Afvullen en doseren op gewicht: hoe werkt een weegsysteem?

Bij handmatig vullen bepaalt een operator wanneer een verpakking vol genoeg is. Bij een weeggestuurd afvul- of doseersysteem doet het gewicht dat: de weegindicator meet continu en geeft op ingestelde momenten signalen aan een klep, pomp, trilgoot, schroef of transportband. Daarmee kan sneller, consistenter en met minder productverlies worden gevuld.

Hoe werkt afvullen op gewicht?

Het basisprincipe is eenvoudig: een productstroom wordt gestart, de weegschaal meet de toenemende massa en bij het ingestelde doelgewicht wordt de producttoevoer gestopt. In de praktijk is een goed systeem uitgebreider, omdat product na het stopsignaal nog onderweg kan zijn en omdat snel vullen en nauwkeurig stoppen tegengestelde eisen stellen.

1. Lege verpakking of opvangbak wordt geplaatst.
2. Het systeem stelt nul of tarra vast.
3. De grove toevoer start.
4. Vlak voor het doelgewicht schakelt het systeem naar fijne dosering.
5. Bij het eindsetpoint stopt de toevoer.
6. Na stabilisatie wordt het resultaat gecontroleerd en eventueel opgeslagen of vrijgegeven.

Waarom werken afvulsystemen met grove en fijne dosering?

Als een klep of schroef pas exact op het doelgewicht wordt gesloten, komt er vaak nog product na. Dat heet na-loop of materiaal in vlucht. Daardoor kan een verpakking te zwaar worden.

Een veelgebruikte oplossing is een grof/fijn-regeling:

Bij geavanceerde besturing kan een correctiewaarde worden toegepast op basis van eerdere vulcycli. Zo kan de stopwaarde worden aangepast wanneer het proces structureel iets doorschiet.

Uit welke onderdelen bestaat een weeggestuurd afvulsysteem?

• Weegplatform, tank, hopper of weegframe waarop de massa wordt gemeten.
• Weegcellen die de mechanische belasting omzetten in een elektrisch signaal.
• Weegindicator of weegtransmitter die het signaal verwerkt en setpoints of gewicht beschikbaar maakt.
• Besturing, bijvoorbeeld interne logica of een PLC.
• Producttoevoer, zoals klep, pomp, vijzel, trilgoot of transportband.
• I/O of communicatie voor start, stop, tarra, gereedmelding, alarmen en gegevens.
• Eventueel printer, scanner, database of ERP-koppeling voor traceerbaarheid.

Voor losse componenten kunt u kijken bij weegcellen en weegindicatoren.

Setpoints, digitale I/O en PLC-koppeling

Een indicator met setpoints kan bijvoorbeeld een uitgang schakelen bij 24,0 kg en een tweede uitgang bij 24,9 kg. De eerste kan de grove toevoer uitschakelen; de tweede de fijne toevoer stoppen. Een PLC kan dezelfde beslissingen centraal nemen door het actuele gewicht uit de weegindicator of transmitter te lezen.

Mogelijke interfaces zijn onder andere digitale in-/uitgangen, relais, RS-232, RS-485, Ethernet en industriële communicatieprotocollen. Niet ieder apparaat ondersteunt dezelfde protocollen. Controleer daarom niet alleen de connector, maar ook het gegevensprotocol dat uw PLC, pc of machine verwacht. Meer daarover in weegschaal koppelen aan pc, PLC of ERP.

Wat bepaalt de nauwkeurigheid van afvullen en doseren?

De afleesbaarheid van de weegschaal is maar één factor. Het uiteindelijke vulresultaat wordt ook beïnvloed door:

• de snelheid en regelbaarheid van de productstroom;
• na-loop van materiaal;
• trillingen van machines en transportbanden;
• luchtstromen bij lichte producten;
• variatie in productdichtheid en stroming;
• mechanische spanning op leidingen, tanks of frames;
• stabilisatiefilter en meetfrequentie;
• juiste tarra van verpakking of container;
• plaatsing en dimensionering van de weegcellen.

Netto afvullen of bruto afvullen?

Bruto afvullen

De verpakking of container staat tijdens het vullen op de weegschaal. De verpakking wordt getarreerd en het nettogewicht neemt toe tijdens het vullen. Dit is eenvoudig en veelgebruikt.

Netto afvullen

Bij nettoafvullen wordt eerst een aparte weegbunker tot de gewenste hoeveelheid gevuld. Daarna wordt die afgemeten hoeveelheid in de verpakking gelost. Dit kan interessant zijn bij hogere snelheden of wanneer de verpakking zelf niet op een nauwkeurige weegopstelling kan staan.

Afvullen, controlewegen en het ℮-teken

Afvullen op een doelgewicht en achteraf controlewegen zijn verschillende stappen. In productie kunnen ze samen worden gebruikt: de afvuller stuurt het proces, terwijl controleweging bewaakt of het resultaat binnen de ingestelde grenzen blijft. Voor voorverpakkingen gelden daarnaast wettelijke eisen; zie het e-teken op voorverpakkingen.

Welke informatie hebben we nodig voor een afvul- of doseeroplossing?

• product: vloeistof, korrel, poeder, stukgoed;
• doelgewicht en gewenste tolerantie;
• aantal cycli per minuut of uur;
• minimum- en maximumgewicht;
• type verpakking of opvangvat;
• bestaande PLC of besturing;
• benodigde I/O en communicatie;
• de ATEX-zone, indien van toepassing (zie wat is een ATEX-weegschaal);
• IP- en hygiëne-eisen (zie welke IP-klasse heeft mijn weegschaal nodig);
• wel of niet wettelijk gereguleerd/geijkt wegen;
• registratie, etikettering of ERP-koppeling.

Veelgestelde vragen over afvullen en doseren

Wat is afvullen op gewicht?

Bij afvullen op gewicht wordt de toevoer van product geregeld op basis van het gemeten gewicht. Zodra het ingestelde doelgewicht wordt bereikt, stopt of vertraagt de toevoer.

Wat is het verschil tussen afvullen en doseren?

Afvullen richt zich meestal op het vullen van een verpakking of container tot een doelgewicht. Doseren kan ook het afgeven van een bepaalde hoeveelheid aan een volgend proces of recept betekenen.

Waarom wordt vaak snel en langzaam gevuld?

Een grove of snelle toevoer verkort de vultijd. Vlak voor het doelgewicht schakelt het systeem over op een fijne toevoer zodat doorschieten en overvulling worden beperkt.

Kan een weegindicator een klep of transportband aansturen?

Ja, veel industriële indicatoren kunnen via digitale uitgangen, relais, veldbus of PLC-communicatie signalen geven voor kleppen, schroeven, pompen en transportbanden. De exacte mogelijkheden verschillen per model.

Wanneer moet een afvulweegschaal geijkt zijn?

Dat hangt af van de wettelijke toepassing. Wanneer het gemeten gewicht rechtstreeks wordt gebruikt voor een wettelijk geregelde handels- of hoeveelheidsbepaling, kan een toegelaten en geijkte uitvoering vereist zijn.