Η ηλεκτρονική ζύγιση στη βιομηχανία αποτελεί έναν από τους πιο κρίσιμους παράγοντες –αν όχι τον πιο κρίσιμο- στην παραγωγή προϊόντων με σταθερή ποιότητα και ελεγχόμενο κόστος παραγωγής. Το παρόν άρθρο περιγράφει τις εξειδικευμένες λύσεις και εφαρμογές που προσφέρει στη βιομηχανία η σύγχρονη τεχνολογία ηλεκτρονικής ζύγισης.
Ανδρέας Αργυρόπουλος, Σταύρος Κωστάκης
Ειδικοί συστημάτων ζύγισης και μετρολογίας, Νεύτων Αυτοματισμοί ΑΒΕΕ
Λίγα λόγια για την απλή ζύγιση
Οι πρώτοι ηλεκτρονικοί ζυγοί εμφανίστηκαν τη δεκαετία του ’70. Η αξιοπιστία και ακρίβεια τους γρήγορα οδήγησε στην αντικατάσταση των μηχανικών ζυγών. Ένας τυπικός ηλεκτρονικός ζυγός γενικής χρήσης αποτελείται από 3 μέρη:
- Τη δυναμοκυψέλη (load cell) που μπορεί να είναι μία ή περισσότερες (συνήθως 4) ανά ζυγό.
- Την πλατφόρμα τοποθέτησης του υπό ζύγιση προϊόντος.
- Το τερματικό (weighing terminal) που περιλαμβάνει την ψηφιακή οθόνη, το πληκτρολόγιο (πλήκτρα μηδενισμού, απόβαρου κ.α.) και σε μερικές περιπτώσεις έναν ενσωματωμένο εκτυπωτή.
Οι ηλεκτρονικοί ζυγοί διακρίνονται ανάλογα με το πεδίο εφαρμογής τους στις εξής τρεις κατηγορίες:
- Ζυγοί λιανικής πώλησης, οι οποίοι χρησιμοποιούνται για ζύγιση προϊόντων στα σημεία λιανικής πώλησης
- Εργαστηριακοί ζυγοί, που έχουν μεγάλη ακρίβεια αλλά μικρή δυναμικότητα (τυπικά έως 1000 γραμμάρια)
- Βιομηχανικοί ζυγοί, που καλύπτουν την περιοχή ζύγισης από μερικά γραμμάρια μέχρι 50 τόνους και σε μερικές περιπτώσεις και περισσότερο (π.χ. γεφυροπλάστιγγες)
Επίσης, κύριο χαρακτηριστικό των ζυγών είναι η ακρίβεια, η οποία διαχωρίζεται ως εξής:
- Πραγματική ακρίβεια (Accuracy)
Είναι συνήθως 3.000:1 (π.χ. μέγιστο βάρος 3 κιλά και ακρίβεια 1 γραμμάριο). - Φαινόμενη ακρίβεια (Readability)
Εξαρτάται από τον αριθμό ψηφίων της οθόνης που είναι συνήθως 6. Αυτό σημαίνει ότι η φαινόμενη ακρίβεια είναι 1.000.000:1. Σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να συγχέουμε την φαινόμενη ακρίβεια ενός ζυγού με την πραγματική του ακρίβεια. Ένας ζυγός, για παράδειγμα, μπορεί να δείχνει βάρος 1.275 γραμμάρια (φαινόμενη ακρίβεια) ενώ το πραγματικό του βάρος να είναι τελείως διαφορετικό. Η σχέση της πραγματικής τιμής με τη φαινόμενη ακρίβεια ενός βιομηχανικού ζυγού διαπιστώνεται κατά τη διακρίβωση του ζυγού σύμφωνα με το πρότυπο ISO/IEC 17025.
Οι γενικοί ηλεκτρονικοί ζυγοί καλύπτουν τη συντριπτική πλειοψηφία των βιομηχανικών εφαρμογών ζύγισης και τους βρίσκουμε στην παραλαβή εμπορευμάτων και Ά υλών, στους χώρους παραγωγής και στους χώρους αποθήκευσης και αποστολών.
