本文介紹了顆粒包裝秤稱重控製係統改造的情況及改造前後對比分析。針對包裝秤故障率高，維修費高，袋重出廠合格率達不到指標等問題，通過對5台定量包裝秤稱重係統全部改造後，運行穩定可靠，合格率100％，尿素耗損接近於零。

我公司是1996年建成並正式投產，尿素成品5台顆粒定量包裝秤，承擔著一天1760t的尿素顆粒生產包裝任務。5條包裝線是日本某公司整套產品，其關鍵的稱重控製係統，卻是英國某公司生產製造的產品。稱重控製係統COMPUTAPAKII，經過幾年來實際運行，包裝出廠袋裝尿素的實際重量離散性較大、秤的故障率高、維修費用每年遞增，計算機統計數據無法使用等，並且袋重出廠合格率達不到生產指標，秤若不改造，將會給工廠造成更大的經濟損失。2001年9月，西安某電氣有限公司按照我公司製定的“公平、合理”的原則對5台定量顆粒包裝秤稱重係統全部改造，改造後至今運行穩定可靠，而且產品合格率100％，尿素損耗接近於零。

1，原顆粒包裝秤使用情況
英國某公司生產製造的5台包裝單秤，料鬥采用一點支承的端臂結構、單隻s型拉力傳感器，單秤包裝速度l5包／min，端臂梁單隻傳感器，在包裝速度為15包／min以上，是國內許多化肥行業都沒有嚐試過的，是國內許多生產秤廠家不敢嚐試的，因為這種秤結構難度係數較大，這種秤的優點是很突出的。
1．1，稱重係統組成部分

稱重控製係統COMPUTAPAKlI，是由三塊PC791、PC792、PC793集成電路板組成的。PC791是電源電路板，PC792是模擬電路板，PC793是單板控製器電路板。傳感器是一個1O00NS型拉力傳感器，它是聯接稱重料鬥和COMPUTAPAK11的橋梁，通過它將重量信號，轉換成電信號，傳送到COMPUTAPAK11。通過該控製箱來控製粗、細下料電磁閥、料鬥料門電磁閥、夾袋器電磁閥。

1．2，稱重係統的主要原理

造粒出來的尿素顆粒通過皮帶係統進入30t料倉存貯，通過粗、細下料機構進行控製，料進人稱量料鬥，料的重量通過s型拉力傳感器，又把重量信號轉換成電信號，通過PC791、PC792、PC793數模轉換，把該料鬥中的料的稱重值，顯示到PC793的顯示窗口上，然後在控製料鬥底門和套袋機構電磁閥，裝入編織袋。COMPUTAPAKII，是整套秤的指揮中心，控製每袋重量精確度和包裝下料速度。PC791為PC792、PC793提供所需要的電源，並把s型拉力傳感器的信號傳送到PC792、PC793上。PC793發出的重量信號，袋數信號再反饋到PC791上，通過RS232接口和屏蔽電纜，傳送到中控計算機上，然後由計算機進行數據統計和管理。

PC792是模擬量印刷電路板，它安裝在PC791和PC792之間，產生一種激勵電源，供s型拉力傳感器使用，並且把傳感器送來的信號進行放大和轉換，然後進行模擬和數字轉換，把結果傳送到PC793上。

單板控製器PC793是一個單板機，這個單板機包括Z80CPU和EPROM軟件，它用於恒定數據的EEPROM，用於參數和運行記錄數據的CMOSRAM的管理，以及鍵盤接口和窗口液晶顯示的各類功能的處理。它上麵裝有一個鎳鎘電池，該電池必須3年更換一次，為PC793、PC792相互導出數據和鍵盤輸入數據提供備用電源。

1．3，稱重係統的主要功能

5台包裝機稱重係統，能對50kg和40kg兩種規格的顆粒尿素進行定量包裝，而包裝速度和該速度下的包裝精度，是一對反比例。下料速度快，包裝的袋裝重量精度就低，誤差較大，離散性也大。

由於包裝速度和包裝精度是一個反比例，除PC板自身使用的芯片影響之外，主要調整好粗、細下料的關閉值，而粗、細下料的關閉值除芯片自身的運算速度影響之外，還必須注意粗細下料的開口以及“飛行”物料自身跟蹤的補償。

稱重顯示窗口除正常顯示包裝重量外，還有一個顯示功能：用英文或縮寫顯示故障信息，空氣壓力低、範圍誤差、零點錯誤、供料門故障、卸料門故障、重量不足、重量超過慢循環、頂部料鬥無料、存貯錯誤、電源故障、校準誤差等等，一旦運行過程中出現問題，立即報警，顯示出故障點信息。

