意大利VENTOMATIC公司生產(chǎn)的GEO系列多嘴旋轉(zhuǎn)包裝機(jī)與其它包裝機(jī)相比，其硬件上的特點(diǎn)之一是運(yùn)動(dòng)部分與靜止部分信息交換采用MagicBox－光電耦合接口替代傳統(tǒng)的機(jī)械饋電滑環(huán)，性能更加可靠。特點(diǎn)之二是用絕對(duì)編碼器取代了接近開關(guān)檢測(cè)各嘴的位置，使去皮、裝料和掉袋動(dòng)作控制更精確。軟件特點(diǎn)是采用了袋重偏差自動(dòng)修正算法。以下簡(jiǎn)要介紹該包裝機(jī)計(jì)量系統(tǒng)的特點(diǎn)以及常見故障處理，以期對(duì)同類設(shè)備的設(shè)計(jì)與維修有一定的借鑒作用。

1 計(jì)量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
1.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

圖1是該包裝機(jī)控制系統(tǒng)方框圖。包裝機(jī)上每個(gè)卸料口有1套獨(dú)立的稱重控制單元(Ventodigit),通過(guò)連接的荷重傳感器檢測(cè)灌裝重量，完成卸料閘門的啟閉、排灰葉輪的開停以及落袋等全部控制過(guò)程。每個(gè)控制單元都掛接在通信總線上，但互不影響。機(jī)上控制單元的通信總線由稱為Ventoring的單元進(jìn)行管理，并實(shí)時(shí)傳遞到Magic－Box(光電耦合接口)，實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)旋轉(zhuǎn)部分與靜止部分控制設(shè)備間的通信。

各卸料口的位置由安裝在包裝機(jī)立軸上的光電編碼器進(jìn)行檢測(cè)。該信號(hào)在Magic－Box節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成通信信號(hào)通過(guò)Magic－Box發(fā)送到旋轉(zhuǎn)部分各卸料口的控制單元，用于協(xié)調(diào)控制灌裝過(guò)程中的自動(dòng)去皮、開閉閘門以及卸袋動(dòng)作的正確位置。Magic－Box節(jié)點(diǎn)還將來(lái)自稱重控制單元的報(bào)警信息發(fā)送到主節(jié)點(diǎn)，并由主節(jié)點(diǎn)送到鍵盤控制臺(tái)顯示。同時(shí)它還將包裝機(jī)產(chǎn)量設(shè)定信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào),控制變頻器來(lái)調(diào)整包裝機(jī)轉(zhuǎn)速。

連接在通信總線上的鍵盤控制臺(tái)主要完成以下功能：
　　1)用于輸入控制單元Ventodigit和外圍輔助設(shè)備的組態(tài)參數(shù)。
　　2)啟動(dòng)停止包裝機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)整包裝機(jī)產(chǎn)量。
　　3)啟動(dòng)停止包裝機(jī)的喂料。
　　4)手動(dòng)測(cè)試某卸料口的功能。
　　5)調(diào)整設(shè)定光電編碼器的基準(zhǔn)位置。
　　PLC節(jié)點(diǎn)主要用于控制包裝機(jī)以及外圍上下游輔助設(shè)備的工作聯(lián)鎖。如包裝機(jī)小料倉(cāng)內(nèi)的料位控制、卸包皮帶及破損包裝袋的處理等。

