Le principe de base d'une balance multi-têtes et sa technologie de vérification métrologique rotative

Auteur : Smartweigh– Peseuse multi-têtes

Amélioration technique du contrôle métrologique des mélangeurs rotatifs et son principe de base de pesage sans poids 1. État actuel des méthodes de contrôle de mesure des mélangeurs rotatifs 1.1 Les méthodes traditionnelles de contrôle de mesure des mélangeurs rotatifs comprennent de nombreuses techniques pour le contrôle de la mesure des matières premières fibreuses telles que les matériaux de construction décoratifs, les céréales, les huiles, les produits alimentaires, les produits miniers, etc., ou lors du dosage en continu d'assaisonnements. Parmi les plus classiques, on trouve les balances électroniques à bande, les débitmètres à plateau, les balances nucléaires et les balances doseuses à disque. Ces méthodes de contrôle de mesure présentent des caractéristiques propres, mais aussi d'importantes limitations.

La technologie de traitement de la balance électronique à bande est présentée en détail. Étapes : La balance électronique à bande intègre le signal de données de charge obtenu sur la surface totale (section de pesage) de l'entreprise et le signal de données du taux de transition (rapport de vitesse de la bande d'entraînement) afin d'obtenir la valeur de débit total. Cibles manipulables. Remarque : La quantité de matériau à extraire varie en fonction du rapport de vitesse de la bande d'entraînement. Après mise en forme et homogénéisation du matériau brut par l'orifice d'alimentation de la goulotte, son épaisseur est stable et uniforme. Quel que soit le rapport de vitesse du convoyeur à bande, la charge sur la bande d'entraînement reste constante. Comparée à d'autres méthodes d'alimentation, cette méthode offre une excellente précision métrologique et une linéarité optimale.

1.2 Application de la méthode de vérification du dosage rotatif aux machines de malaxage continu. Les machines de malaxage rotatif actuelles comprennent : les équipements de malaxage pour centrales à terre stabilisée au ciment, les malaxeurs rotatifs à béton et les malaxeurs rotatifs à bitume. En ce qui concerne la précision de la vérification métrologique, ce type d’équipement ne peut, à l’heure actuelle, être généralisé avec un fonctionnement intermittent. Par conséquent, la méthode de malaxage rotatif est peu utilisée par les consommateurs, ce qui constitue également un facteur important.

Une démonstration scientifique peut prouver que les technologies de mélange et de traitement définies par ces deux méthodes de vérification de mesure sont parfaitement adaptées, et que l'application du mélange rotatif ne doit pas être compromise par les limitations technologiques actuelles. À l'heure actuelle, en Chine, les mélangeurs rotatifs sont tous mesurés par la méthode volumétrique ou par une balance électronique à bande/spirale. Dans les années 1970, la technologie de mélange en continu a été importée d'Europe pour être développée et conçue. Depuis, la situation est restée inchangée, sans aucune amélioration. En réalité, ces deux méthodes de vérification de mesure sont appliquées en Europe avec une grande précision. Par exemple, la balance de dosage à bande de transmission de Zhongshan Smart Weighing présente une précision de dosage dynamique de 2 %.

Mais dans mon pays, la situation est problématique, car elle dépend des contraintes liées à la production industrielle de base, notamment la fabrication de machines et d'équipements, ainsi que la disponibilité des matières premières. Actuellement, la précision de vérification des mesures des balances électroniques à bande utilisées dans le secteur routier en Chine n'est généralement que d'environ 5 %, ce qui est comparable à celle des balances de capacité, et leur fiabilité à long terme est faible. Deuxièmement, la réforme du pesage continu : la balance multi-têtes (à perte de poids) à signal différentiel (à l'état sans poids) a été utilisée pour la première fois dans l'ensemble du processus de production industrielle dans les années 1990 pour la vérification métrologique continue.