Εξειδικευμένη Βιομηχανική Ζύγιση
Παρακάτω είναι μερικές από τις χαρακτηριστικές περιπτώσεις βιομηχανικής ζύγισης όπου οι απλοί ζυγοί δεν επαρκούν και συνεπώς απαιτούνται εξειδικευμένα συστήματα ζύγισης:
- Ζύγιση με υψηλή ακρίβεια
Όταν το κόστος των ζυγιζόμενων προϊόντων είναι υψηλό ή ισχύουν ειδικές προδιαγραφές, τότε επιβάλλεται η χρήση ζυγών με υψηλή ακρίβεια δηλαδή η ένδειξη ζύγισης να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στην πραγματική τιμήβάρους. Η σύγχρονη τεχνολογία μπορεί να μας δώσει βιομηχανικούς ζυγούς με πολύ υψηλή ακρίβεια. Παράδειγμα είναι ένα ζυγός με δυναμικότητα 32 κιλών και πραγματική ακρίβεια 1 (ενός) γραμμαρίου (32.000:1).
Επίσης, είναι σημαντικό οι υψηλής ακρίβειας ζυγοί να μπορούν να βαθμονομούνται και να διακριβώνονται σε τακτά διαστήματα έτσι ώστε να διασφαλίζεται ότι η λειτουργία τους παραμένει εντός προδιαγραφών.
Δύσκολο προϊόν – Ειδικές συνθήκες φόρτισης
Όταν τα προϊόντα έχουν ανομοιόμορφο ή ιδιαίτερο σχήμα (π.χ. coil αλουμινίου) ή έχουν μεγάλο βάρος και είναι δύσκολα διαχειρίσιμα (π.χ. χαλύβδινες φιάλες αερίων) τότε κατά τη διαδικασία της ζύγισης ασκούνται στην πλατφόρμα ισχυρές σημειακές, πλευρικές και έκκεντρες φορτίσεις. Σε αυτές τις περιπτώσεις, για να διασφαλιστεί ηακρίβεια και η αξιοπιστία της ζύγισης, απαιτείται η ενισχυμένη στήριξη των δυναμοκυψελών και ο στιβαρός σχεδιασμός του πλαισίου της πλατφόρμας.
- Ταχύτητα ζύγισης
Όταν οι συνθήκες παραγωγής και συσκευασίας προϊόντων επιβάλλουν μεγάλη ταχύτητα ζύγισης με στόχευση εντός συγκεκριμένων ορίων βάρους (π.χ. συσκευασία τροφίμων σε μερίδες με χειροκίνητο τρόπο) τότε δύο είναι οι βασικές απαιτήσεις από το σύστημα ζύγισης:
- Ταχύτατη σταθεροποίηση ένδειξης για αύξηση παραγωγικότητας
- · Αυτόματος έλεγχος ορίων βάρους, μέσω αλλαγής χρώματος της οθόνης του τερματικού, για αποφυγή παραγωγής υπέρβαρων ή ελλειποβαρών συσκευασιών
- Δύσκολες συνθήκες ζύγισης
Περιβάλλον με υγρασία, σκόνη κλπ
Όταν η ζύγιση πραγματοποιείται σε περιβάλλον με σκόνη, υψηλή υγρασία, ή όταν επιβάλλεται ο καθημερινός καθαρισμός του ζυγιστικού συστήματος με νερό υπό πίεση, τότε ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός απαιτείται να είναι απόλυτα στεγανός με υψηλό βαθμό προστασίας IP
Περιβάλλον υγειονομικών απαιτήσεων
Όταν ο ζυγιστικός εξοπλισμός προορίζεται για χρήση σε χώρους παραγωγής στη βιομηχανία τροφίμων ή φαρμάκων, τότε οι προδιαγραφές του πρέπει να είναι σύμφωνες με τις ισχύουσες οδηγίες υγειονομικού σχεδιασμού (ανοξείδωτα μέρη κλπ) και να είναι ανθεκτικός σε εντατικό καθαρισμό.
Εκρηκτικές περιοχές
Όταν η ζύγιση πραγματοποιείται σε χώρους όπου υπάρχουν εύφλεκτα-εκρηκτικά υγρά, αέρια ή στερεά σε σκόνη, επιβάλλεται η χρήση ζυγιστικού εξοπλισμού με προδιαγραφές ATEX (ζώνες 1.21 και 1.22).
