水泥包裝機的袋重控制

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1、 水泥包裝機的袋重控制 為符合 GBl75 —1999((硅酸鹽水泥、 普通硅酸鹽水泥》 對出廠袋裝水 泥的質(zhì)量 (以下簡稱袋重 )規(guī)定，包裝機的平均袋重設(shè)置應(yīng)該符合兩個條 件：①平均袋重不低于 50kg；②平均袋重不低于 (49+3S)kg，其中 S 為樣 本標(biāo)準(zhǔn)偏差。舉例，當(dāng) S 為 0.8kg 時，平均袋重最小應(yīng)設(shè)置為 51.4kg。 由于各包裝機技術(shù)指標(biāo)的差異，產(chǎn)品樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差相差很大，優(yōu)良的能 達(dá)到 0.3～0.5kg，差的達(dá) 1kg 以上。 以樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差 0.5kg 的包裝機為例，要達(dá)到

2、GBl75 —1999 的相關(guān)要求，平均袋重就要不低于 50.5kg，以年生產(chǎn)袋裝水泥 120 萬 t 計算 (2.4 107 袋)，就會形成 12 000t 水泥的流失 (即若實際生產(chǎn) 121.2 萬 t 水泥，裝袋后卻是以 120 萬 t 銷售 )。由此可見， 對企業(yè)而言提高袋重控制水平，減小樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差具有重大的經(jīng)濟效益。 1. 各類水泥包裝機的袋重控制原理和特點 水泥包裝機按稱重方式可分為機械式和電子式，按裝料單元運動與否可以分為固定式和回轉(zhuǎn)式。 1.1 機械式包裝機 稱重機構(gòu)根據(jù)杠桿原理制造， 杠桿一端掛有配重塊， 另一端是秤架

3、，中間是支點，依靠杠桿機構(gòu)的上下翻轉(zhuǎn)來控制袋重。機械式包裝機的袋 重控制性能很差，原因有二：一是配重、支點摩擦阻力變化、袋座上的落灰等都被帶入計量，造成秤的零點偏離，而在水泥包裝過程中，落灰 是無法避免的； 二是在粉塵的環(huán)境下， 杠桿支點的靈活性容易受到影響。 1.2 電子式包裝機 電子式包裝機依靠彈簧片支撐秤架，稱重傳感器檢測袋重，控制器計量控制，氣缸 (或電磁鐵 )為執(zhí)行機構(gòu)。電子控制系統(tǒng)可以在每袋水泥裝料前對秤架進(jìn)行除皮歸零， 確保了秤零點的準(zhǔn)確， 而氣缸 (或電磁鐵 )受環(huán)境影響小，動作可靠迅速。 1.3 固定式包裝機

4、 常有單嘴、雙嘴、四嘴，操作工正坐在秤架前方進(jìn)行操作，因為操作工的手、腳隨時可以接觸秤架而改變袋熏，故這種包裝機袋重控制容易受人為因素干擾，而且固定式包裝機勞動生產(chǎn)率很低，比較適用于中小型水泥廠。 1.4 回轉(zhuǎn)式包裝機 常見的有六嘴、八嘴、十四嘴等，在旋轉(zhuǎn)過程中裝料，操作工不能干擾袋重，而且回轉(zhuǎn)式包裝機勞動生產(chǎn)率要比固定式高出許多。由于其臺時產(chǎn)量高、袋重指標(biāo)優(yōu)異，因而應(yīng)用越來越廣泛。 2 回轉(zhuǎn)式電子稱重水泥包裝機的袋重控制與實踐 國內(nèi)常用的有唐山、黃石、無錫等地制造的國產(chǎn)機器以及進(jìn)口的德 國 HAVER 機器，其工作原理和過程大致相同，

5、維護(hù)時主要是要求秤架清潔靈活，執(zhí)行機構(gòu)動作迅速可靠。 2.1 二次裝料技術(shù) 有的包裝機灌裝過程中速度保持不變 (可稱為一次灌裝 )。有的采取二次裝料技術(shù)，即快速—慢速裝料方式，在接近目標(biāo)袋重時 (如 45kg 左右時 )降低灌裝速度，以提高精確度。 在采用二次裝料技術(shù)的包裝機上試驗，將細(xì)裝料的閘板開度調(diào)整到最大，此時樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差急劇增大。 2.2 閉環(huán)控制系統(tǒng) 在順包皮帶后安裝輸送輥道及校正秤，與控制室中央控制器、包裝機機上控制器構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，對袋重進(jìn)行連續(xù)校正。需要特別注意的是在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，袋重以校正秤為基準(zhǔn)，校正秤檢測的是包括皮

