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失重称的自动控制技术与应用发布日期:2017-02-25 浏览次数:1773

失重秤(Loss-in-weight),也叫失重式喂料机失重给料机,失重配料秤

是一种间断给料连续出料的称重设备,由于失量控制是在料斗中进行,可达到较高的控制精度,结构又易于密封。所以,在粉料配料称重控制时与用螺旋秤相比是一大提高。适用于粉末(面粉、淀粉水泥、滑石粉)、粉粒(树脂)等微细物料的控制配料。

失重粉料秤:解决了流动性很差的喂料计量加料问题。
失重粒料秤:解决了任何可能发生的架桥问题。

一 、工作原理

秤台、上料斗及作用在秤台上的所有设备作为整个秤体,传感器将秤体上的重量变化、连续不断地传送给失重秤控制仪表(控制仪表是失重秤的核心处理部份,所有的控制和处理功能都是由它来完成的),控制仪表根据该信号计算出单位时间内秤体的重量变化率,作为实际瞬时流量,然后与设定的目标流量进行比较,进行PID 运算后,输出4-20mA 的电流信号,去改变喂料电机的变频器的输出频率,从而改变电机的转速,使实际喂料量尽可能的接近设定的目标流量,以达到精确喂料的目的。

为实现失重秤喂料的连续性和计量的精确性,上料斗上面需要配置一个能连续供料的大料仓、及控制补料的自动阀门。在控制仪表中设有一个补料上限值(Refill_Stop)和一个补料下限值(Refill_Star)。
    当控制仪表秤得秤体上的重量达到补料下限值时,会发出一个开启补料阀门的信号,使阀门打开,大料仓的物料就会通过软连接下到上料斗,秤体上的重量就会增加;
    当控制仪表秤得秤体上的重量达到设定的补料上限值时,会发出一个关闭阀门的信号,使阀门关闭。
    在这个过程中喂料电机一直处于运行状态,这就是说喂料是连续的。

    对于那些流动性差、比较轻、比较细的物料,在阀门关闭之后很短的时间内,会有一部分重量还没加到秤体上,这时如果失重秤根据传感器传送的信号进行PID控制的话,由于在这个时间段传感器感受到的重量变化会变小,从而导致信号失真控制不准,为此在控制仪表内还设有补料延时时间(Timer2),该时间是从关闭阀门开始计时的。
    而在开始补料到补料延时时间结束这段时间内,喂料电机将维持补料前的频率不变,换言之就是,在该过程中失重秤处于固定频率运行状态—-静态控制。当补料延时时间结束失重秤自动恢复动态控制,即根据传感器传送的信号对喂料电机进行控制。失重秤的运行过程就是这样周而复始地进行着。

为确保失重秤的控制精度,在控制仪表内除了上面提到的那些重要参数之外,还有如下控制参数:Set P(比例系数P 值);SetI(积分时间I 值);Set D(微分时间D 值);Caltime(当前流量采样时间);Calcount(当前流量采样次数);Targer-F(流量控制目标值);Limit-E(流量控制允许误差范围);Hig_Weight(高料位值);Low_Weight(低料位值);Load-Max(频率极限值);Load-Min(频率最小值);Sample Flux1(动态标定流量值1);Sample Flux2(动态标定流量值2);Sample Flux3(动态标定流量值3);Work Mode(工作模式选择);Batch Select(批次(定量)功能选择);Flux Factor(流量修正参数);Proportion Factor(物料比重修正参数)。



二、
失重称的系统构成
由秤台(在秤台底座上固定一只传感器)、喂料变频电机(可同时带动输送螺旋和水平搅拌)、上料斗、垂直搅拌、软连接及失重秤控制仪表(IND560CF)等部分组成。要实现连续计量控制,外围还需要配置大料仓、自动阀门(作用为连续给失重秤上料斗补料),接收设备(作用为连续接受失重秤喂料)等。


