自動衡器的智能化發展趨勢

劉宇清

摘 要：隨著現代信息技術的發展，自動衡器發展速度日益加快，為社會生產與生活帶來較多便利。此次研究主要是探討分析自動衡器的智能化發展趨勢，希望能夠對相關人員起到參考性價值。

關鍵詞：自動衡器;智能化;發展趨勢

自動衡器在稱量期間，無需操作人員干預，按照預設處理程序開展自動化操作，有效結合自動化技術與稱量技術，因此在冶金、醫藥、食品加工、煙草等領域得以廣泛應用，可以實現散料動態化稱重計量與優化配比，能夠為社會生產提供計量數據，還有助于實現節能減排目標，為產業發展提供源動力。

1 自動衡器的特點分析

自動衡器一般需要連接到輸送設備上，輸送設備形式、輸送能力、安裝條件與工藝要求均不同，因此對于自動衡器需求的呈多樣化特點。由于自動衡器所涉及的技術非常多，例如互聯網技術、通信技術、電子技術、計算技術等，且不同領域都受到技術應用的限制，且技術進步對自動衡器的影響非常大。如當國家檢定標準變化時，此時必須更新產品。自動衡器多是在運行狀態下工作，為了實現技術創新，需要應用到力學知識與數學模型，建立新型測量方法和計算方法，并且合理應用傳感技術與新型材料。當前，自動衡器的技術復雜度不斷降低，且多數應用場合的計量性能持續增加，相應增加自動衡器的研究深度與難度。

隨著自動化生產線的發展，自動衡器發展于20世紀50年代。在80年代開始，我國自動衡器引進國外先進技術，其后模仿和套用技術，在信息技術支持下，開始自主研發自動衡器制造技，逐步實現技術創新，不斷擴大自動衡器市場份額。現階段，多數自動衡器具備集成化、網絡化與自動化特點，可以應用于不同生產線上。但是，自動衡器的智能化技術水平低下，還依賴于人力進行保養維護，確保自動衡器運行期間的穩定性，提升稱量精度。

2 自動衡器的發展趨勢

隨著社會經濟的快速發展，我國在政府工作報告上提出“中國制造2025”，推廣建設智能工廠，實現制造與生產過程的智能化。自動衡器屬于智能工廠的重要設備儀器，必須不斷提升智能化應用水平。為了實現自動衡器智能化發展，必須處理好以下問題：第一，加快自動衡器稱量速度，提升運行穩定性和運行效率，最大限度維護稱量精準度，確保自動衡器具備高性能、高速與高精度優勢特點，全面滿足智能生產線的生產制造要求。第二，強化自動衡器的自診斷、自校準、自維護等功能，減少人工過度參與和干擾，可以滿足新型智能工廠的無人化、自動化控制要求。因此，自動衡器的智能化發展過程中，必須注重以下內容：

2.1 研發智能稱重傳感器，提升稱量精度

在自動衡器中，稱重傳感器屬于核心器件，對自動衡器的稱量精度造成直接影響。在研究和開發智能化、數字化稱重傳感器時，必須優化傳統的數字變送、模擬信號等方式，增設智能軟補償功能，以此消除滯后誤差、蠕變誤差、線性誤差與溫飄誤差等。通過數據信號處理技術，有助于加快信號采樣速率，明顯提升信號采樣精度。目前最新研發的數字化稱重傳感器，就是借助數據信號處理技術，確保稱重傳感器的精度指標持續提升。

2.2 研發智能化稱重儀表，加快稱量速度

在自動衡器設備中，稱重儀表主要是采集傳感器信號，同時對自動衡器執行機構動作進行控制，實現稱重功能、定量給料功能。智能稱重儀表有效結合傳統稱重儀表與人工智能技術，在稱重儀表中引入信號分析技術，通過快速傅里葉變換與數字濾波作為主體，可以增設不同的信號處理功能，全面加快自動衡器的稱量速度。國外某制造企業研發出智能檢重秤，配置智能稱重儀表，可以確保稱重精度達到0.005g標準，且稱量速度為400次/min。

2.3 優化機械結構，增設智能化功能

自動衡器運行期間，會由于蠕變和積灰等因素，導致衡器零點漂移，為了消除漂移現象，所以必須對自動衡器進行“調零”處理。在校準處理時，需要應用標準砝碼檢驗自動衡器，保證稱量精度滿足衡器精度等級。在自動衡器運行期間，校準與調零屬于重要操作步驟。現階段，自動衡器均采用人工方式完成校準與調零操作，既擴大了人力與物力投入量，還會干擾設備運行。企業生產線上多安裝自動衡器，受到安裝空間影響，會加大人工校準難度，因此必須研發出自動化校準機構。新型智能化自動衡器可以自動化跟蹤零位，同時實現自動化校準操作。由電控系統按照設備運行狀態，自動化完成校準與調零操作，不需要人工操作，可以確保自動衡器運行期間的稱量精度。例如國外某企業研發的三橋自校準電子皮帶秤，組成包括稱重機構（兩組）、稱重料斗（一組）、刮板取料機（1個）、螺旋輸送機。在操作期間，通過刮板取料機在線取料，同時通過稱量料斗稱量，對電子皮帶秤進行校準處理。采用電控系統對不同組稱重機構的稱量數據進行自動化比較，并且可以通過自動運行校準程序，在線自動化校準物料。還有我國某企業所開發的自動鏈碼標定系統、零位自動化跟蹤軟件功能等，廣泛應用于煙草行業的電子皮帶秤上，可明顯減少皮帶秤自動衡器的檢修與維護工作量。

2.4 研發專家診斷系統，實現遠程維護

在云計算技術、物聯網技術快速發展過程中，國家開始關注物聯網建設工作。國內外自動衡器生產廠家開始研發出遠程專家系統，將無線網絡通信技術應用到物聯網技術中，可以實現用戶終端設備的遠程檢測、通信與控制，同時結合專家人工經驗、計算機數據分析等組成的專家系統，分析和預警用戶設備的故障，同時采取措施予以處理，為用戶提供優質的產品服務。如我國某衡器生產廠家開始研發出皮帶秤遠程專家系統，該系統就是基于物聯網技術所研發的。

2.5 研發運行維護系統，實現智能化運維管理

在自動化生產線上常常應用自動衡器設備，當設備無法正常應用時，將會影響整個生產線的運行。傳統生產線設備發生故障問題時，就會影響產品的合格率，加大企業的經濟損失。所以必須按照設備全壽命管理思想，采用傳感器采集數據信息，通過信息技術、人工智能算法，對設備運行狀態進行監控與評估。設備出現故障問題之前，可以準確預測故障隱患，同時提供維護保障建議，避免設備頻繁出現異常停機事件。在應用智能化運維功能時，可以將被動式檢修活動逐漸轉變為先導式檢修維護，從根本上提升設備運行安全性與穩定性，特別是可以應用到無法聯網的遠程專家診斷系統中，可以明顯減少用戶運營成本，全面提升設備運行的可靠性。

3 結束語

綜上所述，在國家智能化生產與制造發展戰略下，自動化生產線可以實現智能化發展，因此必須轉變傳統的自動衡器產品，實現智能化升級與改造。此次研究分析了自動衡器的智能化升級，不斷提升設備的自維護、高速度、高精度水平，同時注重研究自診斷與自校準，全面滿足智能化生產對設備性能與功能的要求，從根本上提升自動衡器的智能化水平。

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