Principe et problèmes courants des peseuses multi-têtes en production industrielle

Auteur : Smartweigh– Peseuse multi-têtes

Avec l'amélioration des réglementations relatives au contrôle métrologique continu et précis des matières premières, notamment solides, tout au long du processus de production industrielle, et dans les années 1990, un nouveau type d'équipement de contrôle métrologique conforme à ces réglementations a été créé : la peseuse multi-têtes (ou peseuse à perte). La peseuse multi-têtes repose sur la variation de poids net de la matière première sur le corps de la balance pour effectuer une mesure et un contrôle continus et précis. Son apparition a progressivement remplacé les balances électroniques à bande, les balances à spirale et même les balances cumulatives, en tant que méthode de mesure et de contrôle moderne et performante, de plus en plus utilisée dans les secteurs de la métallurgie, des mines, de la chimie et de l'énergie des fibres chimiques. La peseuse multi-têtes (illustrée figure 1) de Mettler·Toledo se compose d'une plateforme de pesage (un capteur est fixé à sa base), d'un moteur d'alimentation à fréquence variable (pouvant également entraîner la vis sans fin et le mélangeur horizontal), d'une trémie d'alimentation, d'un mélangeur vertical et d'un capteur de conductivité électrique. Il est composé d'une connexion souple et d'un instrument de contrôle de pesage multi-têtes (IND560CF).

Pour assurer le fonctionnement continu de la mesure et de la vérification, le site doit également être équipé d'une trémie de grande capacité, d'une vanne à guillotine entièrement automatique (assurant le réapprovisionnement continu du silo d'alimentation de la peseuse multi-têtes) et d'un système de réception (permettant la réception continue des données de la peseuse multi-têtes). 2. Schéma fonctionnel 3. Principe La plateforme de pesage, la trémie d'alimentation et l'ensemble des machines et équipements fonctionnant sur la plateforme constituent le corps de la balance. Le capteur transmet en continu la variation de poids net sur ce corps à l'instrument de commande de la peseuse multi-têtes (élément clé du système, assurant toutes les fonctions de manipulation et de résolution). L'instrument de commande calcule le coefficient d'élasticité du poids net du corps de la balance par unité de temps, correspondant au débit total instantané, à partir du signal de données, puis le compare au débit total cible global défini. Après le calcul PID, le signal de débit (4-50 mA) est utilisé pour ajuster la fréquence de sortie du démarreur progressif du moteur d'alimentation. Le rapport de vitesse du moteur est ensuite modifié afin d'optimiser le débit d'alimentation et d'obtenir un débit total cible, garantissant ainsi une alimentation précise. Pour assurer l'alimentation continue du peseur multi-têtes et la vérification de la précision des mesures, le silo d'alimentation doit être équipé d'une trémie de grande capacité permettant une alimentation continue et d'une vanne à guillotine entièrement automatisée pour contrôler le débit.

Dans l'instrument de contrôle, définissez une limite supérieure (Refill_Stop) et une limite inférieure (Refill_Start) de réapprovisionnement. Lorsque le poids net affiché sur la balance atteint la limite inférieure, un signal d'ouverture de la vanne est émis. Ce signal ouvre la vanne, permettant ainsi le transfert de la matière première de la trémie principale vers la trémie d'alimentation via la connexion souple conductrice. Le poids net affiché sur la balance augmente alors. Lorsque la limite est atteinte, un signal de fermeture de la vanne est émis. Durant tout ce processus, le moteur d'alimentation fonctionne en continu. Pour les matières premières peu fluides, relativement légères et fluides, une partie du poids net n'est pas ajoutée à la balance peu après la fermeture de la vanne. À ce moment-là, si la peseuse multi-têtes est développée en fonction du signal de données transmis par le capteur, si la régulation PID est réussie, étant donné que la variation de poids nette détectée par le capteur sera réduite dans cette plage de temps, ce qui entraînera une perte de trame du signal de données et empêchera le fonctionnement, c'est pourquoi le temps d'alimentation (Timer2) est également configuré dans l'instrument de contrôle, qui est le temps de fermeture de la vanne à guillotine qui vient de démarrer.

Au début du réapprovisionnement, le temps d'alimentation est censé se terminer. Pendant cette période, le moteur d'alimentation maintient sa fréquence initiale et reste constant. Autrement dit, la peseuse multi-têtes fonctionne à une fréquence fixe durant tout le processus. Fonctionnement : manipulation de données statiques. Une fois le temps d'alimentation écoulé, la peseuse multi-têtes reprend automatiquement le contrôle en temps réel, c'est-à-dire qu'elle pilote le moteur d'alimentation en fonction du signal de données transmis par le capteur. Le cycle complet de fonctionnement de la peseuse multi-têtes se répète ainsi.

