Amélioration technique de la métrologie rotative et de son principe de base de peseuse multi-têtes

Auteur : Smartweigh– Peseuse multi-têtes

1. État actuel des méthodes de vérification métrologique des mélangeurs rotatifs 1.1 La méthode traditionnelle de vérification métrologique des mélangeurs rotatifs est utilisée pour la vérification métrologique des matières premières fibreuses telles que les matériaux de construction décoratifs, les céréales, les huiles, les produits alimentaires, les produits miniers, etc., ou lors de la manipulation en continu d'assaisonnements. Les méthodes les plus courantes sont les balances à bande électronique, les débitmètres à plateau affleurant, les balances à antimatière et les balances d'alimentation à roue. Cette méthode de vérification présente des caractéristiques propres, mais ses limitations sont importantes.

La technologie de traitement de la balance à bande électronique est présentée en détail, et ses étapes sont les suivantes : la balance intègre le signal de données de charge et le signal de données de taux de transformation (rapport de vitesse de la bande de transmission) sur la surface totale de l'entreprise (section de pesage) afin d'obtenir la valeur de débit totale. Objectifs manipulables. Présentation détaillée de la technologie de traitement de la balance à bande électronique. Remarque : la quantité de matières premières à prélever varie en fonction du rapport de vitesse de la bande de transmission. La charge sur la bande motrice reste stable. Comparée à d'autres méthodes d'alimentation, cette méthode offre une meilleure précision métrologique et une linéarité accrue.

Schéma du circuit de vérification de mesure de la balance électronique à bande. Remarque : Les fonctions d'alimentation et de pesage sont assurées par deux bandes transporteuses distinctes. 1.2 La méthode de vérification de mesure rotative est utilisée dans les mélangeurs continus, 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 une méthode intermittente. Par conséquent, la méthode de mélange rotatif est peu appréciée des clients, ce qui constitue l'une des raisons de son utilisation.

Des démonstrations scientifiques peuvent prouver que les procédés de mélange et de traitement définis par ces deux méthodes de vérification de mesure ont chacun leur utilité, et que l'utilisation du mélangeur rotatif ne doit pas être compromise par des limitations techniques temporaires. Actuellement, en France, 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 traitement par mélange continu a été introduite 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 permettent d'atteindre une grande précision dans les applications européennes. Par exemple, la balance de dosage à bande transporteuse Schenck, en France, 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 l'approvisionnement en matières premières. Actuellement, la précision de mesure et de vérification des balances électroniques à bande utilisées dans le secteur routier 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 vérification de mesure nouvelle et améliorée, elle est de plus en plus utilisée pour la pesée de matières premières. 2.1 Principe de base : Considérant le godet de pesage 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. Ce débit est ensuite traité techniquement, grâce aux techniques de filtrage matérielles et logicielles, pour obtenir la cible de manipulation : le « débit total spécifique ». L’acquisition de ce débit total est cruciale et constitue la base de la mesure et de la vérification précises de la balance multi-têtes.

Une méthode classique est décrite en détail dans la figure : 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 au plus près de la cible globale et génère un signal de données d’ajustement pour commander le démarreur progressif et les autres alimentateurs vibrants. 2.2 Application spécifique de la peseuse multi-têtes à signal différentiel : De par son principe de base, cette méthode est insensible aux variations mécaniques du corps de la balance et du système d’alimentation. Elle mesure uniquement l’erreur de poids net (différence de poids) et, comparée à la méthode de vérification métrologique dynamique traditionnelle, ses avantages sont évidents. Lorsque la cible de contrôle est le débit total (t/h, kg/min), que la matière première est facilement transportable et qu’une précision de vérification métrologique élevée est requise, la méthode à l’état sans poids est la solution optimale.

