失重秤减量秤它的工作原理到底有哪些

 无人值守称重系统     |      2020-08-13 10:09:14

  国家建材局黄永丰总工程师在1989年推广应用失重秤会议上说:“失重秤原理上采用静态称重校零、测重、计量,因此精度高,是其它各种皮带秤、翻斗秤、调速秤等不可比拟的。……因此我希望能够得到大力的推广。”

  但是,任何一种技术都一定会有它的局限性,选择和制定最合适的维护方案,必须是从现场工况和自身的实际情况来判断决定。失重秤作为一种先进的连续称重系统,近二十多年来得到了很多关注,同时随着电子技术、传感器技术和通讯技术方面不断突破,性能和应用范围也得到了提高和扩展,已经被广泛地应用到塑料改性、塑料机械、化工、食品、钢铁、水泥等工业领域。

  在塑胶、化工、冶金、制药、水泥等过程工业中,原料的配料系统是流程工业的关键环节,它能直接影响到生产的产品质量、效率、能耗等指标。近年来,随着过程工业级控制系统的不断发展,对现场设备提出了新的要求:不仅要求现场设备能实现精确的计量功能,而且还要满足高效率高强度实时性强的连续生产要求,;不仅提供要满足7/24的高可靠工作要求,而且还要具备很低的维护量,甚至免维护的特点;不仅要减少故障率,而且还要实现节能的效果。

  相对于电子皮带秤、称重式给料机、螺旋给料机、冲板流量计、圆盘给料机等计量、配料设备而言,失重秤近年来得到越来越多的关注,它在上世纪80年代末被引入到中国后,其在计量、配料方面的优越性,已得到广泛的认可。

  失重秤是80年代中期开始应用于各流程工业领域的一种连续称重计量设备。它结合了动态称重和静态称重不同的优点,逐步替代皮带秤、螺旋秤等连续称重设备,被应用到越来越多的工业领域中。

  2.1 基本原理和系统组成

  将称量斗及给料机构作为整个秤体,通过仪表或上位机不停地对秤体进行重量信号的采样,计算出重量在单位时间的变化比率作为瞬时流量,再通过各种软硬件的滤波技术处理,得出可以作为控制对象的“实际流量”。
 


 

  失重秤的基本组成可分为设备系统和控制部分两大部分。

  设备部分主要由计量斗、喂料给料机、卸料给料机、悬吊装置组成。控制部分主要由称重传感器、信号放大器、输入输出接口、主机(上位机)等组成。

  失重秤的配料过程分为喂料和卸料两个阶段,配料开始后,首先启动喂料给料机,由控制器对计量斗物料重量进行检测、采样,当计量斗物料重量达到配料设定的上限值时,停止喂料。同时,控制器对计量斗物料重量进行检测、采样,当计量斗物料重量(喂料量)达到配料设定的上限值时,停止喂料。在卸料阶段,控制器启动卸料给料机,将计量斗中的物料卸到下一级输料设备送走。卸料时,控制器对计量斗物料重量进行检测、采样,当计量斗物料重量达到配料设定的下限值时,重新向计量斗喂料。但在第二个喂料阶段开始后,卸料给料机仍不停顿继续卸料。

  失重秤连续对整个给料系统包括计量斗、给料机构进行称重,相当于一台静态秤;同时通过变频调速来控制给料机构的卸料流量。

  失重秤计量斗内每单位时间内物料重量的减少Δd/ Δt对应失重秤的给料流量。失重秤控制器将dv/dt与预设的给料流量进行比较,并通过调节给料机的速度来自动修正,因此可以保持精确的给料流量。

  当计量斗内的物料重量低于预设值,失重秤控制模块将锁定给料机速度,保持下料机构以容积方式给料,同时打开加料阀进行快速加料。当计量斗内物料重量达到高位预设值,加料阀自动关闭。同时失重秤控制器自动将下料机构切换到称重方式加料。
 

  2.2 技术特点

  从工作原理和结构来看,失重秤兼具静态秤和动态秤的特点。

  对于传统的动态称重计量方法,比如:皮带秤、冲板流量计、螺旋秤等,虽然具有连续称量、实现工艺高效率工作的特点,但是也存在系统精度不高维护量大等问题;而静态称重方法,虽然大大提高了系统测量精度(可达0.1%,甚至更高),但是只能满足间断式的批量给(配)料应用,不能最大程度地满足现代流程工业的高效率高产出要求。

  而失重秤的出现,正好兼备了这两者的优点,弥补了它们的缺点。它的主要优点有:

  1)、系统精度高

  失重秤工作时,料仓的测量实际在静态下完成的,而且是在上料和下料后各(一?)测量一次,根据两个工作状态测得两个重量差值算出流量。差值与流量给定值误差还可在下一个周期内进行补偿,并且这两个重量测量时间在几分钟内完成,不存在传感器零点漂移和温度漂移等影响。因此可获得相当高的计量精度,系统计量精度可达到0.5%,甚至0.2%,。

  2)、全封闭结构,适合各种恶劣现场。

  设备系统全部为钢质,适用环境条件较差的场合,并且具有坚固耐用、维护量小、不怕高温物料等特点。

  很多工矿企业是耗电大户,因此如何节约能源,也是一个很重要的课题。由于失重秤采用了全封闭结构,配料过程中不产生粉尘,省去除尘装置,结构简单,无须配皮带秤等配套,既节省了设备投资,又节约了电能,提高了生产效率。

  3)、免维护,标定简单

  由于失重秤是通过测量重量差值来计算流量的物料测量方式,根本不存在诸如皮带秤等动态秤中存在零点漂移(皮带跑偏、传感器移位、物料冲击振动皮带打滑、皮带粘料等影响造成)、物料粘附、秤体机械结构变形等因素的影响,而能保证长期稳定的系统测量精度,基本不需要维护和大量的标定工作。

  根据其测量原理,它不仅可以进行实物标定,而且可以在生产运行中进行在线标定。即根据计量斗内物料的上、下限重量之差和失重秤流量显示值比较计算准确度,这种标定方式具有简单、方便的特点,省钱省力。