1．4，稱重控製係統存在的問題

1．4．1，包裝精度低

1998年元月至2001年8月連續跟蹤複秤、統計，這5套進口定量包裝秤存在著共同特性，包裝速度15袋／min，雖然在國內單秤中該速度名列在首，但離實際生產需要還有差距。包裝精度50kg±0、2合格率在97％左右，根本原因在於PC793控製板所有運用的一些芯片，它是80年代初的產品，運算速度、存貯和處理速度較慢。由於芯片運算處理速度較慢，就不能很準確地控製粗、細下料關機點。如果粗、細下料關機點控製得不好，“飛行中”的物料就更無法精確計算，由於“飛行中”物料不能準確計算自動跟蹤補償，也無法確切補差。從理論上講，自動補償增量校正常數隻要平均誤差在校正死區以外，通過簡單地增或減舊的補償值，以增量校正常數，還能夠進行“飛行中”補償值的自動調節，補償(新值)=(舊值)+增量常數。但是，由於先天性不足，就無法準確地測量和計算，對每一袋稱重尿素顆粒來說，隻能是一個模糊值。再者，從重量顯示窗口來看，它使用的是0．05kg的刻度間隔，每一袋稱重尿素至少在50g以上的偏差，由於刻度間隔過大，再加粗、細下料關機值無法準確定位，每袋補償值又是一個模糊值，零點跟蹤校秤就無法正常進行，自然每袋尿素多包150g至200g。由於每小時要包袋500多袋尿素顆粒，這樣就經常出現超差(原國家標準±200g)，造成補償調節進入死區，這樣包裝出來的尿素超差越來越嚴重。幾年來，該秤全部工作在正偏差狀態，每天包裝1760t尿素，損耗5t尿素是常有的事情。1999年全年抽檢統計，包裝37923It尿素，就白白多損耗1030．3t尿素。

1．4．2，PC793故障率高

由於PC793是用一個備用電池支持和引導一些程序，在幾年的實際運行過程中，低級口令保護的參數經常丟失，造成生產無法正常包裝，隻能通過工程技術人員進行恢複。PC793運行幾個月，就出現故障，程序死機，必須把源程序重新寫入芯片，才能正常工作，PC791、PC792、PC793出現過無法修複的現象。

1．4．3，備件供應不足

PC791、PC792、PC793是進口的電子產品，該產品屬於英國某公司生產的，其它公司無代用產品。國外的電子產品更新換代較快，購買回的備件，又是改型的產品，無通用和互換性，給包裝生產造成極大困難。

1．4．4，修理費用較高

PC791、PC792、PC793是集成一體化電子元件，由於故障率較高，5台秤經常輪換著拿到外地去維修，總有一台秤壞著不能用．不但影響生產的正常而且每年光檢修費用花幾萬元以上。

1．4．5，數據統計及管理無法進行

由於采用RS232傳輸數據，包裝袋數給計算機傳輸過程中經常失真，特別是幾條線同時工作，計算機跟本無法同時接受和顯示，更不能進行統計和管理。無法用計算機管理數據，更不能分析處理包裝超差質量事故。

2，秤重係統改造及運行情況
經過幾年現場觀察，並對抽檢累計結果進行統計分析，5台秤確實問題嚴重，給工廠造成嚴重的經濟損失。於2000年3月公司召開專題會，決定先拿出一台進行試驗性質的改造，若改造成功，立即對其餘4台進行改造。3、4、5月對整個市場進行技術調研，並和幾個專門研製秤的廠家進行技術交流，結果是技術上都有滿足不了生產現場的需要，6月份開始和西安某電氣有限公司交談技術，並決定采用該公司研製開發的無線數傳係統在包裝係統實施應用。2000年6月至2001年3月21日，終於成功地改造了一套無線數傳智能稱重控製係統，先後十幾次對控製係統進行測試、改型、元件更換，對原來的3塊集成一體化電路板，用一塊進行代替，並且把無線數傳模塊也集中在這塊板上。通過大量的實際包裝測試，已遠遠超出提出的各項技術指標。又經過60多萬袋，3萬多t長時間實際包裝考核，感到該秤穩定可靠，各類技術指標理想。公司決定由機動處、質檢處、生調處、尿素車間5個單位組成驗收小組，由主管副總經理帶隊，對該秤進行一個星期不問斷考核。考核小組對考核結果非常理想，決定對其餘4台進行立即改造，其餘4台在一個星期內全部改造完畢，而且運行至今，未出現過任何故障。

2．1，改造稱重控製係統運行情況

5台秤改造後從2001年7月至今，各類技術指標相當穩定可靠，運行一年多來，沒有出現過任何故障。把原來的PC791、PC792、PC793控製係統，全部去掉，改換成MF2001NT無線數傳智能稱重控製係統，並且在每台秤的稱量料鬥旁加裝兩個上、下可自動移動的22．5kg砝碼進行跟蹤自動校秤。MF2001NT控製係統，采用雙麵多功能顯示，把它要控製的每個工作狀態，通過發光指示燈，同時顯示在MF2001NT雙麵操作盤上。把每袋實際重量值累計包裝通過無線數傳模塊，傳輸到中控計算機上，計算機對秤的數據進行管理，並且反過來控製包裝機稱重控製係統。