在操作中,料斗、物料和喂料器共同连续地进行称重。随着物料送出后,测量真实的失重速率,并将它与所需要的失重速率(设定值)加以比较。通过调解喂料器速率,来自动修正偏离设定点的偏值,从而可以均匀、准确、连续地喂送物料。

三、
技术指标:
1、系统计量准确度≤0.2%;
2、系统配料准确度≤0.2%;
3、
配料计量控制范围0.01-300t/h;
4、
线性标定即可实现自动、手动单项标定,并可灵活设置每一项的标定时间;
5、
可以根据现场要求,设置流量显示的有效数位数;
6、
一套系统可以最多管理64个失重秤(用10槽工控机);
7、
配方数不受限制;
8、
可在线调节目标总流量;
9、
每个秤可存多达10000种物料的系数(如线性标定值)。

四、
失重秤的应用

为提高失重秤的控制精度,在应用时:


4.1、选择合适的使用频率,使用频率保持在35Hz-40Hz 为最佳,当频率过低时,系统的稳定性差;

4.2、传感器量程选择适当,使用在量程的60%-70%,信号变化范围宽,有利于提高控制精度;

4.3、机械结构设计要确保物料流动性好,同时保证补料时间短,补料不应过于频繁,一般要求5min-10min 补一次料;

4.4、配套传动系统要保证运行平稳,线性好。

4.5、失重秤在安装和使用过程中

4.5.1、秤台固定一定要牢固,传感器为弹性形变元件,外界的震动会对其产生干扰,使用经验告诉,失重秤在使用过程中最忌                讳的就是环境的震动影响;

4.5.2、环境中不能有气流流动,因为为提高称量的精度,所选的传感器非常灵敏,所以任何的风吹草动对传感器都会有干扰;

4.5.3、上、下软连接要又轻又软,避免下、下设备对失重秤造成干扰。目前使用的最理想的材料是光滑柔软的丝稠;

4.5.4、大料仓与上料斗之间的连接距离越短越好,尤其是对那些粘附性比较强的物料。
               当大料仓与上料斗之间的连接距离越长,管壁上粘附的物料就越多。
               当管壁上的物料粘附到一定程度时,一旦落下来,对失重秤就是一个非常大的干扰;

4.5.5、尽量减少与外界的连接,凡是作用在秤体上的外界重量一定要保持恒定,目的是为了减少外界作用力对秤体的影响;

4.5.6、补料速度要快,因此一定要确保补料过程中下料的顺畅性。对于流动性差的物料,为防止其架桥,最好的解决办法是在                大料仓加机械搅拌,最大的忌讳为气流破拱,但搅拌不能一直运行,最理想的就是搅拌与补料过程保持一致,即与补料                阀门保持同步;


4.5.7、补料的下限值、上限值设置要合适,设置的原则是:物料在这两个量之间在料斗中的堆积密度基本一致。
                这可以通过观察变频器的频率变化来得到,当料斗中物料的堆积密度基本一致时,变频器的频率基本上变化不大。补料                的下限值和补料的上限值设置合适,能够提高补料过程中的控制精度,因为补料过程中失重秤处于静态控制,如果能保                持补料前后变频器频率基本不变,补料过程的计量精度也基本上是有保证的。
                 另外,在保证堆积密度基本一致的情况下,尽量减少补料次数,即尽量每次多补一些料。这两者互相矛盾,要统筹考                虑。这也是补料过程中的精度能否保证的关键所在;

4.5.8、补料延时时间设置要合适,设置的原则是:确保所有的物料都已落在秤体上,并且设置时间越短越好。
              在补料延时时间内失重秤是处于静态控制,所以该时间越短越好。该时间也可通过观察来得到,在调试时期可以先把该延               时的时间设置长一些,观察每次补料结束后,秤体上的总重量在多长时间能够不波动(不会变大)稳定下来(秤体上的总               重量平稳减少),那么,该时间即是合适的补料延时的时间。