Εκτέλεση συνταγών
Όταν η παραγωγική διαδικασία απαιτεί χειροκίνητη ανάμειξη πρώτων υλών με μεγάλη ακρίβεια και ασφάλεια, τότε είναι απαραίτητο η εφαρμογή ζύγισης να διαθέτει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
- Καθοδήγηση του χειριστή για την προκαθορισμένη σειρά ζύγισης των συστατικών
- Έλεγχο βάρους των συστατικών σύμφωνα με προκαθορισμένες ανοχές (υπέρβαρου-ελλειποβαρούς προϊόντος)
- Καταχώριση-επιβεβαίωση συστατικών συνταγής μέσω αναγνώστη barcode
- Καταχώρηση Lot Nr./Batch Nr.
Υποστήριξη οριζόντιας και κάθετης εκτέλεσης συνταγή
- Εκτύπωση ετικέτας για ταυτοποίηση της ολοκληρωμένης συνταγής ή των συστατικών
- Τεκμηρίωση σχετικά με τις Α’ ύλες που ζυγίστηκαν, την ημερομηνία ζύγισης, τον χειριστή κλπ
- Εκτύπωση ολοκληρωμένων αναφορών
Στατιστικός έλεγχος βάρους συσκευασμένων προϊόντων
Η διασφάλιση ποιότητας στη βιομηχανία επιβάλλει την ύπαρξη διαδικασιών στατιστικού ελέγχου ποιότητας SQC για τα συσκευασμένα προϊόντα. Οι ζυγοί που προορίζονται για αυτή τη χρήση πρέπει να διαθέτουν κατάλληλο λογισμικό και να λειτουργούν απλά, με αυτονομία (ακόμα και χωρίς υποδομή δικτύου Η/Υ), να μπορούν να διαχειριστούν πολλά προϊόντα μέσω συστήματος ανάγνωσης barcode και να εκτυπώνουν αναφορές. Με αυτό τον τρόπο, επίσης τεκμηριώνεται εύκολα και άμεσα η διαδικασία για τη σήμανση “e” (e-mark).
- Ιχνηλασιμότητα – Σύνδεση ζυγιστικών σταθμών
Πολλές φορές, για τη διασφάλιση της ιχνηλασιμότητας σε όλα τα στάδια της παραγωγικής διαδικασίας είναι απαραίτητη η σύνδεση ζυγιστικών σταθμών σε δίκτυο ώστε να λειτουργούν ως τμήμα ενός ευρύτερου συστήματος συλλογής και επεξεργασίας δεδομένων.
Πιο συγκεκριμένα, οι διαδικασίες οι οποίες πρέπει να υποστηρίζονται είναι:
- Παραλαβή και σήμανση Α΄ υλών
- Παρακολούθηση εσωτερικών διακινήσεων υλικών
- Καταγραφή αναλώσεων και φύρας
- Μέτρηση παραγωγικότητας
- Καταγραφή μετρήσεων ποιοτικού ελέγχου
- Προετοιμασία παραγγελιών (picking)
- Αυτόματη ενημέρωση του ERP
Ζύγιση μέσα στη γραμμή παραγωγής (In-Line-Weighing)
Σε ότι αφορά το δυναμικό έλεγχο βάρους, δηλαδή τη ζύγιση των συσκευασμένων προϊόντων μέσα στη γραμμή παραγωγής, διακρίνουμε τις ακόλουθες εφαρμογές:
Δυναμικός έλεγχος βάρους “Checkweighing”, για παρακολούθηση και έλεγχο της παραγωγής σύμφωνα με τη νομοθεσία και τα βιομηχανικά πρότυπα. Για ελαχιστοποίηση φύρας και κάλυψη απαιτήσεων σήμανσης “e”, το ζυγιστικό σύστημα πρέπει να ελέγχει όλα τα συσκευασμένα προϊόντα της γραμμής παραγωγής, απορρίπτοντας τα υπέρβαρα ή ελλειποβαρή ελέγχοντας ταυτόχρονα τις γεμιστικές μηχανές (feedback control) σε πραγματικό χρόνο.