2．2，MF200lNT的優點

a．首先采用先進的集成芯片，使得運算和對粗細下料的處理速度加快，包裝速度快而準確，精確高而無誤。改造前最快15袋／min，改造後18袋／min。顯示刻度改造前是50g分辨率，改造後是lg分辨率顯示。所有的控製全部集中在這一塊主板上，主板布局設計精致合理，采用高效模擬電路設計和看門狗防死機電路設計，確保了整個定量包裝的可靠穩定運行。主板沒有采用備用電池支持程序源，它將程序固化在芯片上，不受電源的任何影響。該主板采用專門針對50Hz電源抗幹擾設計，而且具有防雷擊，防電磁幹擾，防高溫關鍵器件，不再受溫度變化的影響。

b．稱量範圍擴大。改造前隻有50kg和40kg兩種稱量方式，改造後具有從25~50kg連續稱量方式，隻需在控製麵板上調整一下你想要包裝的重量即可，不管多少公斤下料，稱量的下料速度都能在18袋／min。而且累積誤差始終接近於零點。由於主控板采用高速新型運算存儲芯片，整個運算快而準確，對傳感器送人的信號，能快速及時的運算，並把結果快速反映到粗、細下料電磁閥上進行控製。由於粗、細下料得到及時的關機，再加上批誤差為零跟蹤調整，使每一袋都控製在零點的20g±下波動。補償(新值)=補償(舊值)+(平均值誤差×比例常數)，每包裝一袋尿素顆粒，都進行有效的測量，並存儲該值，再和目標重量進行比較，把誤差進行累加，從開始到最後都依靠累計偏差進行調整，這一袋稱量與目標重量比較多幾十克，下一袋就減少多出的80％，下一袋再減少80％。累積偏差始終調整著每一袋下料值，該秤離散性小，整個包裝都是在±20g偏差範圍內工作。由於整個累積偏差近於零點，不管包裝多少袋尿素，都不會造成大量尿素損耗。從2001年10月到2002年8月累積損耗尿素3t多，是改造前損耗顆粒尿素的3‰，可見改造非常成功。

C．在雙麵顯示操作盤上，用指示燈同時指示每個動作的工作狀態，便於操作工直接觀察。更便於維修人員對故障快速排除。料鬥兩旁加一對校稱砝碼，在包裝運行過程中能按照自己設定的時間，比如8h、4h、1h等任意時間，自動加入強行校秤，或可以按校秤鍵，隨時校秤。這樣就徹底解決了粉塵粘貼料鬥和環境溫度變化幹擾包裝精度問題，使得校秤更加快捷方便，是國內外還未采用過的。

d．無線數傳計算機管理係統。5台稱重係統，把所有稱量數據的結果，通過自身的無線數傳模塊，快速傳輸到中控無線數傳總模塊上，該模塊再傳輸給就近的計算機。無論計算機的開機與否，都不會影響與無線數傳的數據傳輸，也確保了每條線數據的真實性，不會失真。並不受任何幹擾，又減少了5條線往中控放大量專用屏蔽電纜。無線數傳在顆粒包裝機與計算機之間開發應用，確保了計算機對所有數據統計的完整性和可追溯性，以及對5台秤的控製和管理性。計算機存有5台秤的生產報表與數據統計，每條線的包裝袋數、超差記錄、累積偏差、下料稱重數據餅圖、動態分布圖表供隨機分析查看，所有這些並有永久性曆史檔案，供隨時查看前幾天，幾個月甚至幾年的該秤的包裝情況，為客戶質量跟蹤可靠的依據。

3，改造前後幾個數據的對比分析

包裝顆粒尿素的離散情況，改造前5條線50kg包裝，包裝離散性很大。除去空袋皮l60g，基本上每袋都正偏l50g左右。而改造後離散性小，基本上動態分布於零點，偏差累計接近於零點。改造前合格率97％，改造後產品合格率100％。

4，結束語
尿素顆粒包裝秤稱重係統改造後，通過一年的實際運行，該係統穩定可靠，操作簡便，維修方便，“公平合理”是這次改造的宗旨。這樣既不損害用戶的最終利益，也不損害公司利益，又便於生產管理。每年為公司至少挽回lO00t尿素的損耗，節約檢修費用幾萬元，每年為公司至少挽回1O0多萬元的經濟損失，而且更加提高了產品的信譽度，半年時間就收回了改造費用，解決了備件的後顧之憂，提高了生產效率。實踐證明，這次改造非常成功。

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