6、重的每袋總重，沒有自動除皮功能，無法對自身的皮重變化做出調(diào)整，因此生產(chǎn)過程中必須及時清理落灰，始終保持校正秤零點穩(wěn)定。 2.3 一次灌裝包裝機控制器的改造 二次裝料技術(shù)可以顯著降低袋重誤差，但相比一次灌裝，要增加控 制器輸出點數(shù)、 增加電磁閥和三位氣缸 (使用電磁鐵 )、降低臺時產(chǎn)量、 增加制造成本，因此部分包裝機沒有采取二次裝料技術(shù)。 筆者通過探索， 在電動機驅(qū)動灌裝葉輪、 氣缸 (電磁鐵 )驅(qū)動閘板的包裝機上，不需要增加任何設(shè)備，只需將電動機的停止信號由目標(biāo)袋重略 微提前，例如設(shè)置為 50kg，而氣缸 (電磁鐵 )的關(guān)閉信號仍為 5

7、0.5kg，這樣，利用電動機的慣性構(gòu)成二次裝料。 2.4 對二次灌裝技術(shù)的認(rèn)識 可能是出于成本的考慮，一些包裝機生產(chǎn)廠家對二次裝料技術(shù)有異議，認(rèn)為沒有必要。但包裝機老牌廠家 HAVER 公司認(rèn)為，二次裝料必不可少，而且細(xì)裝料的時間應(yīng)該大于 2s。筆者在實踐中也切實體會到二次裝料技術(shù)對于改善計量精度至關(guān)重要， 并在實踐中實施了不增加硬件、不增加成本的基礎(chǔ)上將原來的一次裝料改為二次裝料的方案，應(yīng)用效果 很好。 2.5 對三次灌裝技術(shù)的實踐 在已經(jīng)采用了二次裝料技術(shù)的包裝機上，可以在不增加硬件、不增加成本的基礎(chǔ)上，縮短二次裝料時間，提前停止裝料電

8、動機，依靠電動機慣性構(gòu)成三次裝料，對機器工作有利無弊，在不影響包裝機臺時產(chǎn)量的情況下，計量精度可進(jìn)一步提高。三次裝料時間取決于電動機停車的慣性時間， HAVER 包裝機上裝料電動機有能耗制動，故停車很快。目前設(shè)置的二次裝料轉(zhuǎn)換點為 47kg(HAVER 原設(shè)置 42kg)，三次裝料轉(zhuǎn)換點為 49.5kg，這些設(shè)置值需要由用戶根據(jù)自己的裝料電動機有無制動、袋重指標(biāo)要求、機器臺時產(chǎn)量要求、水泥流動性能等實際情況確定。袋重精度要求嚴(yán)格，就要降低二次、三次裝料轉(zhuǎn)換點，同時機器臺時產(chǎn)量被降低；水泥流動性能差，就要提高二次、三次裝料轉(zhuǎn)換點。 某單位的 HAVER 6RS(FE) 、HAVER 6

9、RSMEC Ⅱ包裝機上進(jìn)行了長 期實踐摸索，出于降低成本的目的，自己開發(fā)了一款控制器，于 2007 年 6 月在 HAVER 6RS(FE) 包裝機 5 號裝料嘴上試使用， 8 月中旬調(diào)試正常。從 8 月到現(xiàn)在一直沒有調(diào)整過袋重設(shè)定值，多次抽檢袋重，效果理想 (數(shù)據(jù)略 )。實踐證明控制器工作是可靠的，三次裝料技術(shù)是可行的。 2.6 開環(huán)控制系統(tǒng)的改進(jìn) 閉環(huán)控制系統(tǒng)可以大大減小誤差，但需要增加校正秤、中央控制器等，成本增加不少，特別是由于校正秤沒有自動除皮功能，如果生產(chǎn)過程中的落灰不能及時清理，反而造成嚴(yán)重的袋重誤差。 在某單位包裝機系統(tǒng)的校正秤損壞后，在配件國產(chǎn)化過程中對包裝機控制器進(jìn)行了設(shè)計改進(jìn)，使得開環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)了閉環(huán)控制的功能。其控制原理是：我們此時再次檢測袋重并與預(yù)設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整預(yù)設(shè)定值，從而構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，實踐證明是可行的。