- Επίσης, η ολοκληρωμένη εφαρμογή δυναμικού ελέγχου βάρους μπορεί να ενσωματώνει και σύστημα ανίχνευσης μετάλλων (Metal detector) ή σύστημα ανίχνευσης ξένων σωμάτων (X-ray).
- Ζύγιση και επικόλληση ετικέτας “Weigh Price Labelling”, για δυναμικό έλεγχο βάρους με ακόλουθη επικόλληση ετικέτας. Τα συστήματα αυτά ζυγίζουν συσκευασμένα προϊόντα μεταβλητού βάρους (π.χ. τυριά, αλλαντικά κ.α.), εκτυπώνουν ετικέτα με το βάρος και την τιμή των προϊόντων, σύμφωνα με προκαθορισμένες ρυθμίσεις και την επικολλούν αυτόματα στις συσκευασίες.
Ειδικές ζυγίσεις
Πιο ειδικές εφαρμογές ζύγισης περιλαμβάνουν:
- Σύστημα ζύγισης και ογκομέτρησης, χαρτοκιβωτίων, παλετών κλπ. για βέλτιστη αξιοποίηση χώρου και ελαχιστοποίηση κόστους αποθήκευσης και μεταφοράς (π.χ. εταιρείες ταχυμεταφορών courier, μεταφορικές, logistics)
- Ζύγιση δεξαμενών, για τον έλεγχο αυτόματης πλήρωσης ή δοσομέτρησης και έλεγχο παραγωγής (π.χ. βιομηχανίες αλεύρων, ζωοτροφών, χημικών)
Γεφυροπλάστιγγες
Οι γεφυροπλάστιγγες ανήκουν στην κατηγορία των απλών εφαρμογών ζύγισης. Υπάρχουν όμως περιπτώσεις όπου απαιτείται ειδική γεφυροπλάστιγγα. Τέτοιες περιπτώσεις είναι:
- Ειδικές γεφυροπλάστιγγες με πλατφόρμες μεγάλου μήκους, έως και 24 μέτρα για φορτηγά 6 αξόνων
- Μεγάλος αριθμός ζυγίσεων ανά ημέρα (περισσότερα από 300 οχήματα)
- Αυτόματες γεφυροπλάστιγγες χωρίς την παρουσία χειριστή, με χρήση καρτών αναγνώρισης οχημάτων και ειδικού λογισμικού διαχείρισης ζυγίσεων
- Συστήματα ζύγισης οχημάτων σε κίνηση με ειδικές διατάξεις δυναμοκυψελών για υψηλή ακρίβεια
- Ψηφιακές δυναμοκυψέλες υψηλής ακρίβειας
- Αντικεραυνική προστασία και λειτουργία σε ακραίες καιρικές συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας
- Θωρακισμένα ανοξείδωτα καλώδια για προστασία από τη σκόνη, την υγρασία και τα τρωκτικά
- Αντισκωριακή προστασία της μεταλλικής πλατφόρμας
- Ενσωματωμένο αυτοδιαγνωστικό σύστημα προβλεπτικής συντήρησης
- Ζύγιση βαγονιών τρένων (Railway Weighbridges)
Επιλεγοντας τον κατάλληλο ζυγό
Όταν οι ανάγκες για ζύγιση δεν μπορούν να καλυφθούν από ένα απλό ζυγό τότε χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή στην επιλογή της σωστής λύσης.
Η ΝΕΥΤΩΝ εξειδικεύεται στις εφαρμογές βιομηχανικών συστημάτων ζύγισης και έχει μακροχρόνια συνεργασία με τη Mettler Toledo, τη μεγαλύτερη εταιρεία παγκοσμίως στη βιομηχανική ζύγιση. Οι έμπειροι μηχανικοί της ΝΕΥΤΩΝ μπορούν να δώσουν την κατάλληλη λύση στις περισσότερες, αν όχι σε όλες τις ανάγκες για απλές και εξειδικευμένες εφαρμογές.
Εάν επιθυμείτε να μάθετε περισσότερα, παρακαλούμε καλέστε μας στο τηλέφωνο 210 6654544 (κα Μπούρικα Χρύσα).
