图1 在重量法定量称重设备中，精度是它的王牌，但它的优点还不止这些

为了保障产品的质量，流程工业企业使用了先进的自动化检测技术。借助于重量法定量称量控制技术能够准确地控制生产过程，同时完成称重过程中非常重要的工作任务——准确的生产记录。只有同时应用了现代化的控制、调节和文件记录系统才有可能实现许多生产领域中所要求的无缝连接的生产过程记录。

过去，称量少量原材料的工作需要手工操作，现在交给了自动化的重量法称量装置来完成。其中一个重要的原因是许多流程工业领域中对产品生产过程文件记录的要求，这也就提出了在高层次控制系统中对集成仪器设备的要求。

“定量称量和称重单元的精度共同决定了最后结果的精确度。”Hecht技术公司负责人Günther Hecht先生谈到输送物料工艺技术的基本前提时说。只有准确的定量技术在许多情况下是不够的。Hecht先生说：“例如，对定量仪器最大程度的保护、无死角的结构设计、无残留的清空、简单方便的清洁以及绝对符合卫生要求。”

图2 全数字式的控制和调节模块ISC-CM plus（控制模块）和ISC-FC plus（带有变频器的调节模块）在出厂时已完成参数赋值，并集成到定量称重设备中。这一集成式的机电一体化模块通过以太网或者现场总线可以与各种自动化系统连接

用户利用重量法定量称重的仪器设备可以实现定量称量过程的全面监控。“无论有产品还是没有产品，轴对称的称量仪器都在不停地旋转，它不是在对产品进行监控，而是完成自己的机械运动。”瑞士K-Tron公司的销售经理Guiseppe Bruneo先生解释说：“重量法称重设备能够自动地调节并不断地进行自查。”数字控制的重量汇总和调节技术保障了操作者能够准确地知道设备当前的工况。每次发生的故障都能够及时发现，而且在不增加称重设备电子元器件的情况下有很好的可追述性。

对于流程设备生产厂来讲，利用重量法定量称重装置代替体积式定量称重设备保证了无漏洞的质量认证文件。Brabender公司销售负责人Bernd Hüppmeier先生说：“只有结合电子控制、调节和文件记录系统才能生成这样的生产记录。有了这些资料之后可以很快地从内容方式和时间上确定所缺的东西，起到了很好的辅助作用。”用户会考虑电气柜、控制电气和电缆的维护保养费用的问题。为此，Brabennder先生研发设计了新一代定量称，所采用的技术集成了控制和调节元器件。

一般来讲，重量定量称重装置适合于各种松散物料的称重。同时，Hüppmeier先生认为：用户期望有最高的定量控制精度、高灵敏度和坚固耐用的、能够在恶劣的工作环境中使用的结构形式。为了适用于各种松散物料的称量，Brabender公司研发生产了具有不同定量仪器的定量差式定量称，其应用领域覆盖了从粉状到颗粒状、从纤维状到团絮状的所有松散物料品种。坚固耐用的机械结构和结合专用过滤技术的数字称重技术，保障了所需的定量称量精度和苛刻工作环境中的工作可靠性。

保证精确度

一些松散物料，尤其是中等至不易流动的松散物料对连续的定量称重技术提出了很高的要求。Gericke公司的生产经理Christian Neye先生说：“不易流动或者低流动性产品对定量精度提出的要求在不断提高。另外，定量称也应能够很好的集成到整个复杂的生产过程之中。”不少情况下还要考虑和注意到流程工艺所决定的压力差别、特殊的运行方式以及外部干扰的影响。“对定量控制的一致性和精度要求都在提高，同时，对整个系统精确度的要求也明显地提高了。”Neye先生说。

图3 “提供成套方案的重要性越来越高，应尽可能避免 ‘孤岛型’解决方案，让合作伙伴承担更多责任的同时也提高了项目的一致性。”
——Guiseppe Bruneo先生，K-Tron公司

位于德国Landsberg市的S.S.T.松散物料公司的研发工程师Dieter Zinz先生解释说：“在大宗松散物料定量控制的要求中，要求在增强大定量的称重能力、短生产节拍的情况下有着很高的定量称重精度。”在小批量松散物料的定量称重中，则要求在少量或者微量称重中有很高的称量精度。而很多情况下这些大宗、微量的松散物料都是一些不易流动、有很高附着性、易结块的工业领域中易受电气和机械干扰的原材料。“随着辅助原材料效率的提高和自动化技术的进步，原来一直手动定量称重的原材料都可以利用自动化技术进行定量称重，而在这自动化的定量称重中重量法定量称重有着重要的意义和作用。尤其是在食品、医药和部分的化工生产领域中，它们都更多地采用了微量定量称重设备。”Zinz先生说。

