計量器の加載過程の自動制御

計量器の加載過程の自動制御

1概要
袋,ボトル,缶などに包まれた商品包装中の商品の純重量が包装に記載されている重量と一致することを確認するために,まず詰め,次にチェックウェザーで重量化する必要があります.しかし,詰め込み機械の機械的特性,材料の性質の変化,その他の理由により,各パッケージに詰め込まれた商品の重量は異なる場合があります.過剰な充填は会社の利益に影響し,充填不足は顧客の苦情を引き起こし,会社の評判を傷つけます.

商品が液体,粉末,または小粒状の形で包装の詰め込み過程中に the filling process can also be automatically controlled through the real-time measurement values of the weighing scale to ensure that the weight of the goods marked on the packaging is accurate and not overly heavy.

2チェックウェージャーの負荷の自動制御
負荷機がフィードバック信号に基づいて自動制御されている場合,チェックウェージャーの検出データは,貨物の事前設定された目標重量値と比較されます.制御器にフィードバック信号を送信します, 負荷装置の負荷量はアクチュエータで調整されます.貨物の重量誤差と貨物の積載量の変動を減らし,積載機の積載量の変動によって引き起こされる (図1)荷物機に荷物が入荷し,チェックウェザに届くのに時間がかかるので,計量ディスプレイは,次の負荷量調整のための制御計算を行う前に遅延する必要があります..

図1 計量器の負荷の自動制御原理の図面

図 1 計量器に負荷をかけるための自動制御原理の図面

2.1 負荷制御の基本タイプ
計量計で操作できる負荷制御には2つの基本的な種類があります.これらは:

連続負荷制御:この連続制御システムは,各パッケージの重量とユーザーによって設定された目標重量との差に比例する出力を有する制御信号を生成することができます.これは非常に速い応答時間を持つ制御システムです

平均積荷制御:平均積荷制御には,その間に通過するパッケージの数によって決定される"持続時間"を設定する必要があります.例えば,流量が120pcs/minである場合, 20個のパケットが通過すると決定された場合",持続時間"は10秒です.制御システムは10秒間の20個のパケットの平均体重を計算します.この値とユーザが設定した目標体重の違いを比較しますこのシステムは,主に複数の詰め頭を持つ詰め機で使用されます.

2.2 充電装置のフィードバック制御信号の種類
充電機に送られるフィードバック制御信号は3種類あります.

アナログ調節:電圧や電流ループ制御信号などのアナログ制御信号.

パルス周波数:制御信号は,重量偏差の方向と振幅に基づいた一連の出力パルスである.

パルス持続時間:制御信号は,重量偏差の方向と大きさに基づいて変化する持続時間を持つ単一のパルスです.

2.3 負荷のための重量計の反響制御システム
高いパッケージング精度が必要であり,商品パッケージのタラ重量変動を考慮する必要がある場合,2図のように,重量計の反発制御システムで重量計を二重確認することができる.このシステムでは,空のボトルの重さは,計量スケール1で検出され,信号は,計量スケール2の計量ディスプレイに伝達され,.負荷重量の検出データは,負荷機にフィードバック信号として入力され,それによって負荷重量のリアルタイム制御が達成されます.

図2 荷物の重量の再確認と重量化のための自動制御原則の図面図

図2 負荷量を二度確認し重量化するための自動制御原理の図面

3 標準的な自動制御プロセス
負荷機の自動制御回帰プロセスでは,計量器と負荷機が常に通信しています.貨物の重量の偏差が検出された場合,負荷装置の負荷量は,生産に重大な負の影響を及ぼす前に調整され,その影響の偏差が修正されるようにします.下記は,重量計が荷装機にフィードバック信号を送信し,自動制御を行うプロセスのいくつかのステップである [90]:

ステップ 1 - 荷装機に偏差が発生する

ステップ1では,計量器が計量器の負荷量の偏差を減少方向に検出することが示されています (図3に示されているように).積載量の偏差が増加する商品の重量が不足している可能性があります (重量が不足している商品は十字架でマークされています).

ステップ 2 - 荷装機にフィードバック信号を送信する

ステップ2では,計量器からのフィードバック信号が,計量量を調整するために,積載機に送られる (図4) が示されています.計量器が調整を行うのに 計量器を導けない遅延時間があります.

図3 荷装機の偏差

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図 4 チェックウェイガーは,負荷機にフィードバック信号を送ります.

図 4 計量器から荷装機に送信されるフィードバック信号

ステップ3 - 遅延時間が経過した後,ロードマシンはロードボリュームを変更します.

ステップ3では,遅延時間は,貨物が貨物量を変えた後 (図5に示したように) 貨物重量まで到達するのにかかる時間に等しい.,荷乗機が荷乗量を変更し,貨物の重量は正常に戻ります (正規貨物にはチェックマークがあります)

図5は,荷乗機が遅延時間後に荷乗量を変化させることを示しています.

遅延時間後,積載機は積載量を変更します.

