Principio di funzionamento e problematiche comuni delle bilance multitesta nella produzione industriale.

Autore: Smartweigh– Pesatrice multitesta

Con il miglioramento delle normative sul controllo metrologico continuo e preciso delle materie prime, in particolare quelle solide, nell'intero processo di produzione industriale, negli anni '90 è stato creato un nuovo tipo di apparecchiatura di verifica metrologica in grado di tenere conto di tali normative: la pesatrice multitesta (in inglese Loss-in-weight). La pesatrice multitesta si basa sulla variazione del peso netto della materia prima sul corpo della bilancia per effettuare una misurazione e una verifica continue e accurate delle materie prime. L'avvento della pesatrice multitesta ha gradualmente sostituito le bilance elettroniche a nastro, le bilance a spirale e persino le bilance ad accumulo, come nuovo metodo di misurazione e verifica aggiornato, sempre più ampiamente utilizzato nei settori della metallurgia, dell'industria mineraria, degli impianti chimici e dell'energia da fibre chimiche. La figura 1 mostra una pesatrice multitesta di Mettler·Toledo composta da una piattaforma di pesatura (su cui è fissato un sensore), un motore di alimentazione a frequenza variabile (che può azionare anche la coclea di trasporto e la miscelazione orizzontale), una tramoggia di alimentazione, un sistema di miscelazione verticale e un sistema di conducibilità elettrica. È composto da un connettore flessibile e da uno strumento di controllo per pesatrice multitesta (IND560CF).

Per completare l'operazione continua di misurazione e verifica, il campo deve essere dotato anche di una grande tramoggia, una valvola a saracinesca completamente automatica (la cui funzione è quella di rifornire continuamente il silo di alimentazione della pesatrice multitesta) e l'apparecchiatura di ricezione (la cui funzione è quella di accettare continuamente l'alimentazione della pesatrice multitesta), ecc. 2 Diagramma a blocchi operativo 3 Principio La piattaforma di pesatura, la tramoggia di alimentazione e tutti i macchinari e le attrezzature che funzionano sulla piattaforma di pesatura sono utilizzati come corpo bilanciato completo e il sensore trasmette continuamente la variazione di peso netto sul corpo bilanciato allo strumento di controllo della pesatrice multitesta (lo strumento di controllo è la parte chiave della pesatrice multitesta, tutte le funzioni di manipolazione e risoluzione sono eseguite da esso), lo strumento di controllo calcola il coefficiente di elasticità del peso netto del corpo bilanciato per unità di tempo come flusso totale istantaneo specifico in base al segnale dati e quindi lo confronta con il flusso totale target complessivo impostato. Dopo l'esecuzione del calcolo PID, il segnale di dati di flusso corrente di 4-50 mA viene emesso per modificare la frequenza di uscita del soft starter del motore di alimentazione, e quindi il rapporto di velocità del motore viene modificato per rendere la quantità di alimentazione specifica il più vicina possibile al flusso totale target impostato, al fine di raggiungere lo scopo di un'alimentazione accurata. Per completare l'alimentazione continua della pesatrice multitesta e la verifica dell'accuratezza della misurazione, la parte superiore del silo di alimentazione deve essere dotata di una grande tramoggia in grado di alimentare continuamente il materiale e di una valvola a saracinesca completamente automatica per controllare l'alimentazione.

Nello strumento di controllo, impostare un valore limite superiore di rifornimento (Refill_Stop) e un valore limite inferiore di rifornimento (Refill_Star). Quando lo strumento di controllo pesa il peso netto sulla bilancia e raggiunge il valore limite inferiore di rifornimento, viene inviato un segnale di apertura del limite di rifornimento. Il segnale dati della valvola a saracinesca fa sì che la valvola si apra, la materia prima dalla tramoggia grande viene immessa nel contenitore di alimentazione tramite il collegamento conduttivo e il peso netto sul corpo della bilancia aumenta. Quando viene raggiunto il valore limite, viene inviato un segnale dati per chiudere la valvola a saracinesca. Durante l'intero processo, il motore di alimentazione è in funzione, in altre parole, l'alimentazione è continua. Per queste materie prime con scarsa circolazione, relativamente leggere e sottili, poco dopo la chiusura della valvola a saracinesca, una parte del peso netto non viene aggiunta al corpo della bilancia. In questo momento, se la pesatrice multitesta è sviluppata secondo il segnale dati trasmesso dal sensore Se il controllo PID ha successo, poiché la variazione di peso netto rilevata dal sensore sarà ridotta in questo intervallo di tempo, ciò causerà la perdita del frame del segnale dati e impedirà il funzionamento, quindi il tempo di alimentazione (Timer2) è impostato anche nello strumento di controllo, che è Per chiudere la valvola a saracinesca appena avviato il cronometraggio.

