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                組合稱重技術
                發布於:2019/4/11 11:04:48    點擊量:次    

                組合稱重技術 

                2.1 電腦組合秤 

                    研究人員提出利用組合稱量原理解決不均勻物品的稱量問題,即電腦組合秤,又稱選擇組合衡器,是一種計量速度快,準確度高的機構,在食品、藥品、化工等行業有應該的應用,尤其是形狀々不規則、質量不均勻的顆粒狀物品,如糖果、冷凍水產品、巧克力等。 

                目前,日本、德國有關組合秤方面的技術先jin,但是我國在這方面的技術還處於相對落後的狀態,而制約我國發展的主要因素是研制成本ji其高昂,一般企業都難以承受,同時另外一個因素是工藝技術落後,組合模型建立不當。 

                2.1.1 組合秤工作原理 

                    組合秤通◥常由多個稱重單元組成,目前應用較為廣泛的是8個稱重單元,每個稱量都是由緩沖料鬥和稱量料鬥組成,通過計算機對各緩沖料鬥、加料口和稱量料鬥等進行控︼制。稱量過程如下:稱量對象被輸送機輸送到組合秤的緩沖料鬥,然後分離加料器開始工作,使物料進入進料鬥貯存起來,當上一次稱量完成後,進料鬥就會∩打開,稱量對象落入稱量鬥進行稱重,稱重完成後,通過傳感器將稱重結果傳送到計算機,由計算機進行排列組合,系統會根據設定後◢的參數值進行計算,選出zui接近定量值的組合,而沒有選出的重新送入緩沖料鬥中,然後將信號輸出,對應↑的稱重鬥打開,被稱量對象送入後續包裝過程[26-27],整個過程如圖2-1所示。 

                圖片1.png

                2.1.2 組合ζ秤控制系統 

                    據資料記載,國外應用的電腦組合秤,工作時要完成70 包/min,意為著→在很短的時間內完成重量檢測、組合計算、得出zui佳組合等,從而完成一次包裝,在整個過程中組合計算占用時間較長,高性能的單片機或PLC 可完成上述過程,一方面能滿足精度∏要求,另一方面也能滿足包裝速度要求。 

                    下面以西門子PLC 組合秤為例,來描述組合秤的控制系統[28]。 

                    電腦組合秤工作過程主要包括重量檢測、A\D 轉換、信號輸入、組合計算、信號輸出、料鬥檢測、步進電機↙控制等,其控制原理圖如圖2-2 所示。 

                圖片2.png


                    人機界面:可以實現對參數的修改,查看生產記錄,以及當前運行狀態。 

                數字稱∑重傳感器:采集稱量鬥中被測對象的重量數據。 

                    PLC:電腦組合秤「的核心部分,主要負責各機構的運轉,將各個模塊的信息采集好後,根據設定的參數要求找出zui理㊣ 想的組合,再輸出信號給步進電機,從而打開料鬥門。 

                    檢測信號:負責檢測進料鬥的量是否達到設定值。 

                    原點信號:檢測步進電機每次完成動作後是否返回至原來↓位置。 

                2.2 電腦組合秤特點 

                    電腦ω組合秤主要有以下幾個特點[29-30]: 

                    1、稱量精度高 

                    電腦組合秤通過以下三個方面保證稱量準確度 

                    (1)稱量過程∞中,首先jin行一次數據讀取為第一次采樣,然後根據采樣結果進行組合。如某4 個稱量單元的重量zui為合適,但電腦組合秤並不是立即釋放這4個稱量單☉元的被測對象,而是再次對它們進行一次重量數據的采樣,這個為第二次◆采樣,如果兩次采樣結果一致,則會輸出信號出料,否則重新進行組合,這樣就保※證了稱量精度。 

                (2)稱量過程中,料鬥中往往會剩有稱量物,當進行下一次稱量時,所得的稱量結果會比實際結果要高,從而影響稱量準確度⌒,而電腦組合秤在送出稱量物後,料鬥會卐重復幾次開啟,保證沒有剩余稱量物;同時電腦組合秤還有自動清零功能,這樣也可以保證不影響下一次稱量。 

                2、稱量速度快 

                (1)電腦組合秤整個過程主要由控制系統來完成,當有信號傳入時,控制系統會做出相應動作,然後再傳出信號,從而方便後續動作的完成。 

                (2)步進電機可以精確的控制稱量鬥的開閉大小和▼速度,以達到zui理想狀態。 

                2.3 分揀稱重法 

                    國內,在電腦組合秤這一領域的研究起步比較晚,使得目前自主研發的電腦組合秤存在著一些不完善的地方,比如自主研發的電腦〖組合秤在輸入稱量重量後,要花較長時間來優化zui佳組合方案,這樣企業ω 的生產效率也並沒有很大提高,同時優化所得到的結果可能和zui優方案】存在著一定偏差;另外自主研發的電腦組合秤在外觀結構上沒有國外設備結構美觀、大方,由於技術的不成熟導致國內設備比較笨重,使用不方便。

                    本課題ぷ研究實時在線分揀和稱重系統,所針對的稱量對象冷凍水產品,因其形狀非規則、重量不均勻,如果用傳統的稱量方法就很【難實現。電腦組合秤可以實現冷凍水產品的稱量過程,但因其高昂的費√用,使國內很多企業沒有能力去購買,如能很好解決冷凍水產品的稱量過程,勢必會加快國內這一領域前進的步伐,所以針對這個特殊的稱量對象,提出一種新的組合◤分揀稱重方案。

                    而目前,國內在這一問題上還沒有較好的解決方法,zui常規的做法還是通過人工來完成,即稱量對象被傳送帶送至稱量區,大量操作人員均勻健在在稱量區,然後從原料中隨機取樣,放在靜態秤■上進行稱重,如滿足定量要求則送入下一環節,否則需要不停的調換原料直到滿足定量要求,這種操作方式存在ji大的不確定性,需要ㄨ多次的反復和校驗,使得生產效率比較低,生產周期長,操作人員的勞動強度大,難□ 以保證分揀精度,並造成生產的斷續和不穩定,限制了生產的進一步發展,同時△浪費大量的人力和物力,增加生產成本。

                    針對這個問題,提出了一種新的組合分揀稱重方案,其稱量過程◎如下:操作人員也是隨機選取稱量對象進行稱重,不同的是稱重以後不需要考慮稱重結果是否達到定量值,而是將稱重結果按要求進行分類,zui終從分類的結¤果中按一定方式抽取樣本組合,從而達到加工定量值。這種方案的優點就是不需@要操作人員進行反復的檢驗,可有效縮短生產周期,降低操作人員的勞動強度,減少生々產成本,使企業效益達到zui大化。

                2.4 本章小結 

                    本章首先介紹電腦組合秤的工作原理、工作流程、控制系統、特點等部分,然後在電腦組合秤的背景下提出了一█種新的組合分揀稱重法,主要針對於形狀非規則、重量不均♀勻的冷凍水產品。