La balance multi-têtes remplace progressivement les balances électroniques à bande, les balances à spirale et même les balances cumulatives. En tant que méthode de mesure récente, elle est utilisée pour un nombre croissant de matières premières. 2.1 Principe de base : Considérant le godet de pesée et le système d’alimentation comme l’ensemble de la balance, on échantillonne en continu le signal de données de poids net de cette balance, via le tableau de bord ou le logiciel de l’ordinateur central. On mesure le taux de variation du poids net par unité de temps, qui correspond au débit total instantané. Grâce à diverses solutions techniques de filtrage matérielles et logicielles, on obtient le débit total spécifique, qui constitue l’autre moitié du réglage. L’acquisition de ces données est cruciale et constitue la base de la mesure et de la vérification précises de la balance.

La figure décrit en détail une méthode traditionnelle : la méthode de vérification de mesure par peseuse multi-têtes. Le contrôleur de flux (FC) réinjecte ensuite l’algorithme d’optimisation selon le comportement du régulateur PID, effectue le calcul du débit total pour se rapprocher de la valeur cible et génère un signal de données d’ajustement pour commander le démarreur progressif et les autres alimentateurs vibrants. 2.2 Application concrète de la balance à signal différentiel (peseuse multi-têtes) : Son principe de fonctionnement montre qu’elle n’est pas affectée par les variations mécaniques du corps de la balance ni du système d’alimentation. Elle mesure uniquement l’erreur de poids net (différence de poids), contrairement aux méthodes de vérification métrologique dynamiques traditionnelles. Ses caractéristiques sont évidentes. Lorsque l’objectif de contrôle est le débit total (t/h, kg/min), que les matières premières sont facilement transportables et que la précision de la vérification métrologique est élevée, la méthode de vérification métrologique sans pesée est la plus appropriée.

2.2.2 Processus de production du pesage sans poids : processus de production d'une balance multi-têtes. 2.2.3 Points importants à prendre en compte lors de la conception d'une balance sans poids, facteurs influençant la précision : une balance multi-têtes présente les caractéristiques d'une balance à données statiques et d'une balance à données dynamiques. Lors de la conception du logiciel système, il est impératif de respecter les points suivants : 1. Plage de vitesse de transfert appropriée : généralement, dans la zone de travail concernée, 60 % à 70 % de la capacité de transfert nominale est optimale. Si la vitesse de communication et d'échange est modifiée, il est préférable de choisir une fréquence de réponse de 35 à 40 Hz. Ceci garantit une large plage de réglages.

Cela s'explique également par le fait qu'un faible débit de transport entraîne une mauvaise stabilité du logiciel système. 2. La plage de mesure du capteur est modérée. Autrement dit, le capteur utilise 60 à 70 % de sa plage de mesure, conformément à la formule. Le signal de données bénéficie d'une large plage de transformation, ce qui est extrêmement bénéfique pour améliorer la précision. 3. La conception du système mécanique doit garantir une bonne circulation des matières premières, un temps de pré-distribution court et une fréquence d'alimentation modérée. En général, le réapprovisionnement en matière première prend 5 à 10 minutes.

Le dispositif de transmission des installations auxiliaires doit garantir un fonctionnement stable et une bonne linéarité. 2.2.4 Perspectives d'application : Grâce au développement rapide des systèmes de commande électroniques, la peseuse multi-têtes, basée sur la sélection de nouvelles technologies, voit sa précision de vérification métrologique passer de 0,3 % à 0,5 %. L'augmentation de cette précision à 0,1 %–0,2 %, voire en deçà des valeurs statiques, repose sur l'utilisation de capteurs de poids à affichage numérique.

2.2.4.1 Application du capteur de pesage à affichage numérique : Afin de mieux répondre aux exigences de mesure dynamique et précise, son utilisation comme capteur intégré au logiciel système des équipements de pesage est particulièrement importante. Dans les environnements nécessitant une approche intelligente, les données simultanées ou indirectes du capteur sont indispensables. Or, la précision de mesure et la sensibilité sont généralement deux paramètres distincts, et il est difficile de trouver un compromis optimal. Dans ce contexte, de nombreux capteurs analogiques-numériques traditionnels, encore largement utilisés dans l'industrie du pesage, produisent un signal d'impulsions de faible amplitude.