All'inizio del rifornimento, si prevede che il tempo di alimentazione termini. Durante questo periodo, il motore di alimentazione manterrà la frequenza precedente all'alimentazione e non cambierà. In altre parole, la pesatrice multitesta funziona a una frequenza fissa durante l'intero processo. Funzionamento: elaborazione di dati statici. Al termine del tempo di alimentazione, la pesatrice multitesta ripristina automaticamente il controllo in tempo reale, ovvero controlla il motore di alimentazione in base al segnale dati trasmesso dal sensore. L'intero processo di funzionamento della pesatrice multitesta si ripete in questo modo.

Per garantire la linearità della pesatrice multitesta, oltre ai parametri principali sopra menzionati, lo strumento di controllo include anche i seguenti parametri principali: SetP (valore del coefficiente proporzionale P); SetI (valore del tempo di integrazione I); SetD (tempo differenziale); Caltime (tempo di campionamento del flusso totale corrente); Calcount (frequenza di campionamento del flusso totale corrente); Target-F (obiettivo di monitoraggio del flusso); Limit-E (intervallo di tolleranza del monitoraggio del flusso); Hig_Weight (valore del livello massimo del materiale); Low_Weight (valore del livello minimo del materiale); Load-Max (valore della frequenza specificata); Load-Min (valore della frequenza minima); SampleFlux1 (valore del flusso totale di calibrazione dinamica 1); SampleFlux2 (valore del flusso totale di calibrazione dinamica 2); SampleFlux3 (valore del flusso totale di calibrazione dinamica 3); WorkMode (selezione della modalità di lavoro); BatchSelect (selezione del ruolo del numero di lotto (analisi quantitativa)); FluxFactor (parametro principale di regolazione del flusso totale); ProportionFactor (parametro principale di regolazione del rapporto delle materie prime). 4 Il problema comune nella progettazione di una pesatrice multitesta è quello di migliorarne la linearità. I ​​seguenti aspetti devono essere considerati nella progettazione della soluzione: 1) Selezionare una frequenza di applicazione adeguata, preferibilmente tra 35 Hz e 40 Hz. Una frequenza bassa compromette l'affidabilità del software di sistema; 2) Selezionare un intervallo di misurazione del sensore appropriato, che copra il 60% e il 70% dell'intervallo di misurazione, e un ampio intervallo di conversione del segnale dati, che contribuisce a migliorare la linearità; 3) Lo schema di progettazione del sistema meccanico deve garantire una buona circolazione delle materie prime, assicurando inoltre che il tempo di alimentazione sia breve e che l'alimentazione non sia troppo frequente. Generalmente, sono necessari intervalli di alimentazione di 5-10 minuti; 4) Il dispositivo di trasmissione delle strutture di supporto deve garantire un funzionamento stabile e una buona linearità. 5 Problemi comuni nell'intero processo di installazione e applicazione della pesatrice multitesta: Per garantire la precisione della pesatrice multitesta, è necessario prestare attenzione ai seguenti punti chiave durante l'intero processo di installazione e applicazione: 1) La piattaforma di pesatura deve essere fissata saldamente e il sensore è un componente elastico soggetto a deformazione, quindi le vibrazioni esterne lo influenzeranno. L'esperienza pratica dimostra che il problema più grave per le pesatrici multitesta durante l'intero processo di applicazione è il rischio di vibrazioni ambientali; 2) Nell'ambiente circostante non devono essere presenti fluidi ciclonici, poiché per migliorare la precisione della pesatura, il sensore selezionato è molto sensibile, quindi tutti i movimenti avranno un impatto sul sensore; 3) I collegamenti flessibili conduttivi superiore e inferiore devono essere leggeri e flessibili per evitare che le apparecchiature inferiori e inferiori influenzino la pesatrice multitesta causando urti.

