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定量包裝系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

發(fā)布時間:2021-03-31 15:59:58 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

稱重計量
在工業(yè)生產(chǎn)和人類日常生活中定量稱重裝置和衡器是不可缺少的計量器具,隨著社會的發(fā)展,對衡器的要求也越來越高,傳統(tǒng)的機械杠桿秤己不能適應(yīng)自動化生產(chǎn)和現(xiàn)代化管理的要求。自六十年代以來,隨著側(cè)重原件和電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,電子稱重技術(shù)日益成熟,并逐步取代機械衡器。到七十年代初期,微處理器的出現(xiàn)使電子稱重技術(shù)得到了進一步的發(fā)展。稱重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的測量單元,而且還作為工業(yè)控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一個組成部分,推進了工業(yè)生產(chǎn)的自動化管理和現(xiàn)代化⑵。
稱重技術(shù)在近百年的發(fā)展過程中,大致經(jīng)歷了四個發(fā)展階段。從最初接近半個多世的機械式模式測量時代,到機電式的電氣、電子測量時代,之后至七十年代末期全面進入計算機智能化測量和數(shù)字化測量的時代,并從九十年代開始進入模型化測量的新時代。
小型化、模塊化、集成化、智能化是稱重測量裝置發(fā)展的總趨勢。其技術(shù)性能趨向而高速率、高穩(wěn)定性、高準確度、高可靠性是其技術(shù)發(fā)展趨向。稱重計量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”是其功能趨向。綜合性和組合性是其性能趨向囹。
國外專家和學(xué)者早在上個世紀八十年代中期就對動態(tài)稱重技術(shù)開始研究,并已經(jīng)取得相當多的成果,無論從技術(shù)水平、品種和規(guī)模等發(fā)面都得到了較高水平,主要體現(xiàn)在測量的高準確度、長穩(wěn)定性,控制系統(tǒng)的高可靠性、高集成度等性能發(fā)面。近年來,我在動態(tài)稱重技術(shù)方面我國也取得了相當?shù)某晒?,例如通過軟件補償?shù)?a href="http://www.dreamincubator.cn/productshow-26-35-1.html">全自動定量包裝秤和新型動態(tài)稱重模塊的研發(fā)等等田。
我國的電子衡器最初為機電結(jié)合型,到現(xiàn)在發(fā)展為全電子型和數(shù)字智能型,技術(shù)裝備、檢測試驗手段也達到國際九十年代中期的水平。電子稱重技術(shù)的的發(fā)展趨勢從靜態(tài)稱重逐漸向動態(tài)稱重;測量特點從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展;計量方法模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展;特別是動態(tài)稱重和快速稱重的研究皿。
總體而言,和發(fā)達國家相比,我國電子衡器的發(fā)展水平尚有不少的差距。在工業(yè)比重較中電子衡器數(shù)量所占比例小,衡器質(zhì)量不夠高,制造工藝不夠先進,種類和專用機械比較少,滿足不了工業(yè)生產(chǎn)的需要。特別是動態(tài)在線智能測量稱重儀表,其核心部件還主要依賴于進口。
定量包裝
在定量包裝稱重技術(shù)方面,我國起步較晚。從上世紀八十年代開始,經(jīng)過幾十年的發(fā)展到目前已初具規(guī)模,但其核心技術(shù)水平尚在起步和發(fā)展階段。國內(nèi)所產(chǎn)的定量包裝稱多數(shù)還以半自動機械結(jié)構(gòu)為主,主要集中在中小型定量包裝稱,稱重功能少、范圍小,高精度、大重量定量稱重設(shè)備較少。定量包裝設(shè)備的品種比較少,多數(shù)廠家沒有核心技術(shù),技術(shù)力量不強,且產(chǎn)品及技術(shù)相似度高,缺乏真正的市場競爭力,以價換量,無法滿足快速發(fā)展的國內(nèi)市場和工業(yè)生產(chǎn)實際要求向。
