工業生産におけるマルチヘッド計量機の原理と一般的な問題点

著者：Smartweigh–マルチヘッド計量器

工業生産の全工程において、原材料、特に固体原材料の連続的かつ精密な計量検証管理規則の改善に伴い、1990年代には、これらの規則を考慮できる新しいタイプの計量検証装置が開発されました。それがマルチヘッド計量器（英語：減量計量器）です。マルチヘッド計量器は、計量器本体上の原材料の正味重量の変化に基づいて、原材料の連続的かつ正確な測定と検証を行います。マルチヘッド計量器の登場により、従来の電子ベルトスケール、スパイラルスケール、さらには積算スケールが徐々に置き換えられ、新しいアップグレードされた測定検証方法として、冶金、鉱業、化学プラント、化学繊維エネルギーの分野でますます広く使用されるようになりました。 1. マルチヘッド計量器（図1参照） 図1は、メトラー・トレドのマルチヘッド計量器の図です。計量プラットフォーム（計量プラットフォームのベースにセンサーが固定されています）、供給可変周波数モーター（搬送スクリューと水平混合も駆動可能）、供給ビン、垂直混合装置、電気伝導装置で構成されています。ソフト接続とマルチヘッド計量器制御装置（IND560CF）も付属しています。

連続測定および検証操作を完了するために、現場には大型ホッパー、全自動ゲートバルブ（機能はマルチヘッド計量器の供給サイロを連続的に補充すること）、および受入装置（機能はマルチヘッド計量器の供給を連続的に受け入れること）なども装備する必要があります。 2 操作ブロック図 3 原理 計量プラットフォーム、供給ビン、および計量プラットフォーム上で機能するすべての機械および設備を全体の計量本体として使用し、センサーが計量本体の正味重量の変化をマルチヘッド計量器制御装置（制御装置はマルチヘッド計量器の主要解決部分であり、すべての操作および解決機能がこれによって実行されます）に連続的に送信し、制御装置はデータ信号に従って計量本体の単位時間あたりの正味重量弾性係数を特定の瞬間総流量として計算し、それを設定された全体の目標総流量と比較して相対的に開発します。 PID計算が実行された後、4～50mAの電流フローデータ信号が出力され、供給モーターのソフトスターターの出力周波数が変更され、その後、モーターの速度比が変更されて、特定の供給量が全体の設定目標総流量にできるだけ近づくように調整されます。正確な供給の目的を達成するために、マルチヘッド計量器の連続供給と測定精度の検証を完了するために、供給サイロの上部には、材料を連続的に供給できる大きなホッパーと、供給を制御するための全自動ゲートバルブが装備されている必要があります。

制御装置では、補充の上限値（Refill_Stop）と補充の下限値（Refill_Star）を設定します。制御装置が計量器上の正味重量を計測し、補充の下限値に達すると、補充開始の制限値が送信されます。ゲートバルブのデータ信号によりゲートバルブが開き、導電性ソフト接続に従って大型ホッパーの原料が供給ビンに投入され、計量器上の正味重量が増加します。制限値に達すると、ゲートバルブを閉じるためのデータ信号が送信され、ゲートバルブが閉じます。この全プロセスにおいて、供給モーターは作動しており、つまり供給は連続的です。循環が悪く、比較的軽くて比較的薄い原料の場合、ゲートバルブが閉じられてから短時間のうちに、正味重量の一部が計量器に追加されません。この場合、マルチヘッド計量器がセンサーから送信されるデータ信号に基づいて開発され、PID制御が成功した場合、センサーが感知する正味重量の変化はこの時間範囲で減少するため、データ信号がフレームを失い、動作が禁止されるため、制御機器に供給時間（Timer2）も設定され、ゲートバルブを閉じるタイミングが開始されます。

補充の開始時には、供給時間が終了することが想定されます。この期間中、供給モーターは供給前の周波数を維持し、変化しません。つまり、マルチヘッド計量器は全プロセスを通して一定の周波数で動作します。動作 - 静的データ処理。供給時間が終了すると、マルチヘッド計量器は自動的にリアルタイム制御を復元します。つまり、センサーから送信されるデータ信号に従って供給モーターを制御します。マルチヘッド計量器の動作プロセス全体がこのように繰り返されます。