La materia prima ideale da utilizzare in questa fase è liscia, morbida e setosa; 4) Minore è la distanza di collegamento tra la tramoggia grande e il silo di alimentazione, meglio è, soprattutto per questi materiali con adesione relativamente forte, quando la tramoggia grande e il silo di alimentazione sono più lunghi, maggiore è lo spazio di collegamento al centro del silo, maggiore è lo spessore della materia prima che aderisce allo spessore della parete. Quando la materia prima aderisce allo spessore della parete a un certo livello, una volta caduta, avrà un impatto molto grande sulla pesatrice multitesta; 5) Cercare di evitare il contatto con materiali esterni. Lo scopo è ridurre al minimo i danni causati dalla forza di interazione esterna al corpo della bilancia; 6) La velocità di alimentazione dovrebbe essere rapida, quindi è necessario garantire che l'intero processo di alimentazione sia fluido. Per le materie prime con scarsa circolazione, al fine di evitare i loro ponti ferroviari, la soluzione migliore è aggiungere un agitatore meccanico alla tramoggia grande. Il più grande tabù è la rottura dell'arco ciclonico, ma l'agitazione non può essere azionata continuamente. L'ideale è che la miscelazione e l'intero processo di alimentazione siano coerenti, ovvero uguali a quelli della valvola a saracinesca di alimentazione; 7) L'impostazione del valore limite inferiore del materiale di alimentazione e del valore limite superiore del materiale di alimentazione deve essere adeguata. La densità apparente nel silo è sostanzialmente la stessa. Ciò può essere ottenuto osservando attentamente la transizione di frequenza del soft starter. Quando la densità apparente delle materie prime nel silo è sostanzialmente la stessa, la maggior parte della transizione di frequenza del soft starter non è elevata.

Il valore limite inferiore e il valore limite superiore dell'alimentazione sono adatti a migliorare la linearità dell'intero processo di alimentazione. Come accennato in precedenza, la pesatrice multitesta opera in modalità dati statici durante il processo di alimentazione. Se l'alimentazione può essere mantenuta, la base di frequenza degli avviatori soft anteriori, posteriori, sinistri e destri non cambierà e l'accuratezza della misurazione dell'intero processo di alimentazione sarà ampiamente garantita. Inoltre, a condizione che la densità apparente sia sostanzialmente la stessa, si dovrebbe cercare di evitare la frequenza di alimentazione, ovvero cercare di aggiungere più materiale ogni volta. Queste due cose sono contraddittorie e devono essere prese in considerazione.

Questa è anche la base per garantire la precisione dell'intero processo di alimentazione; 8) L'impostazione del tempo di alimentazione deve essere appropriata. La linea guida per l'impostazione è garantire che tutte le materie prime siano già cadute sul corpo della bilancia e che minore è il tempo di impostazione, meglio è. Come già detto, la bilancia multitesta è in modalità di elaborazione dati statici durante il tempo di alimentazione, quindi minore è il tempo, meglio è. Questo tempo può essere ottenuto anche tramite un'attenta osservazione. Nella fase di regolazione, è possibile impostare inizialmente un tempo più lungo e osservare per quanto tempo il peso totale sulla bilancia non fluttua (non aumenta facilmente) dopo il completamento di ogni alimentazione e tende a stabilizzarsi (il peso totale sul corpo della bilancia diminuisce costantemente).

Allora questo è il momento giusto per inserire gli ingredienti. 6 Risultati Il documento introduce in dettaglio il principio della pesatrice multitesta e alcune questioni a cui prestare attenzione nell'intero processo di progettazione e applicazione, in particolare questi punti chiave nell'intero processo di applicazione, che è una preziosa condivisione di esperienza e non vedo l'ora di condividerla con tutti. Con l'aiuto, la pesatrice multitesta può essere applicata in modo più efficace. Solo prestando attenzione a questo problema del punto chiave è possibile garantire la linearità della pesatrice multitesta, in modo che si possano produrre prodotti che soddisfano gli standard.

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