我國從六十年代中期開始研制和生產(chǎn)電子稱重裝置,最初模擬指針式開始,到后來發(fā)展成數(shù)字式。由于受制于當時技術(shù)條件,產(chǎn)品準確度、可靠性不高,適應(yīng)工廠惡劣環(huán)境的能力差,損壞率和故障率比較高。從上世紀八十年代來,我國逐漸開展同國外先進的技術(shù)交流和合作,先后引進了一批樣機和加工測試設(shè)備,同時也加快對先進技術(shù)的引進。經(jīng)過消化、吸收和改造,促進并加快了國內(nèi)電于稱重裝置水平的提高。經(jīng)過三十年多年的發(fā)展,定量包裝設(shè)備行業(yè)在我國的發(fā)展己經(jīng)初露端倪,不僅可以滿足國內(nèi)市場的需求,同時部分產(chǎn)品還出口國外。近年來,國內(nèi)公司順應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展走勢,在努力學(xué)習(xí)借鑒國際先進技術(shù)經(jīng)驗的同時,著重強加自主知識創(chuàng)新,投入大量的人力和物力,開發(fā)出了一系列具有國際競爭力的高新技術(shù)產(chǎn)品,并且精度高、速度快、質(zhì)量優(yōu)。
我國定量包裝設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)主要以小規(guī)模為主,產(chǎn)品設(shè)計、研究、開發(fā)環(huán)節(jié)薄弱。我國的定量包裝工業(yè)過去長期處于一種生產(chǎn)力水平低下、技術(shù)不高的狀況,大部分企業(yè)目前仍然處于互相照搬照抄國內(nèi)外技術(shù),降低生產(chǎn)成本的原始經(jīng)營階段。更有一些小企業(yè)用一套圖紙存活,追求低成本,嚴重擾亂市場,阻礙了經(jīng)濟的發(fā)展。國內(nèi)多數(shù)企業(yè)目前還沒有自主知識產(chǎn)權(quán),特別是核心技術(shù)尤。作為定量包裝機械大腦的稱重顯示控制器,國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)還需要從國外或合資單位購買。目前,國內(nèi)的定量包裝設(shè)備已進入新時期,注重產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和研發(fā)能力的提高。產(chǎn)品換代和技術(shù)升級己經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的重要課題。整個定量包裝工業(yè)的快速發(fā)展受到定量包裝機械水品低的影響,所以需要努力改變現(xiàn)狀國。
目前我國使用的稱重顯示控制器主要以單片機為核心,定量稱重技術(shù)也逐漸向“稱重法”完善和發(fā)展。但是受制于硬件條件,通用擴展性能不高。例如工廠現(xiàn)場總線通訊無法直接應(yīng)用,現(xiàn)場操作控制界面不直觀,功能少等。國內(nèi)新生產(chǎn)的新型稱重控制器集成化和控制性能都較為突出,體現(xiàn)了定量稱重裝置向智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向同。
國外定量稱重技術(shù)起步較早,特別是上世紀九十年代以來,集成度很高的微處理器發(fā)展和先進控制算法的日漸完善,稱重控制系統(tǒng)的集成度和科技含量越來越高,集中體現(xiàn)在高稱重計量精度,稱重速度較快,定量控制技術(shù)性能先進,而且己經(jīng)規(guī)?;a(chǎn)業(yè)化、有針對特殊物料的專用稱重控制機械,種類多,與之相應(yīng)的相關(guān)的配套設(shè)備也較為齊全,基本上壟斷了定量包裝機械發(fā)展方向的核心技術(shù)。可編程控制技術(shù)多采用在控制器中,測量稱重原件也已經(jīng)有專門的應(yīng)用模塊,如西門子公司生產(chǎn)的SIWAREX系列稱重模塊,可以無縫的集成到SIMATIC自動化系統(tǒng)中,充分體現(xiàn)控制于稱重技術(shù)的有效結(jié)合,方便的用于各類系統(tǒng)中啊。
總而言之,國內(nèi)生產(chǎn)的定量包裝裝置,在稱重計量速度,稱重包裝精度、定量控制技術(shù)等方面,和發(fā)達國家還有明顯的差距。隨著國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)對稱重裝置的需求日益增大,以及研發(fā)力度的加大,定量包裝在國內(nèi)還具有廣闊的發(fā)展前景和廣泛的應(yīng)用范圍。
定量包裝系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
