在塑料專用料加工中，往往需要按一定的配比將合成樹脂等基料與所需的輔料（如礦粉、玻璃纖維）以及添加劑混合（如增塑劑、阻燃劑、抗氧劑、成核劑等），進入配混型擠出機。這個按配方混合的工藝，稱之為塑料配混（Plasticscompounding）。塑料配混可追溯至1870年賽璐珞的誕生。此后，隨著塑料著色、共混、填充、增強等改性技術的發展，多種通用塑料和工程塑料的配混技術也日臻完善。至20世紀70年代后期，世界上60%的熱塑性塑料都需經配混后再進行專用料乃至一次成型制品的加工，同時，各種配混設備（同向雙螺桿、往復式單螺桿、連續混煉機等）的研究與開發也得到長足的發展。

    早期的混料設備都是批次式的，需要依次將多種物料投入混合。由于批次式混料設備的種種弊端，美國某公司于1972年推出全球第一代連續式喂料設備，后來演變成失重（式計量）稱。在連續的配混擠出過程中，各種原料都能通過它連續地、同步地加入，并且各種原料的加入速度依據相應的配比（配方），獲得足夠的精度。

    目前，隨著對產品品質、工況環境、自動化越來越高的需求，失重稱的應用也越來越廣泛。據估計，國內市場雙螺桿擠出機生產線的保有量約為2萬條左右，其中只有不到8%的擠出機配備了失重秤。而過去一年新增的2000條生產線，配備失重秤的比例正在逐步提高，比例約為10-20%，但總體比例仍然很低，而發達國家的比例在60-70%或更高。由此預計，未來幾年市場對失重稱的需求將是爆發性的。

    在大型、連續的塑料加工中，基本都需要對失重秤配以輔助的周邊設備，如儲料系統、自動供料來實現完整的喂料功能。

    失重稱的發展歷史

    失重（Loss-in-weight）稱是上世紀九十年代開始大量應用于工業過程稱重連續計量的。失重稱逐漸替代皮帶稱、累加稱，作為一種全新的計量方法，逐漸應用到越來越多行業的物料處理。

    我國首臺失重稱于1994年誕生于無錫程浩公司（靈鴿公司前身），當時采用了單片機控制技術，喂料精度在±1wt%（下同）左右。此后程浩對失重稱技術進行了不斷的完善和提升，經歷PLC、儀表、微處理器控制分流的發展歷程，也逐步擴大了失重稱在國內的市場，直到2007年公司被美國開創（K-Tron）并購。2012年以程浩公司原核心團隊組建的無錫靈鴿機械科技有限公司承接了無錫程浩公司的資源，延續了國產失重稱技術發展的新階段。

    目前國產失重稱最先進的微處理器控制技術已經非常成熟，這種控制器從根本上消除了老式而不健全的PLC控制所無法克服的滯后現象，并且經過了大量用戶驗證，喂料精度已達到±0.2%的較高水準。

    失重稱技術簡介

    喂料機的形式

    對于固體物料，最常見的是螺桿式的。這種喂料機是通過料斗底部的螺桿轉動將原料推出來完成加料，控制螺桿轉速就可以控制流量，這就是（容積式）螺桿式定量喂料機。除了螺桿式，還有皮帶式、振動盤式以及添加液體用的計量泵等形式的計量喂料機。

    失重式計量控制系統

    根據自動控制學理論，要達到精確喂料量控制的目的，就必須采用閉環控制的方式來實現。失重稱控制示意圖見圖三。

    從圖中黑色閉環可以看到，用傳感器采集實際加料流量，然后反饋給控制器，與設定值作比較，得出誤差值，再通過控制器調節喂料機轉速，以此可獲得滿意的喂料精度。

    無錫靈鴿的控制器改進了圖中傳統的控制模式，加入了對電機的轉速測定，并反饋給控制器，即紅色閉環，實現了二次閉環控制，使整個控制系統更加穩定可靠，參見圖四。

    傳感器

    失重傳感器的品質與控制精度直接相關，所以傳感器就成為失重式計量稱的核心部件。它最重要的性能指標就是測量精度和速度。由于計量稱工作時物料重量是不斷變化的，要準確測得實時的重量值就要求傳感器的測量速度極快。目前以無錫靈鴿為代表的失重稱制造商采用梅特勒-托利多的模擬傳感器，代表著當今國內計量喂料技術的最高水準。以此傳感器為基礎設計的控制系統，響應速度10ms，分辨率達1/6000，測量數據全部采用數字化傳輸，保證了速度與精度。無錫靈鴿公司的D-50圓形全密閉秤臺，可以有效保護失重傳感器不受惡劣工業環境的影響，這對失重稱長期使用的可靠性至關重要。

    以及計劃投資3千萬元人民幣新建的研發中心二期將會推出微型數字傳感器和失重稱控制器，有望使國產失重稱技術趕上世界前沿水平。

    物料/應用

    現實生產中所使用的原料千變萬化，原料性質各有不同。從原料的形態上分有：顆粒、粉末、碎片、纖維、液體等等，有粘結性、熔點高低、磨蝕性等的區別，流動性有好、中、差甚至極難流動之分，事實上沒有任何一種喂料機可以適應所有的原料。

    經驗、積累

    喂料機的形式很多，在無錫靈鴿的測試中心一期可以看到，為了獲得各種物料的輸送特性，已建成了龐大的物料數據庫以及各種測試手段，這為喂料形式的選擇提供了必要的條件。

    失重稱的應用日益廣泛，領域涉及工程塑料、醫藥、薄膜、日化、石化、能源、糧食、飼料、衛生用品等諸多行業，極大地提高了相關產品的生產效率和品質。這里列出無錫靈鴿的三個案例：

    應用一

    SAP嬰兒尿布生產線，該產品生產工藝流程可參見圖六：

    SAP在整條生產線中是一個連續喂料過程，喂料范圍3-500kg/h不等。嬰兒尿布生產線重點是SAP的喂料精度，補料以及其喂料量與生產線的匹配。此項目要求喂料精度±0.2%以內的2Σ喂料精度，測試精度采樣時間10-20秒，喂料范圍17倍。

    應用二

    在玻璃加工過程中的LG-LW-CF6失重稱，最多可允許12臺喂料機同時喂料，并與供料系統連接。可參考圖七。

    應用三

    PVB中間膜是當前世界上制造幕墻夾層、安全玻璃用的最佳粘合材料，同時在建、汽車、廣告、景觀等筑幕墻各種安全防彈玻璃等領域也有廣泛的應用。生產線的關鍵是破碎料的喂料和輸送、喂料精度與機頭熔體壓力聯鎖。特殊設計的失重式喂料機和控制系統滿足了這些方方面面的要求

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南京杰亞擠出裝備有限有限公司 - 雙螺桿擠出機和雙螺桿造粒機研發制造技術領軍企業，專業從事各類塑料加工擠出設備的研發與制造，直至交鑰匙工程。產品系列涵蓋單螺桿擠出機組，同向、異向平行雙螺桿擠出機組及配套輔機設備等。

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