ステップ4 - 負荷偏差を修正する

ステップ4では,荷乗機の荷乗量の減量方向への偏差がフィードバック制御によって修正される (図6のように).

図6 負荷偏差の修正

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生産ラインの輸送速度が不変である場合,詰め機とチェックウェザーの間の距離が増加した場合,詰め込み機とチェックウェイガーの間により多くのパッケージが位置します理想的な状況では,この時間帯は長くなってしまいます.チェックウェガーは,充填機に可能な限り近くに置かれ,充填重量の変化に最も直接的かつ迅速に反応する必要があります..

リフードバック制御は,充電器の充電量を時間とともに調整できることを示します.連続的な近似によって達成できる (図7のとおり).

図7 フィードバック制御の傾向グラフ

図7 フィードバック制御 トレンドチャート オリジナル画像をダウンロード

4. フィードバック制御の応用例
4.1 牛乳の詰め物
特定のグループ企業の液体ミルク500gのパッケージの国内標準はパッケージ付きで508gで,生産プロセス制御指数は510gです.平均的な詰め物重量は 515.231g,波動幅は17.5g. 当初の処理には計量装置がなかったし,詰め機はテトラパック製品だった.機械装置の充填量を制御するために,手動のノブと引くワイヤルによって手動で充填量を調整しました自動制御試験は,ビゼルバドイツ製のCWM750秤を用いて行われました.まずは秤をテストし,体重分布曲線データは理想的正常分布に近い自動制御試験では,目標重量は510.3g,上限値TO1は512.6gと設定されました.低限限界値TU1は508gと設定されました計量器のフィードバック信号に基づいて,自動制御試験を実施した後,充填量の自動調整は,リードスクリューを動かし,レバーを調節するステップモーターによって達成された (図8のように).試験結果は,平均的な詰め込み重量は510.299gに減少し,変動幅は8gに減少した.平均して1袋あたり4gの牛乳が節約されました.相当な経済的利益をもたらす.

図8 液体ミルクを詰めるためのフィードバック制御システムの図面

図8 液体ミルク詰めのためのフィードバック制御システムの図面

1- 秤
2 体重表示
3 体重偏差に基づいて異なるパルス数を持つ信号
制御システム PLC + HMI
5-ステップモーター
6- 接続棒
7- 充填量調整レバー
8- テトラパック 梱包機

4.2 歯磨き粉の詰め物
Thermo Fisher Scientific installed a dual-channel checkweigher on Procter & Gamble's toothpaste filling production line in Guangzhou to detect and control the weight of toothpaste (as shown in Figure 9).

歯磨き粉の重量範囲は10gから250gで,最大長と幅はそれぞれ220mmと40mmである. 流出量は1分間に120枚,精度は0.1gである.歯磨き粉の詰め込みラインにチェックウェージャーの装置を追加することによって,上下重量制限を制御するだけでなく,フィードバック制御オプションを追加して歯磨き粉の詰め込み量を制御することができます.品質の低い製品の割合を大幅に削減する. フィードバック設定の上限範囲は,標準値の許容偏差の上限と拒絶の上限の間にあります.フィードバック制御の下限範囲は,標準値の許容偏差の下限と拒絶の下限の間にある (図10)最新のサンプルキューデータの実際の平均重量値に基づいて,フィードバックエラー調整値のパルス幅を得ます.

図9 歯磨き粉の詰め込み生産ラインの2チャネルチェックウェージャー

図9 歯磨き粉の詰め込み生産ラインの2チャネルチェックウェージャー オリジナル画像ダウンロード

図 1-0 フィードバック制御調整範囲

図 10 フィードバック制御調整範囲 オリジナル画像をダウンロード

上限と下限のフィードバック出力はリレーパルス出力を採用し,この出力は,サーボモーターを制御し,制御ピッチを変更するために,詰め機械のスイッチ入力に接続されます.歯磨き粉の詰め込み量を調整する例えば,歯磨き粉の重量サンプリング値が低下していることが検出された場合,体重計は,歯磨き粉の詰め物量を増加させるために,詰め機に調整信号を送ります..詰め機が歯磨き粉の詰め量を調整する過程で,秤は調整信号を送らない.調整後,詰め込みマシンで満たされた歯磨き粉は,重量秤を通過すると歯磨き粉の重量サンプル値の減少傾向が修正されたことが確認できます.歯磨き粉の重量サンプル値が依然として品質要件を満たしていない場合,計量器は再び補填機に調整信号を送ることができます.フィードバック制御が追加される前に,プロクター&ギャンブルは,詰め込みシステムの誤りによる重量不足を避けるために,歯磨き粉の各チューブを2g過剰に満たして詰め込み量を制御しました.1分間に120本のチューブを生産するオーバーフillingを1gに減らせば,年間120トンの歯磨き粉のフilling量が節約できます.これは1つ増えるということです.200万個の歯磨き粉のチューブを埋めることができます. チューブあたり2元で計算すると,年間損失削減は240万元です.高速高精度計の市場価格は400以下投資費用は2ヶ月以内に回収できます