Afin de garantir la linéarité de la peseuse multi-têtes, outre les principaux paramètres mentionnés ci-dessus, l'instrument de contrôle prend également en charge les paramètres suivants : SetP (coefficient de proportionnalité P) ; SetI (temps d'intégration I) ; SetD (temps différentiel) ; Caltime (durée d'échantillonnage du débit total) ; Calcount (fréquence d'échantillonnage du débit total) ; Target-F (cible de surveillance du débit) ; Limit-E (plage de tolérance de surveillance du débit) ; Hig_Weight (niveau haut de matière) ; Low_Weight (niveau bas de matière) ; Load-Max (fréquence maximale) ; Load-Min (fréquence minimale) ; SampleFlux1 (débit total d'étalonnage dynamique 1) ; SampleFlux2 (débit total d'étalonnage dynamique 2) ; SampleFlux3 (débit total d'étalonnage dynamique 3) ; WorkMode (mode de fonctionnement) ; BatchSelect (numéro de lot pour l'analyse quantitative) ; FluxFactor (paramètre principal d'ajustement du débit total) ; ProportionFactor (paramètre principal d'ajustement du ratio de matières premières). 4. Le problème courant lors de la conception d'une peseuse multi-têtes est d'améliorer sa linéarité. Les aspects suivants doivent être pris en compte lors de la conception de la solution : 1) Choisir une fréquence d'application appropriée, idéalement entre 35 et 40 Hz. Une fréquence trop basse nuit à la fiabilité du logiciel système ; 2) Sélectionner une plage de mesure du capteur appropriée, utilisée à 60-70 % de cette plage, et disposer d'une large plage de conversion du signal de données, ce qui améliore la linéarité ; 3) La conception du système mécanique doit assurer une bonne circulation des matières premières, ainsi qu'un temps d'alimentation court et une fréquence d'alimentation peu élevée. Généralement, une alimentation toutes les 5 à 10 minutes est requise ; 4) Le dispositif de transmission des équipements auxiliaires doit garantir un fonctionnement stable et une bonne linéarité. 5 Problèmes courants lors de l'installation et de l'utilisation d'une balance multi-têtes : Afin de garantir la précision de la balance multi-têtes, les points clés suivants doivent être pris en compte lors de l'installation et de l'utilisation : 1) La plateforme de pesage doit être solidement fixée. Les capteurs étant des composants élastiques, les vibrations externes peuvent les affecter. L'expérience montre que le principal inconvénient d'une balance multi-têtes lors de son utilisation est l'absence de vibrations dans l'environnement. 2) L'environnement doit être exempt de turbulence, car les mouvements peuvent impacter la précision du capteur sélectionné. 3) Les connexions conductrices souples supérieures et inférieures doivent être légères et souples afin d'éviter que les équipements situés en dessous n'affectent la balance multi-têtes.

La matière première idéale à ce stade est lisse, douce et soyeuse ; 4) Plus la distance de liaison entre la grande trémie et le silo d'alimentation est faible, mieux c'est, surtout pour les matériaux à forte adhérence. En effet, si l'espacement entre la grande trémie et le silo d'alimentation est important au milieu de la trémie, la matière première adhère davantage à la paroi. Lorsque cette adhérence atteint un certain niveau, la chute de la matière première peut avoir un impact important sur la peseuse multi-têtes ; 5) Évitez tout contact avec des matériaux extérieurs afin de minimiser l'impact des forces d'interaction externes sur le corps de la balance ; 6) Le débit d'alimentation doit être rapide. Il est donc essentiel de garantir la fluidité de l'ensemble du processus d'alimentation. Pour les matières premières à faible circulation, afin d'éviter les accumulations, la meilleure solution consiste à ajouter un système d'agitation mécanique à la grande trémie. Le principal risque est la rupture de l'arche du cyclone, mais l'agitation ne peut pas fonctionner en continu. L'idéal est d'obtenir un mélange homogène tout au long du processus d'alimentation, c'est-à-dire avec une vanne d'alimentation de même dimension. 7) Le réglage des valeurs limites inférieure et supérieure de la matière première à alimenter doit être approprié. La densité apparente dans le silo est sensiblement uniforme. Ceci peut être vérifié en observant attentivement la variation de fréquence du démarreur progressif. Lorsque la densité apparente des matières premières dans le silo est sensiblement uniforme, la variation de fréquence du démarreur progressif est généralement faible.

Les valeurs limites inférieure et supérieure d'alimentation permettent d'améliorer la linéarité de l'ensemble du processus d'alimentation. Comme mentionné précédemment, la peseuse multi-têtes fonctionne en mode statique pendant l'alimentation. Si la fréquence d'alimentation des démarreurs progressifs avant, arrière, gauche et droit reste constante, la précision de mesure de l'ensemble du processus est largement garantie. De plus, tout en veillant à ce que la densité apparente soit sensiblement la même, il convient d'éviter les variations de fréquence d'alimentation, c'est-à-dire d'augmenter la quantité de produit ajoutée à chaque fois. Ces deux impératifs sont contradictoires et doivent être pris en compte.

Ceci est également essentiel pour garantir la précision de l'ensemble du processus d'alimentation ; 8) Le réglage de la durée d'alimentation doit être approprié. La règle de réglage est de s'assurer que toutes les matières premières sont déjà tombées sur le plateau de la balance, et plus la durée d'alimentation est courte, mieux c'est. Comme indiqué précédemment, la balance multi-têtes effectue un traitement statique des données pendant l'alimentation ; par conséquent, plus la durée est courte, mieux c'est. Cette durée peut également être déterminée par une observation attentive. Lors de la phase de réglage, il est possible de commencer par une durée plus longue et d'observer combien de temps le poids total sur la balance reste stable (ne fluctue pas facilement) après chaque alimentation.

C'est donc le moment idéal pour introduire les ingrédients. 6. Résultats. Cet article présente en détail le principe de la peseuse multi-têtes et certains points importants à prendre en compte lors de sa conception et de son application, notamment ces points clés. Il s'agit d'un partage d'expérience précieux que je souhaite mettre à la disposition de tous. Grâce à cette assistance, la peseuse multi-têtes pourra être utilisée plus efficacement. Seule une attention particulière portée à ce point clé permettra de garantir la linéarité de la peseuse et, par conséquent, la production de produits conformes aux normes.

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