踪可靠的依据。

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