昆山市拓恒機電有限公司
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隨著自動化生產(chǎn)線的推動, 檢重秤的應(yīng)用需求迅速增加, 也隨著生產(chǎn)工藝的提高, 傳統(tǒng)的檢重秤面臨巨大的挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)檢重秤, 由于原來生產(chǎn)量的制約, 前端包裝秤的速度限制 (半人工半自動化因素) , 以及后端碼垛因素, 等等, 檢重秤的過秤速度沒有太高的要求。
另外, 也由于成本因素, 檢重環(huán)節(jié)變成可有可無, 只有一些大型企業(yè)、外資企業(yè)、高附加值企業(yè) (如藥品) , 配置檢重秤以復(fù)審包裝秤、分選秤的精度。
傳統(tǒng)包裝秤需求較少, 檢重速度較慢、檢重精度較低。
近幾年, 由于物料行業(yè)的快速成長, 分揀工藝要求極大提高, 首先帶動了檢重秤的需求。不僅檢重速度、檢重精度、分揀級數(shù)等要求大幅度提高, 而且, 隨著現(xiàn)代大數(shù)據(jù)的需要, 還需要配置各種識別裝置、通訊能力、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、追溯系統(tǒng)等, 另外, 由于各種先進(jìn)傳輸技術(shù)的應(yīng)用, 對傳統(tǒng)檢重系統(tǒng)的信號處理也提出更高的要求, 如變頻技術(shù)的電磁干擾, 使得傳統(tǒng)模擬信號處理很難勝任。
我們把分揀檢重系統(tǒng)歸類到檢重系統(tǒng), 通常所說的檢重, 只是對一個貨號的物料進(jìn)行合格檢重判斷, 而分揀, 是將N個貨號物料通過重量區(qū)間甄別分選分類出來。因此, 工作原理完全相同, 歸到檢重秤探討。
檢重秤, 工作原理看起來簡單 (如圖1所示) 。
圖1 下載原圖
檢重秤構(gòu)成:稱重系統(tǒng)、傳送系統(tǒng)、信號處理及控制系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等。
檢重秤是看起來簡單, 做好卻是十分困難的設(shè)備。高精度計量、高速檢重就更加困難。
1 稱重系統(tǒng)
稱重系統(tǒng)是最容易被忽略的部分。大多檢重秤制造商不是專業(yè)衡器制造商, 對稱重結(jié)構(gòu)的理解很不屑。實際上, 很多問題首先來自稱重系統(tǒng)。而衡器制造商不理解檢重秤的計量本質(zhì), 往往把靜態(tài)衡器當(dāng)作動態(tài)計量, 尤其是檢重秤是有高速傳送系統(tǒng)負(fù)載的。很多問題也是因為傳感器的選擇錯誤, 導(dǎo)致根本實現(xiàn)不了高精度、高速度的信號相對應(yīng), 從而送出延誤的、線性精度偏差的錯誤信號。
高速高精度稱重系統(tǒng)的傳感器選型是第一關(guān)鍵, 單點式傳感器推薦德國HBM、Baykon、美國Vishay產(chǎn)品。多點剪切梁傳感器推薦德國HBM、Baykon產(chǎn)品。特別提示, 對于設(shè)備商, 在性價比方面及市場競爭角度, 不建議使用托利多傳感器。Flintec傳感器的低價產(chǎn)品, 也不是德國本土制造, 產(chǎn)地是斯里蘭卡, 甚至是中國貼牌產(chǎn)品。
真正德國本土產(chǎn)品AST, 價格很高 (各種稅金、以及金屬重量的運輸費用) , 只有真正高端客戶或德資企業(yè)才會舍得選用。
更多傳感器選型問題, 歡迎來電來信或QQ交流。
2 傳送系統(tǒng)
傳統(tǒng)傳送系統(tǒng)是單一速度的電機驅(qū)動, 現(xiàn)代都用可調(diào)速的變頻裝置。變頻主要產(chǎn)生電磁干擾, 很多傳感器信號及信號處理在高頻狀態(tài)下失真嚴(yán)重, 是檢重秤的另一個問題關(guān)鍵點。大多國產(chǎn)儀表, 頻率超過60KZ就明顯開始了失真。
我們現(xiàn)場比對, Unipulse的F650-CK檢重專用觸摸屏控制器, 即使頻率超過90HZ也是穩(wěn)穩(wěn)的顯示處理。
