自動稱重在三氧化二銻產品噸包裝系統中的應用

彭金輝

（錫礦山閃星銻業有限責任公司，湖南 婁底 417000）

隨著稱重、控制技術的進步與發展，自動稱重包裝系統在食品、化工、冶金等行業得到了廣泛的應用。但在銻行業中自動稱重包裝技術還停滯在小袋包裝線上，主要緣由是三氧化銻產品物料的理化指標的特殊性。錫礦山閃星銻業有限責任公司三氧化二銻每年的包裝產量達22000噸左右，包裝仍處于人工敲打排氣、等待加料的現狀，勞動強度大，環境揚塵大，不利于工人的身心健康；偶有金屬異物留在產品中，產品質量得不到根本保證。

1 自動稱重包裝應用的基本情況

1.1 系統方案

（1）設計數據。包裝凈重：1000～1500kg/包；計量精度：±0.2%F.S；稱重能力：10～15包 /小時。工作形式：人工套袋—懸掛吊帶—氣動夾袋—充氣吹袋—充填及自動稱重—料袋下落—松解袋口—吊帶脫鉤—鏈板輸送機輸送。

（2）物料特性。物料名稱：三氧化二銻粉料；堆積比重：0.7t/m3；休止角：30°～32°；物料粒度：0.3～1.5 微米。

（3）工作環境。溫度范圍：-10～40℃；相對濕度：＜95%（無凝露）。

（4）公用工程要求（單臺）。控制電源—電壓：220V（+10%～-15%）；頻率：50Hz功率：1kW；動力電源—電壓：380V（+10%～-15%）；頻率：50Hz功率：4kW；壓縮空氣—壓力：0.4～0.6MPa；耗氣量：30m3/小時。

（5）充填工藝完善：設有空袋充氣、回風或除塵、螺旋抽氣、袋振動等多道實用的充填工序，確保IBC集裝袋最佳的填充效果。

（6）包裝袋具有較好的適應性：能夠適應容積為1000～1500L范圍內的尺寸變化。

（7）操作簡單方便：空袋上袋：可以手動懸掛吊帶，利用氣動方式來夾緊袋口。

（8）重袋落袋：完成稱重充填以后可以自動進行袋口松解以及吊帶脫鉤工序。

（9）人機界面友好：6”觸摸屏式的中文人機交互界面，可方便輸入各種稱重控制參數并伴有幫助菜單提示。同時具有動態稱重狀態顯示及監控等多種功能。

（10）可靠性高：電氣系統主要元件采用SIEMENS以及TE產品；氣動系統主要元件采用CKD、SMC產品。物料接觸部分采用耐磨性好的錳鋼制作,所有氣缸均加裝防塵套。

（11）對袋進行振動夯實方式，力求排出空氣。

（12）在出料口增加金屬檢測儀，對金屬異物報警。

（13）包裝袋數據。材料：外層PP編織袋，內層PE薄膜。包裝袋尺寸（如圖1、表1）。

圖1 包裝袋尺寸圖

表1 包裝袋尺寸表 mm

1.2 噸包裝自動稱重系統目前的技術水平

梅特勒－托利多作為稱重行業的龍頭老大，在噸包裝自動稱重系統中，同時應用了他們自主專利產品－金屬自動檢測儀。為企業客戶的應用提供了產品質量保證。該噸包裝系統在超細炭黑行業中抽氣與金屬異物檢測應用成功，已達到了國際先進水平。為銻行業三氧化二銻噸包裝系統的應用與研制提供了技術路線。

2 技術路線創新

2.1 包裝系統創新及技術路線

包裝秤采用真空脫氣、自動包裝稱重計量方式，集裝袋懸掛在稱重平臺上，其中專為三氧化二銻物料設計的垂直下料螺旋及花盤組合而成的給料裝置，可對集裝袋進行快速、精確的物料充填。包裝系統示意圖如圖2。

圖2 包裝系統示意圖

（1）緩沖料倉。上部進料口跟儲料倉下的溜管法蘭直接連接，下部出料口跟給料裝置法蘭直接連接。緩沖料倉上設置除塵口、均壓口以及納米真空室，在物料進入包裝袋之前，將空氣有效排除。同時將用戶儲料倉中的物料均勻分配給DCS-1000G型電子包裝秤的給料裝置，發揮著緩沖料流的功能。出料口配置有調節流量的手動插板閥門。

（2）給料裝置。采用專為三氧化二銻物料設計的垂直下料螺旋及花盤的給料結構，依靠螺旋輸送進行給料。通過對電機的三段變頻調速（粗、中、細），易于控制并可獨立進行調整。除此之外，再加上適當修改預置點參數，可以有效保證粗、中、細加料量的比例，確保系統在保證高精度的重要前提下有效提升包裝效率。花盤可以有效避免殘余物料跌落而降低系統包裝精度以及對環境產生污染。

（3）稱重平臺。稱重平臺選用精度高、穩定性好以及耐沖擊的SB型稱重傳感器，同時利用專用傳力連接機構對其輔助配合，使其具有過載、限位等多種功能。

（4）升降機構。升降機構被固定于稱重平臺之上。具體包括二只氣動升/降機構、四只導向機構等。根據現實的充填情況，可以將稱量中的料袋上下升降數次，以確保填充效果。

（5）掛-脫袋/夾袋裝置。掛-脫袋/夾袋裝置固定在升降機構的氣缸底部并施力于稱重平臺上。具有手動懸掛吊帶、氣動夾緊袋口，落袋自動松解袋口、吊帶自動脫鉤等多種功能。

（6）充氣/回風裝置、除塵接口。充氣/回風裝置、除塵接口匯集空袋充氣與回風除塵等多種功能于一體，裝置中包括空氣放大器、充氣/回風除塵管路、氣動蝶閥等構件。

（7）鋼結構框架。采用碳鋼結構，具有足夠的強度及剛度，用以固定整個包裝秤的稱重平臺。

（8）稱重控制柜。控制整個包裝系統的工作。具體包括SIEMENS S7-300系列可編程控制器、EM277通訊擴展模塊、TP170B觸摸顯示屏、24V開關電源、OMRON繼電器、控制柜體等。其中矩陣式觸摸顯示屏，一方面可實時顯示DCS-1000G的工作狀態，另一方面可按操作權限對DCS-1000G的參數進行設置，并有幫助菜單進行提示，人機對話功能強，操作界面靈活。

2.2 系統主要特點

（1）自動或手動進行切換、自鎖。手動操作主要用于檢修、調試或者應急處理，正常情況下均為自動操作。

（2）給料速度雙速可調。

（3）實時顯示重量以及檢測誤差，誤差過大時會立即報警。

（4）利用TraxDSPTM抗振動技術有效排除生產振動的影響，確保稱量精度。

（5）稱重控制參數采用具有中文人機操作界面的觸摸屏輸入模式，附帶幫助提示菜單。

（6）稱重控制系統與金屬檢測儀進行聯鎖報警。

（7）故障自診斷。稱重控制終端具有故障自診斷功能（代碼顯示）。TP170B觸摸屏對故障信息進行分類顯示。

（8）自動回零，每次循環都會檢測零位，并糾正偏差，回零范圍可以利用儀表鍵盤進行設定。

（9）提前量修正功能可以較好的克服物料壓力以及料性變化的直接影響，進而有效保證包裝精度。

3 結語

項目研制成功投入運行后，大力改善工作環境，減輕勞動強度，提高工作效率。在銻行業中節能降耗、環境保護有著廣泛的社會意義。金屬檢測儀檢測金屬異物，對提升產品的質量有重要作用。