散粮定量包装秤及其应用

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散粮定量包装秤是粮食行业中的关键计量设备, 它的性能好坏直接影响到企业的经济效益。过去, 散粮定量包装秤大多采用杠杆式机械秤, 计量精度低, 重量显示不直观, 可靠性差。近年来, 随着称量技术的不断发展, 全电子化的散粮定量包装秤的性能也越来越稳定可靠。目前, 设计独特、 性能优良、 计量精度高、 稳定可靠的散粮定量包装秤在粮食行业已起着越来越重要的作用。

一、 散粮定量包装秤组成

散粮定量包装秤如图 1 所示, 它由料仓、 给料机、 称重传感器、 称量斗、 放料门、 夹袋机构、 包装机和输送设备等组成。

1、 给料机

给料机是根据物料的粒度, 流动性等理化特性和定量精度来综合选型的。常见的给料方式有如下几种:

闸门式给料用于自由流动、不易结块的物料, 如玉料、 小麦等粒料; 螺旋输送式给料用于不粘着的、粉状或细粒状的物料, 如饲料、 面粉等; 振动式给料用于自由流动、 粒度较大的物料, 如食品、 片饲料等。

2、 称重部分

称重部分主要有称重传感器、称量斗、 放料门等组成。称重部分的设计一般结合物料的最大定量值和堆比重来设计成不同大小的称量斗。其中称重传感器是称重部分的关键部件, 这里, 我们选用金钟高精度称重传感器, 该传感器采用钢制弹性体, 精度和长期稳定性好, 十分适用在饲料加工粉尘环境下连续工作。

放料门采用气动式放料门, 其动作迅速、 长期工作稳定可靠、维修也简单方便。气源压力为 0. 4~0. 7M Pa。

3、 夹袋及包装输送部分

夹袋机构的动作是由两个夹袋缸来执行, 用于夹住包装袋。夹袋机构附近有一个脚踏式行程开关, 用于发出夹袋信号将包装袋牢牢夹住。

包装输送部分由包装机和输送设备组成。当定量给料结束时, 夹袋机构松袋, 包装袋落在输送设备上, 脚踏包装开关, 即可完成包装袋封口工作。

二、 散粮定量包装秤工作原理

1、 在自动控制过程中, 首先启动给料机给料, 当称重值> 设定值 1 时, 关闭粗加料进行中加料, 当称重值> 设定值 2 时, 关闭中加料进行细加料, 当称重值> 终值一落差值时, 关闭细加料, 输出终值结束信号。此时判断是否夹袋, 若为夹袋则卸料, 否则等待直到夹袋为止。

典型的控制曲线如图 2所示:

t 1 : 粗加料; t 2 : 中加料; t 3 : 细加料; t 4 : 落差自动补偿;t 5 : 数据处理及修正; t 6 : 卸料

2、 落差的自动补偿

在细给料关闭后, 由于机械动作的延迟及空中落料柱的影响, 还有一部分物料落到秤斗中, 这部分物料重量称为落差。但对于调整好的给料机和相对稳定的物料, 落差是可以用如下一阶预测方程加以补偿

e( k) = s- w( k) (1)

y(k+ 1) = y( k)－ a·e(k) (2)

式中: s—— 定值

w( k)—— 第 k 次定量实际重量

e(K) ——第 k次定量误差

y( k)——第 k 次落差补偿值

y( k+ 1)—— 第 k+ 1 次落差补偿预测值根据定量误差的不同情况, a 取如下不同值:

0.1 | e(K) | <δ1

a 0.6 δ1≤| e(K) | ≤δ2

0.3 δ2 < | e(K) |

式中, δ1 和δ2为误差门限。

采用可变比例系数的目的是当由于某种原因使定量超差时( 例如给料机卡住, 夹料) , 避免错误的误差信号对下一次落差补偿值产生过大的影响, 保证系统的长期稳定性。

三、 控制程序

根据上述介绍的散粮定量包装秤的工作原理编制的程序如图 3 所示:

该散粮定量包装秤投入市场几年来, 经多家企业的生产实践, 证明该系统稳定可靠、 精度高、 速度快, 给企业带来了可观的经济效益, 具有一定的推广价值。

作者：吴有庆 刘允波 邬玉宁