主節(jié)點(diǎn)是控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)中心，它處理連接到網(wǎng)絡(luò)上所有設(shè)備的各種信息。
1.2 灌裝工作過(guò)程及顯示
　　稱重控制單元的一個(gè)特點(diǎn)是不僅實(shí)時(shí)顯示包裝重量而且隨各卸料口的工作進(jìn)程顯示相應(yīng)代碼。當(dāng)卸料口一切備妥時(shí)顯示代碼“P”；插入包裝袋并被控制單元檢測(cè)到時(shí)顯示變?yōu)椤癰”。當(dāng)卸料口旋轉(zhuǎn)到預(yù)置的自動(dòng)去皮位置時(shí)，開始清除包裝袋自身以及稱量平臺(tái)上積灰等額外重量，顯示代碼“C”，同時(shí)重量顯示變?yōu)椤?”。隨后卸料閘門完全打開，排料葉輪起動(dòng)，這一階段為快速灌裝，顯示代碼“U”。如果此時(shí)灌裝速率低于9kg/3s，控制單元?jiǎng)t認(rèn)為包裝袋未能正確與卸料口吻合或包裝袋破裂，停止繼續(xù)工作并自動(dòng)卸載包裝袋。當(dāng)包裝袋重量達(dá)到預(yù)定的參數(shù)值時(shí)(75％額定包裝袋重量)，卸料閘門部分打開，包裝袋充填速度減緩，這時(shí)顯示代碼“L”。當(dāng)灌裝重量達(dá)到額定值時(shí)，卸料閘門完全關(guān)閉，排料葉輪停止運(yùn)轉(zhuǎn)，顯示代碼“F”。控制單元寄存本次稱量結(jié)果，以備后續(xù)灌裝控制誤差修正之用。當(dāng)卸料口到達(dá)輸送皮帶位置時(shí)，灌裝好的包裝袋被釋放，顯示代碼“n”，完成一個(gè)灌裝過(guò)程。
1.3 袋重偏差的自動(dòng)修正
　　由于各種因素的影響，每一袋裝袋灌裝的物料量并不完全與設(shè)定的額定重量相同。因此為保證袋重精度，及時(shí)修正袋重偏差是十分必要的。
　　袋重偏差的自動(dòng)修正并非簡(jiǎn)單地用上一袋實(shí)際重量與額定值的偏差來(lái)修正下一袋的灌裝重量。而采用了誤差限制和算術(shù)平均的計(jì)算方法來(lái)獲取正確的修正值。
　　首先，當(dāng)實(shí)際袋重與額定重量之間偏差過(guò)大，超出設(shè)定的誤差范圍時(shí)(一般誤差限設(shè)為±1.5kg)，該袋重值不被計(jì)入平均值計(jì)算過(guò)程中，而是給出報(bào)警提示代碼。因?yàn)楫a(chǎn)生較大的誤差往往是由于系統(tǒng)中某些部件損壞或工作異常造成的，如不進(jìn)行檢修是不能解決問(wèn)題的。
　　開始灌裝后因無(wú)以前寄存的袋重?cái)?shù)據(jù)，第1袋實(shí)際重量與額定重量的偏差用于計(jì)算后續(xù)第2袋與第3袋的額定重量。新的額定重量為第1袋的額定重量減去第1袋的偏差量。當(dāng)?shù)?袋與第3袋灌裝完成后計(jì)算實(shí)際平均重量與當(dāng)前額定重量的偏差，然后再用當(dāng)前額定重量減去這一偏差作為第4～7袋的額定重量設(shè)定值。根據(jù)第4～7袋實(shí)際重量的平均值與當(dāng)前額定重量的偏差，用上述同樣方法計(jì)算出第8～17袋的額定重量設(shè)定值。以后每10袋計(jì)算1次實(shí)際灌裝重量平均值與當(dāng)時(shí)額定重量的偏差，并以此值修正后10袋的額定重量。

2 常見問(wèn)題原因及處理
2.1 調(diào)速電動(dòng)機(jī)變頻器最高工作頻率的設(shè)定
　　包裝機(jī)的產(chǎn)量可以通過(guò)鍵盤控制臺(tái)設(shè)定，由Magic－Box節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成0～10V控制電壓信號(hào)，并送到變頻器輸出電源頻率設(shè)定信號(hào)輸入端，通過(guò)改變交流電動(dòng)機(jī)電源的頻率來(lái)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)產(chǎn)量的調(diào)整。為使設(shè)定產(chǎn)量與實(shí)際產(chǎn)量對(duì)應(yīng)，在安裝調(diào)試時(shí)進(jìn)行一次變頻器輸出電源最高頻率的調(diào)整是必要的。而平常產(chǎn)量設(shè)定根據(jù)插袋工的熟練程度決定，一般設(shè)為1500～2000袋/h。
　　通過(guò)公式(1)計(jì)算出額定最高產(chǎn)量為B(袋/h)時(shí)對(duì)應(yīng)的變頻器最高額定頻率：(1)

式中：
i——減速器速比；
p——電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)；
m——卸料口數(shù)量。
公式(2)作為經(jīng)驗(yàn)公式可方便地求得與包裝機(jī)設(shè)定產(chǎn)量一致的變頻器最高頻率值：(2)

式中：
fD——工廠設(shè)定頻率缺省值；
Bs——設(shè)定產(chǎn)量值；
Ba——實(shí)際產(chǎn)量值。
再將該值置入變頻器的組態(tài)參數(shù)菜單中即可。