2.2.2 Processus de production d'une peseuse multi-têtes : 2.2.3 Éléments à prendre en compte lors de la conception d'une peseuse multi-têtes et facteurs influençant la précision : une peseuse multi-têtes présente les caractéristiques d'une balance à données statiques et d'une balance à données dynamiques. Par conséquent, lors de la conception, le logiciel système doit stipuler : 1. La plage de vitesse de transport appropriée se situe généralement entre 60 % et 70 % de la capacité de transport nominale pour l'application spécifique. 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 est également dû à la faible fiabilité du logiciel système lorsque le débit de transport est trop faible. 2. La plage de mesure du capteur est modérée. Autrement dit, le capteur utilise également 60 à 70 % de sa plage de mesure, conformément à la formule. Le signal de données présente 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, ainsi qu'un temps d'alimentation court et une fréquence d'alimentation modérée. Généralement, il est recommandé d'alimenter le système toutes les 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 contrôle métrologique passer de 0,3 % à 0,5 %. L'élément clé de cette nouvelle technologie réside dans 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, il est particulièrement important d'utiliser ce type de capteur comme capteur intégré au logiciel système des équipements de pesage. Notamment, dans les systèmes nécessitant une approche intelligente, les données, directes ou indirectes, du capteur sont indispensables. Dans ce contexte, l'incertitude de mesure et la précision de mesure sont généralement deux paramètres distincts, et il est difficile de les concilier. Un compromis est donc nécessaire. Actuellement, dans l'industrie du pesage, de nombreux capteurs analogiques-numériques traditionnels sont produits et utilisés en France, mais leur signal de sortie est 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 de sortie élevée se situe généralement entre 30 et 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 en série, le logiciel du système d'acquisition de données permet un auto-étalonnage.

Grâce au logiciel du système de capteurs numériques multicanaux, aucun problème d'adaptation de résistance ne se pose. Le client saisit l'adresse détaillée, le poids et la sensibilité de chaque capteur, et la balance est entièrement automatisée. L'équilibrage est réalisé « aux quatre coins » ou « sur les bords », sans nécessiter de réglages constants. Lors de la simulation du système, une fois plusieurs capteurs connectés, leurs caractéristiques deviennent indiscernables. Pour l'étalonnage, un poids standard doit être appliqué à chaque capteur, puis un diviseur de tension doit être utilisé sur le terminal pour effectuer le réglage.

Du fait de l'utilisation d'un test t apparié lors de l'ajustement, l'opération est répétée plusieurs fois. Dans le logiciel du système de données, chaque capteur peut être vérifié individuellement. Par conséquent, le temps nécessaire à la correction du coût total du logiciel du système avec capteur numérique ne représente que le quart du temps de simulation du système.

Cette opération peut être réalisée grâce à un logiciel de système de données doté d'une fonction d'« autodiagnostic ». Concrètement, le programme de diagnostic vérifie en continu la présence et l'absence de dépassement significatif du signal de chaque capteur. 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 accéder à chaque capteur via les touches dédiées, identifier la cause du problème et procéder au dépannage. Ce type de diagnostic intuitif et de résolution des pannes courantes représente un atout majeur pour les clients et permet de réaliser des économies substantielles lors de la conception d'un logiciel de simulation de système de capteurs analogiques.

Dans le secteur du pesage, la résolution du coefficient de déplacement SPWM des logiciels de simulation de capteurs classiques est de 16 bits, offrant 50 000 points de mesure. En revanche, la résolution d'affichage de chaque capteur dans le logiciel d'acquisition de données est de 20 bits, soit 1 000 000 de points de mesure. Ainsi, un logiciel système équipé de 4 capteurs numériques peut générer une résolution d'affichage de 4 000 000 de points. Cette haute résolution est particulièrement avantageuse lorsque le poids du bâti de la balance est important et le poids net de l'objet pesé faible.

Par exemple : dans les équipements de pesage pour assaisonnement, il arrive qu’un certain type de matière première, présent dans la recette secrète, ne représente qu’une faible proportion, mais les exigences de précision restent très élevées. Ceci est également difficile à réaliser avec les simulations de systèmes traditionnels. 3. Application du mélangeur rotatif et perspectives de marché : étant donné que la mesure et la vérification des mélangeurs rotatifs en Chine restent traditionnelles, les perspectives d’application, de commercialisation et de promotion des peseuses multi-têtes sont très prometteuses. Le processus de mélange continu du bitume connaît une transformation radicale, et le contrôle précis du débit total permet d’obtenir un mélange optimal.

Grâce à sa structure simple et à ses faibles coûts d'entretien, le mélangeur rotatif, une fois le dosage du mélange rigoureusement contrôlé, permettra de remédier à sa faible part de marché actuelle. En particulier, les besoins en machines et équipements pour l'augmentation de la production dans les secteurs des travaux publics et hydroélectriques revêtent une importance particulière, et la peseuse multi-têtes représente une amélioration clé pour accroître la précision des contrôles métrologiques.

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