作为对市场需求的反映，S.S.T公司研发生产了PreciDos蜗杆式定量称重设备。这种蜗杆式定量称重设备带有快速反应的定量微调装置。利用数字式的输入输出设备，定量称重单元的控制系统可以直接与称量终端相互通信。这里无需PLC可编程控制系统，所有与时间有关的变量数据控制过程都无需PLC可编程控制系统的控制。专用的补充定量控制模块能够实现的最小校正量在克级范围内。例如：Solids PreciDos DN 65和Solids GSC 20回转式称量装置在具有内聚力的金属粉末称重过程中达到的精度为：堆比重1.8 kg/dm3，持久定量称重精度±1g。这种定量仪器得到了GMP认证和FDA认证，适合于在食品工业领域中使用。

图4 “只有把电气控制、调节和文件记录系统联系到一起之后才能真正实现完整无漏洞的生产记录。”
——Bernd Hüppmeier先生，Brabender公司

全套的解决方案

除技术外，Bruneo先生还提到了与用户之间的关系问题。“在用户需要你的时候你出现在那里，并提出了以解决方案为主导的建议，这是非常重要的。”在所提出的建议中应包括称重设备的可靠性、简单性和可操作性，用户服务以及全球性市场服务（技术服务、配件、技术咨询）。Bruneo先生认为，提供成套方案的重要性越高，越应尽可能避免 “孤岛型”解决方案，让合作伙伴承担更多责任的同时也提高了项目的一致性。“定量控制设备的补充安装非常重要，它是保障流程设备顺利工作的重要因素。因此，K-Tron公司为用户提供全套的解决方案。”

Neye先生坚信：“把定量称重设备集成到生产设备中是成功的基础。”而其中一个重要因素就是定量设备供应商、流程设备生产厂和用户之间的多方沟通，要非常明确相互之间的接口。“定量称重设备前、后的生产过程是什么？”这是Neye先生认为的一个核心问题。

对外的接口

在生产设备中机械安装、连接称重不是集成的全部。在可视化、配方管理、原材料传递、故障报警以及预防性的维护保养等方面与上一级主控计算机的通信非常重要。“真正的定量控制过程，间断但保持不变的反应时间和准确的停止位置在定量称重机构高速调节的情况下是必不可少的，并且在Solids方案中都由专用的控制器控制，由不同PLC可编程序控制系统组成，互不影响。”Zinz先生说。

图5 Q-Dos定量系统在生产过程中没有机械运动部件，非常容易清洁

原则上，应通过ModBus、Profibus、DeviceNet或Ethernet I/P等现场总线与上一级PLC可编程序控制系统相互连接。因此，能够快速响应、调节的控制系统是最重要的前提条件。高分辨率的模拟转换器、数字转换器和高性能CPU保障了这一切的实现。“控制系统应能对称重信号进行判断，识别定量时的差别，必要时给出报警提示信号，没有“过敏反应”（过滤器对振动和干扰不敏感），例如对松散物料密度的变化、补充上料的数量等等不敏感。”Neye先生说。Easydos Pro定量和称重系统不仅满足了批次生产、连续重量式称重（重量损耗）的需要，而且也适合于带式称量设备的控制。它的控制调节单元Trend Tec也可以在没有PLC控制的情况下运行。

在流程工艺技术中，利用定量差式称和定量皮带秤定量称重松散物料时，用户还从经济性的角度提出了最高程度自动化的要求。

PLC供应商在流程设备控制技术的框架内提供了集成式的解决方案，包括了对定量过程的直接控制。功能性的保障虽然覆盖了控制技术的全过程，但不包括复杂定量称重过程中的定量、称重和控制技术之间的综合作用。而重量法定量仪器设备的生产厂家则不同，他们不愿意把没有功能优化保障的定量仪器或者没有经过测试的控制系统从自己的手中送出去，因为这样就不会把相应的风险转嫁到用户那里。

作为这一问题的解决方案，Brabender公司研发了新一代的控制和调节模块ISC（智能化信号监控），并给予新的名称：ISC-CM plus（控制模块）和ISC-FC plus（带有变频器的调节模块）。事先赋值和集成了工作参数的Brabender定量称与这一智能化的机电一体化单元相互连接，其中所使用的以太网和现场总线系统可以与各种自动化系统相互连接。

生产厂的电气控制系统承担着Bradender定量称重设备的控制和调节任务，满足功能、工作运行可靠性和用户提出的功能保障的要求。