Grundkonzept und spezifische Anwendung des Mehrkopfwaagen-Dashboards

Autor: Smartweigh– Mehrkopf-Gewichtsgerät

Die Mehrkopfwaage ist ein Wiegesystem, das die Zufuhr unterbricht und fortsetzt. Da die Gewichtsverlustkontrolle im Silo erfolgt, wird eine hohe Linearität erreicht, und die Konstruktion ist leicht abzudichten. Spiralwaagen stellen im Vergleich eine deutliche Verbesserung dar. Sie eignen sich für die Handhabung und Dosierung kleiner Rohstoffe wie Beton, Branntkalkpulver und Kohlenstaub. Derzeit werden in unserem Land Drehmischer ausschließlich volumetrisch oder mit elektronischen Bandwaagen und Spiralwaagen gemessen.

In unserem Land liegt die Messgenauigkeit der im Straßenbau eingesetzten elektronischen Bandwaagen üblicherweise bei nur etwa 5 %. Dies entspricht der Überprüfung der Kapazitätsmessung, und die Langzeitstabilität ist gering. Die Waage besteht aus dem Behälter und dem Zuführmechanismus. Gemäß der Wiegeanzeige oder der zugehörigen Software wird das Nettogewicht kontinuierlich abgetastet. Die Änderung des Nettogewichts pro Zeiteinheit wird als momentaner Gesamtfluss berechnet. Anschließend wird mithilfe verschiedener Hardware- und Softwarefilter ein Filter ermittelt, der als Zielgröße für den „spezifischen Gesamtfluss“ dient. Die Erfassung dieses Gesamtflusses ist entscheidend und die Grundlage für die genaue Messung und Überprüfung der Mehrkopfwaage. Ein klassisches Verfahren ist in Abbildung 1 dargestellt.

Gemäß dem PID-Regler-Optimierungsalgorithmus berechnet die Durchflussregelung (FC) den Gesamtdurchfluss nahe am Zielwert und gibt ein Stellsignal zur Ansteuerung des Bedienfelds des Vibrationsförderers, z. B. des Sanftanlaufs, aus. Die Anwendung der Differenzmess-Mehrkopfwaage in der konkreten Anwendung zeigt, dass sie aufgrund ihres Grundprinzips unempfindlich gegenüber mechanischen Änderungen des Waagenkörpers und der Förderstruktur ist und ausschließlich die Nettogewichtsabweichung (Differenzgewicht) misst. Im Vergleich zu herkömmlichen dynamischen Messmethoden mit gewichtsbasierter Messung sind die Vorteile deutlich. Wenn der Gesamtdurchfluss (th, kg/min) als Zielwert dient, die Rohstoffe transportabel sind und eine hohe Genauigkeit der metrologischen Überprüfung erforderlich ist, bietet sich die gewichtslose Messmethode als optimale Lösung an.

Der Produktionsprozess von Mehrkopfwaagen und die Konstruktionskonzeption müssen die Genauigkeit beeinflussenden Faktoren berücksichtigen. Mehrkopfwaagen verfügen sowohl über statische als auch dynamische Messfunktionen. Daher ist bei der Entwicklung der Systemsoftware Folgendes festzulegen: Der geeignete Förderleistungsbereich liegt üblicherweise zwischen 60 % und 70 % der Nennförderleistung. Bei der Wahl der Kommunikationsgeschwindigkeit empfiehlt sich eine Ansprechfrequenz von 35–40 Hz. Dies gewährleistet einen großen Einstellbereich, da die Systemsoftware bei zu niedrigen Förderleistungen weniger zuverlässig arbeitet.

Der Messbereich des Sensors ist moderat. Das heißt, der Sensor nutzt gemäß der Formel 60–70 % seines Messbereichs. Das Datensignal weist einen großen Transformationsbereich auf, was die Präzision erheblich verbessert. Die Konstruktion des mechanischen Systems sollte eine gute Materialzirkulation gewährleisten und kurze Zuführzeiten bei gleichzeitig geringer Zuführfrequenz sicherstellen. Üblicherweise wird eine Zuführung alle 5 bis 10 Minuten empfohlen. Die Antriebseinrichtung der zugehörigen Anlagen muss einen stabilen Betrieb und eine gute Linearität gewährleisten.

Die Anwendungsperspektiven gehen einher mit der rasanten Entwicklung elektronischer Steuerungssysteme. Dank der gewählten neuen Technologie konnte die messtechnische Genauigkeit der Mehrkopfwaage von 0,3 %–0,5 % auf 0,1 %–0,2 % verbessert und sogar die von statischen Datenwaagen übertroffen werden. Der Schlüssel zu dieser neuen Technologie liegt in der Verwendung digitaler Gewichtssensoren.

Autor: Smartweigh– Hersteller von Mehrkopf-Gewichten

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