另外, 傳送帶也是容易忽視的環(huán)節(jié), 其摩擦系數(shù)影響上衡時的初期信號變化幅度。
3 信號處理控制系統(tǒng)
傳感器信號處理控制系統(tǒng), 可以說是檢重秤的靈魂核心。傳統(tǒng)檢重秤, 可以說, 沒有一款專用儀表控制器。那個時代, 對動態(tài)稱重, 也就停留在所謂動物動態(tài)稱重程度, 不是真正物體運動狀態(tài)的稱重信號處理, 只是后期的數(shù)據(jù)平均處理。
早期最具代表性的專用動態(tài)檢重儀表是Unipulse的F850-X1, 主要應(yīng)用在中國輪胎行業(yè), 其設(shè)計制作真實代表了Unipulse的pulse脈沖信號處理高超能力, 所有儀表工程師無不驚嘆 (如下圖2所示) 。
圖2 下載原圖
而同期的國內(nèi)檢重應(yīng)用, 主要在制藥行業(yè), 基本上是所謂自動化設(shè)備商使用模擬量信號變送器通過PLC及文本屏的處理手段。隨著變頻技術(shù)的普及, 檢重速度的大幅提高, 明顯受到用戶的非專業(yè)化質(zhì)疑。
德國HBM趁機推出了所謂數(shù)字化傳感器, 但其處理依然是PLC模塊單元, 盡管現(xiàn)代PLC的處理速度也是大幅提高, 但一般的PLC編程工程師是無法通過PLC編程高級傳感器信號動態(tài)處理的, 尤其分揀系統(tǒng), 通過PLC判斷動作, 也是明顯的速度難以滿足終端用戶的實際需求。
Unipulse在F850-X1經(jīng)典產(chǎn)品及F805AT-CK彩色觸摸屏稱重控制器的基礎(chǔ)上, 推出了性價比相對適中的F650-CK彩色觸摸屏專用檢重控制器, 極大減少了PLC工程師專業(yè)稱重領(lǐng)域的知識不足的編程時間, 并降低了分揀系統(tǒng)PLC點數(shù)成本。觸摸屏信息提示操作, 減少了調(diào)試、使用、維護(hù)等說明書學(xué)習(xí)記憶的時間, 避免了設(shè)定錯誤及其他操作出錯。
F650CK不僅是24位A/D轉(zhuǎn)換速度1000次/秒、0.01%動態(tài)非線性精度, 更主要是可以分析檢重過程的傳感器原始信號特征, 便于準(zhǔn)確的進(jìn)行各項參數(shù)的設(shè)定。
圖1 下載原圖
與傳統(tǒng)檢重信號處理最具優(yōu)勢的就是, 傳統(tǒng)檢重儀表, 只能采取上衡識別觸發(fā)檢測過程 (光電開關(guān)等方式) , 也就是說, 只能一件一件的檢測, 其檢測速度不可能快, 否則, 就需要更高的傳送速度, 而高速傳送必然引起稱重系統(tǒng)的不穩(wěn)定, 以及工藝危險。之所以如此規(guī)定, 其本質(zhì)還是信息及數(shù)據(jù)處理的技術(shù)或能力有限吧?
圖1 下載原圖
從上圖可知, F650CK可以比傳統(tǒng)檢重模式提高2-3倍的效率, 也就是說, 儀表的內(nèi)部識別及運算能力的速度要快的多的多。
更多F650CK功能, 可與我直接交流, 僅看說明書只能了解有什么功能, 但如何使用, 只有現(xiàn)場實踐的經(jīng)驗才是最有用的。青島漢威稱重測力系統(tǒng)工程有限公司在近20年的現(xiàn)場實踐中, 積累了大量的實際應(yīng)用經(jīng)驗, 歡迎合作交流。
4 輔助系統(tǒng)
檢重系統(tǒng)的輔助系統(tǒng), 傳統(tǒng)模式有光電識別觸發(fā)控制系統(tǒng), 現(xiàn)代有視覺識別智能管理及控制系統(tǒng), 以及多級分選的分級 (剔除) 控制系統(tǒng)等。
前面已經(jīng)說明了傳統(tǒng)檢重的光電識別觸發(fā)裝置的必然性, 也通過案例說明了F650CK的智能識別。
5 數(shù)據(jù)管理追溯系統(tǒng)
數(shù)據(jù)管理追溯系統(tǒng), 就是把檢重系統(tǒng)的所有上游及下游子系統(tǒng)的集成, 并可以融入企業(yè)的其他管理系統(tǒng), 如ERP、財務(wù)管理系統(tǒng), 使企業(yè)管理數(shù)據(jù)更加即時化、真實化 (防止做假作弊) , 實現(xiàn)真實的大數(shù)據(jù)管理。