4.3 ベーグル・ダストを切る
人 は,英国 の バゲル 工場 で 生産 さ れ て いる バゲル を 愛し ます.これ は 人 の 急速 な 生活 習慣 に 適合 し て おり,経済 的 で 簡単 に 食べ られる スナック です.工場 は 顧客 の 基準 に 準じ て いる バゲル を 生み出す こと に 熱心 です消費者の満足度に影響するので,ベーゲルは軽微な過重量ではなく過重量です.しかし,過重量のベーゲルは工場の利益率に影響します.軽すぎたり重すぎたりしたベーグルには 魅力的でない円形があります切る過程でパンの容量が膨張する傾向があるため,この課題は複雑です.密度を減らし,スライスされた生地分の重さを減らし切断機でほぼ同じ容量の粉末を切れるが,一連の開始時に切る粉末は,一連の終わりに切る粉末よりも重い.

メットラー・トーレドの高速道路会社は,製造業者向けにチェックウェザのソリューションを提供しています.粉末を同じ大きさや形状の粉々に切る生産ラインは1分間に75個のベーゲルを生産し,総生産量は300個/分です.生産ラインに組み込まれている操作者は計量ディスプレイのタッチスクリーンユーザーインターフェースを通じて4つの生産ラインを監視し制御できます.高速チェックウェイガーからのデータは,切断マシンとリアルタイムで通信し,切断のペーストの重さを調整することができますチェックワイガーは,過重の信号を検知すると,切断機によって切断されたパンの重量を減らし,過重の信号を検知すると,切ったパンの重さを増加させるチェックワザーのフィードバック情報は,パンの切断機に送られます.発酵の影響を受けず,切った生地の重量に常に一致しているように新システムは,過剰な充填を削減し,劣質な製品を削減し,効率を向上させることができます.高速マルチチャネルチェックウェガーは,完全にステンレス鋼構造を採用します.厳格な清掃と衛生要件を満たし,超えている高圧と高温の洗浄のための厳格なIP-69K規格にも適合しています

4.4 牛肉切片用トレイのパッケージ
アメリカ合衆国 北西太平洋地域では 牛肉を切る機械が使われており 梱包機は 牛肉切片を泡のプラスチックのトレイに置きますトレイは,包装のために外包装マシンに送られます.各トレイの牛肉切片の重量は1.00ポンドから1.05ポンドです.トレイの重量は合格であれば,それは標識付けされ,出荷のために箱に入れます.トレイの重量は合格でない場合,標識が付かないスタッフは手動で取り外したパッケージを開けて,泡プラスチック用トレイを捨て,牛肉のスライスを返してください.装置の構成の問題で牛肉切片包装機と重量・価格ラベル機の距離はかなり大きい.この2つの機械の間を,このような大きな距離でフィードバックループを確立することは困難ですトレーの拒絶率は20%以上です

再加工に必要な時間を短縮するために,顧客はトレイ内の牛肉切片の重量を1.05ポンド以上に設定し,トレイの過剰充填量を増加させた.梱包時間が短かった場合廃棄されるパッケージの数を削減するために,顧客は重量設定の上限を1.10lbsまで引き上げます.過剰に詰め込まれた商品の数が著しく増加しました消費者が損失を負うのは 梱包の無駄遣い,過度の労働費,過重包装の再加工,過積荷によるものです彼らは常により良い解決策を探しています.

顧客は,牛肉切片包装機の直後に米国から輸入されたVBSチェックウェイガーを設置した.牛肉切片包装機と重量価格ラベル機との元の距離100パレットと比較してパッケージの重量傾向についてフィードバックを提供することで,各パレットの牛肉切片の重量を迅速に調整することができました.この 方法 に よっ て,顧客 は 梱包 する 前 に 過剰 な 体重 を 抱く パレット を すぐ に 取り除く こと が でき まし た質量不適合のパッケージの数が大幅に減少する.

計量器 を 設置 し た 後,パレット の 2% も 体重 の 範囲 を 超え て い まし た.再 処理 の 量 は 95% 減っ て い まし た.その結果,顧客 は 年 に 67,000 ドル を 節約 し まし た.商品を包装から取り出すための労働費は含まれていません.さらに,パレットの牛肉切片の重量範囲を1.00ポンドから1.04ポンドに調整し,過填量を28%削減しました.各パレットの平均重量は1.014ポンドから1.025ポンドでした.この 微小 な 重量 の 違い に よっ て,年間 収入 は 102 ドル に 達 し まし た,000この顧客は年間収入を約17万ドル (労働費を除く) に達し,数週間で計量器への投資を回収しました

5 結論
計量器の自動制御により,貨物の純重量が要求事項を満たすだけでなく,企業の利益を最大化するために可能な限り商品の過負荷を最小限に抑える生産現場の実際の条件に応じて取られる様々な措置は,利用者がこの目標を達成できるようにします.