Prenons l'exemple d'un capteur de poids à forte tension de sortie, basé sur le principe de la force de contrainte résistive. Cette tension est généralement de 30 à 40 mV. Par conséquent, le signal de données est sensible aux interférences radioélectriques et la distance de transmission par câble est courte, généralement inférieure à dix mètres. Dans les équipements de pesage de conteneurs (balances de dosage pour silos), les équipements de pesage de plateformes de service ou les ponts-bascules (bascules électroniques pour camions ou ponts-bascules ferroviaires) utilisant plusieurs capteurs de température en série, le système d'exploitation des données peut effectuer un auto-étalonnage.

Grâce au logiciel du système de capteurs numériques multicanaux, aucun problème d'adaptation de résistance ne se pose. Le client peut saisir l'adresse détaillée, le poids et la sensibilité de chaque contrôleur, puis effectuer lui-même le réglage de l'échelle. L'équilibrage est assuré par des points d'appui précis, sans nécessiter de réglages successifs. Lors de la simulation du système, une fois plusieurs capteurs connectés, les caractéristiques de chaque contrôleur restent indiscernables. Pour l'étalonnage, il convient de libérer le poids étalon sur chaque capteur et d'appliquer la haute tension aux bornes. Le régulateur de pression est ensuite ajusté.

Du fait de l'utilisation d'un test t apparié lors de l'ajustement, celui-ci est répété plusieurs fois. Dans un système de données, chaque capteur peut être vérifié individuellement. Par conséquent, le temps nécessaire pour corriger le coût total du logiciel intégrant le système de capteurs numériques ne représente que le quart du temps de simulation du système.

L'utilisation d'un logiciel de système de données permet également un « autodiagnostic » : le programme de diagnostic vérifie en continu si le signal de chaque capteur est interrompu, si la sortie est anormalement dépassée, etc. En cas de problème, un message ou une alarme s'affiche automatiquement sur le tableau de bord ou le panneau de commande. Les utilisateurs peuvent alors sélectionner chaque capteur, identifier individuellement la cause du problème et effectuer un dépannage courant. Cette capacité de diagnostic et de résolution des problèmes constitue un atout majeur pour l'utilisateur, mais il est difficile de l'implémenter à moindre coût dans la simulation logicielle d'un système de capteurs analogiques.

Dans le secteur du pesage, la résolution du coefficient de déplacement SPWM des logiciels de simulation de systèmes de capteurs classiques est de 16 bits, offrant 50 000 points de mesure. La résolution d'affichage de chaque capteur du système d'acquisition de données étant de 20 bits, soit 1 000 000 de points de mesure, un logiciel système équipé de 4 capteurs numériques peut ainsi atteindre une résolution d'affichage de 4 000 000 de points. Cette haute résolution est particulièrement avantageuse lorsque le bâti de pesage est lourd et que le poids net de l'objet à peser est faible.

Par exemple : dans les équipements de pesage pour assaisonnement, il arrive qu’un certain type de matière première ne représente qu’une faible proportion de la recette secrète, mais les exigences de précision restent très élevées. Ceci est également impossible à obtenir avec une simulation de système traditionnelle. 3. Application des équipements de mélange rotatif et perspectives de marché : Étant donné que la mesure et la vérification des mélangeurs rotatifs en Chine restent basées sur des méthodes traditionnelles, les perspectives d’application du pesage sans poids en marketing et en promotion sont très vastes. 2. Le processus de mélange continu du bitume connaît des changements profonds, et le contrôle précis du flux de données permet de produire un matériau de mélange très standard et idéal.

Le procédé d'agitation rotative, de par sa conception simple et ses faibles coûts d'entretien, permettra, une fois le dosage du mélange de produits rigoureusement contrôlé, de remédier à sa faible part de marché actuelle. En particulier, l'augmentation de la production de machines et d'équipements nécessaires dans les secteurs des travaux publics (routes) et de l'hydroélectricité revêt une importance particulière, et la pesée sans poids constitue une avancée majeure pour améliorer la précision des mesures.

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