2.2 卸袋動(dòng)作位置不正常，包裝袋不能準(zhǔn)確落到輸送皮帶上
　　包裝機(jī)的卸袋位置是由卸料口位置檢測(cè)光電編碼器發(fā)出的信號(hào)決定的。這種故障顯然是因編碼器發(fā)生問(wèn)題所致。一種原因是更換編碼器后未能重新寄存編碼器的基準(zhǔn)位置或卸袋位置參數(shù)調(diào)整不當(dāng)。編碼器的基準(zhǔn)零位是以1號(hào)卸料口處于卸袋輸送皮帶中心線時(shí)的值為參考基準(zhǔn)。由于其它各卸料口均勻分布，故其它各卸料口的位置均是在此基礎(chǔ)上通過(guò)程序推算出的。如果1號(hào)卸料口定位不準(zhǔn)確則會(huì)造成基準(zhǔn)偏差，使所有卸料口出現(xiàn)卸袋動(dòng)作位置不正常。這種情況下，需人工將包裝機(jī)的1號(hào)卸料口轉(zhuǎn)到正對(duì)卸袋輸送皮帶中心線，重新寄存編碼器基準(zhǔn)零位。另外還須檢查卸袋位置參數(shù)是否合適。
　　另一種情況是個(gè)別卸料口隨機(jī)出現(xiàn)卸袋位置不正常，這往往是因編碼器自身故障造成的。它是12比特絕對(duì)型角度編碼器，內(nèi)部的碼盤一周被分成4096個(gè)扇區(qū)，每一扇區(qū)對(duì)應(yīng)12對(duì)光電元件。如此精密的傳感器一旦由于振動(dòng)過(guò)大或進(jìn)入一些灰塵會(huì)造成光電元件不能正常檢測(cè)，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤的位置代碼，導(dǎo)致卸袋位置偏差。出現(xiàn)這種故障時(shí)需更換編碼器并要將其密封好。

2.3 包裝袋在線檢測(cè)不能正常工作
　　包裝袋在線檢測(cè)是靠檢測(cè)安裝在卸料口袋夾上的壓縮空氣噴嘴的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。正常工作時(shí)，如果沒有包裝袋夾在卸料口上，噴嘴排出的壓縮空氣得以釋放，殘留壓力很低，用于檢測(cè)的壓力開關(guān)接點(diǎn)斷開；而當(dāng)包裝袋被袋夾夾緊時(shí)，壓縮空氣不能排出使噴嘴壓力增高，壓力開關(guān)接點(diǎn)閉合。稱重控制單元收到該信號(hào)后在卸料口旋轉(zhuǎn)到灌裝啟始位置時(shí)卸料閥門打開，排料葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)，往外輸送物料。
　　包裝袋在線檢測(cè)不能正常工作主要有2種情況：
一種是包裝袋未在線，但在灌裝位置卻起動(dòng)灌裝。這是因?yàn)榇鼕A處的壓縮空氣噴嘴及其管路被物料堵死，造成壓縮空氣壓力不能釋放,產(chǎn)生誤信號(hào)所致。只要對(duì)管路及噴嘴進(jìn)行清理即可解決問(wèn)題。另一種情況是包裝袋已在線但灌裝不能起動(dòng)，這是因?yàn)榉Q重控制單元未接收到包裝袋已在線的信號(hào)。首先應(yīng)檢查檢測(cè)壓力開關(guān)與控制單元間的接線是否正常，其次檢查噴嘴處壓縮空氣的壓力是否足夠。如果壓力較低應(yīng)檢查氣源管路是否被異物堵塞。如果壓力足夠而無(wú)信號(hào)響應(yīng)則應(yīng)檢查壓力開關(guān)設(shè)定值是否合適。

2.4 二次灌裝失敗，出現(xiàn)“ErrBL”報(bào)警信息
　　這種故障往往是由于卸料口處積料結(jié)垢使卸料口通徑變小、阻力增大而不能將包裝袋充滿引起。另一種原因是由于物料濕度大、流動(dòng)性差造成排料葉輪處出現(xiàn)空洞，物料無(wú)法排出。只有對(duì)結(jié)垢和包裝機(jī)灌裝倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行清理才能消除這種故障。

2.5 自動(dòng)去皮失敗，出現(xiàn)“ErrAU”報(bào)警
　　自動(dòng)去皮參數(shù)的大小應(yīng)根據(jù)單個(gè)包裝袋的重量和稱量平臺(tái)上可能的積料重量適當(dāng)選取，不易過(guò)大。否則當(dāng)計(jì)量系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致皮重變化時(shí)不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)。當(dāng)稱量平臺(tái)上沉積的物料長(zhǎng)時(shí)間得不到清理，積累過(guò)多時(shí)會(huì)出現(xiàn)超出自動(dòng)去皮范圍出現(xiàn)報(bào)警。只要將沉積的物料清除掉即可解決問(wèn)題。另一種原因是由于荷重傳感器損壞或稱量平臺(tái)力傳遞系統(tǒng)的彈性鋼片固定螺絲松動(dòng)或斷裂導(dǎo)致皮重變化過(guò)大，超出去皮范圍，此時(shí)應(yīng)對(duì)損壞部件更換并緊固好固定螺栓。