國產(chǎn)定量包裝裝置目前主要以半自動機械結(jié)構(gòu)為主。國內(nèi)市場所需要的和企業(yè)使用的高質(zhì)量的全自動定量包裝設(shè)備主要依靠進口。但隨著生產(chǎn)勞動力成本的不斷提升,以及經(jīng)濟的不斷發(fā)展,全自動定量包裝設(shè)備勢必逐步取代半自動定量包裝設(shè)備,極大的提升企業(yè)的生產(chǎn)能力。因此,為滿足我國工業(yè)現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求,國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)需要加大產(chǎn)品開發(fā)以及投入,制造出速度快、精度高、高性價比和可靠性強的全自動定量包裝設(shè)備。
同時,隨著科學(xué)技術(shù)的進步和工業(yè)的不斷發(fā)展,對定量包裝技術(shù)和定量包裝也提出了新的要求,不但要求防漏、外觀美觀,還需要速度上的極大提高,包裝機械在流通領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越大的作用。目前包裝機械競爭日趨激烈,未來的包裝機械將配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢,促進包裝設(shè)備總體水平提高,發(fā)展多功能、高效率、低消耗的定量包裝設(shè)備,而定量包裝技術(shù)也正朝著以下幾個趨勢發(fā)展。
(1)機電一體化
未來包裝機械發(fā)展的趨勢是機電一體化。一個完整的機電一體化系統(tǒng),通常是由微機、傳感器、動力源、傳動控制系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)等部分組成,將常規(guī)包裝機械中的繁瑣、不合理部分祛除,而將各種先進的設(shè)備和技術(shù)融為一體,包括機械、微機、微電子、傳感器等,使稱重控制裝置在設(shè)計、制造、控制等方面都帶來了深刻變化,從本質(zhì)上改變了稱重控制裝置的現(xiàn)狀。
(2)機械功能多元化
工商業(yè)產(chǎn)品已趨向精致化及多元化,在大環(huán)境變化下,多元化、,彈性化且具有多種切換功能的包裝機方能適應(yīng)市場需求。
(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計標準化、模組化
充分利用原有機型模組化設(shè)計,可在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)換新機型。
(4)控制系統(tǒng)智能化
目前國內(nèi)使用的稱重控制器是基于單片機設(shè)計的,受到目前系統(tǒng)資源的制約,用戶界面比較單一,系統(tǒng)軟件無法在線升級,PROFIBUS-PA現(xiàn)場總線無法現(xiàn)場構(gòu)筑,滿足不了現(xiàn)代工業(yè)信息化管理的需求。在此情況下,由此要求定量稱重控制裝置由單一功能逐步向多功能方向發(fā)展,發(fā)展的方向為向小型化、智能化、模塊化和網(wǎng)絡(luò)化等多個方面來實現(xiàn)。
同時,普遍使用PLC動力負載控制器,雖然PLC彈性很大,但仍未具有電腦(含軟件)所擁有的強大功能。未來的包裝機械將具備多功能化、調(diào)整和操作方便等條件,智能型儀器將成為定量包裝控制系統(tǒng)的新趨勢。
(5)結(jié)構(gòu)運動的高精度化
稱重裝置的機械性能的優(yōu)劣取決于結(jié)構(gòu)的設(shè)計和結(jié)構(gòu)的運動控制等,可由編碼器及數(shù)字控制(NC)、動力負載控制(PLC)等高精密的控制器來完成。目前我國已經(jīng)有幾家包裝機械公司達到了這一水平。我公司的包裝機械都已經(jīng)釆用了可定位的高性能雙變頻器和精度定位性能的雙交流伺服控制系統(tǒng)及PLC控制系統(tǒng),通過人機對話,使更換產(chǎn)品時調(diào)整簡捷、準確、穩(wěn)定,中文提示使各項設(shè)置,操作簡單、直觀、可靠,將人一機一電的融合發(fā)揮到極至。
隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展和新技木岀現(xiàn)應(yīng)用,出現(xiàn)了各類新產(chǎn)品,如電腦組合包裝裝置、非連續(xù)式自動累加裝置、高速自動包裝裝置等、這些定量包裝裝置同生產(chǎn)過程聯(lián)系緊密,是生產(chǎn)線重要組成部分。

 

作者:李璟

 

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