マルチヘッド計量機の直線性を確保するために、上記の主要パラメータに加えて、制御機器には次の主要パラメータもあります。SetP（比例係数P値）、SetI（積分時間I値）、SetD（差分時間）、Caltime（現在の総流量サンプリング時間）、Calcount（現在の総流量サンプリング周波数）、Target-F（流量監視目標）、Limit-E（流量監視許容範囲）、Hig_Weight（高材料レベル値）、Low_Weight（低材料レベル値）、Load-Max（周波数指定値）、Load-Min（周波数最小値）、SampleFlux1（動的校正総流量値1）、SampleFlux2（動的校正総流量値2）、SampleFlux3（動的校正総流量値3）、WorkMode（作業モード選択）、BatchSelect（バッチ番号（定量分析）役割選択）、FluxFactor（総流量調整主要パラメータ）、ProportionFactor（原材料比率調整主要パラメータ）。 4 マルチヘッド計量器の設計における一般的な問題は、マルチヘッド計量器の直線性を改善することです。解決策を設計する際には、次の点を考慮する必要があります。1) 適切な適用周波数を選択します。適用周波数は 35Hz ～ 40Hz に維持するのが最適です。低い場合、システム ソフトウェアの信頼性が低下します。2) センサーの測定範囲の選択は適切であり、測定範囲の 60% ～ 70% で使用され、データ信号変換範囲が広いため、直線性の改善に役立ちます。3) 機械システムの設計案は、原材料の良好な循環を確保するとともに、供給時間を短くし、供給頻度が高すぎないようにする必要があります。一般的に、5 分 ～ 10 分間隔の供給が必要です。4) サポート設備の伝動装置は、安定した動作と良好な直線形状を確保する必要があります。 5) マルチヘッド計量器の設置と使用の全工程における一般的な問題: マルチヘッド計量器の精度を確保するため、設置と使用の全工程において、次の重要な点に注意する必要があります。 1) 計量台はしっかりと固定する必要があり、センサーは弾性変形部品であるため、外部の振動が影響します。使用経験から、マルチヘッド計量器の使用の全工程における最大のタブーは、自然環境の振動による危険であることがわかります。 2) 自然環境にはサイクロン流動があってはなりません。計量の精度を向上させるために選択されたセンサーは非常にスマートであるため、すべての動きがセンサーに影響を与えます。 3) 上下の導電性ソフト接続は、上下の機器がマルチヘッド計量器に影響を与えて衝撃を与えるのを防ぐために、軽くて柔らかくする必要があります。

この段階で使用する最も理想的な原料は、滑らかで柔らかく、絹のようなものです。4) 大型ホッパーと供給サイロの接続距離が小さいほど良いです。特に、比較的粘着力が強いこれらの材料の場合、大型ホッパーと供給サイロの接続間隔が長いほど、ビンの中央で、壁面に付着する原料の厚みが大きくなります。壁面に付着する原料が一定のレベルに達すると、落下したときにマルチヘッド計量器に非常に大きな影響を与えます。5) 外部材料との接触を避けるようにしてください。目的は、スケール本体への外部相互作用力の損傷をよりよく軽減することです。6) 供給速度は速くなければならないため、供給プロセス全体がスムーズに開くようにする必要があります。循環の悪い原料の場合、レールブリッジを避けるために、大型ホッパーに機械攪拌を追加するのが最善の解決策です。最大のタブーはサイクロンアーチの破壊ですが、攪拌を常に実行することはできません。最も理想的なのは、混合と供給プロセス全体が一貫していること、つまり供給ゲートバルブと同じであることです。7) 供給材料の下限値と上限値の設定は適切である必要があります。サイロ内の見かけ密度は基本的に同じです。これは、ソフトスターターの周波数遷移を注意深く観察することで得られます。サイロ内の原料の見かけ密度が基本的に同じ場合、ソフトスターターの周波数遷移はほとんどの場合大きくありません。

供給の下限値と上限値は、供給プロセス全体の直線性を向上させるのに適しています。前述のように、マルチヘッド計量器は供給プロセス中は静的データ動作です。供給を維持できれば、前、後、左、右のソフトスターターの周波数基準は変化せず、供給プロセス全体の測定精度も大幅に保証されます。さらに、見かけ密度が基本的に同じであることを保証する条件下で、供給頻度、つまり一度に多くの材料を追加することを避けるようにしてください。この2つは矛盾しており、考慮する必要があります。

これは、給餌プロセス全体の精度を確保するための基礎でもあります。8) 給餌時間の設定は適切である必要があります。設定のガイドラインは、すべての原材料がすでに計量器本体に落下していることを確認することであり、設定時間が短いほど良いです。マルチヘッド計量器は給餌時間中に静的データ処理を行っていることはすでに述べたとおりなので、時間が短いほど良いです。この時間は注意深く観察することによっても得られます。調整段階では、まず時間を長く設定し、各給餌が完了した後に計量器上の総重量が変動しない（増加しにくい）時間がどのくらい続くかを観察します。安定する傾向（計量器本体上の総重量が着実に減少する）が見られます。

それでは、この時が材料を投入するのに最適な時です。 6 結果 この論文では、マルチヘッド計量器の原理と、設計案と応用の全過程において注意すべき事項、特に応用の全過程におけるこれらの重要なポイントについて詳しく説明しており、貴重な経験の共有であり、皆さんと共有できることを楽しみにしています。 支援があれば、マルチヘッド計量器をより強力に適用できます。 この重要なポイントの問題に注意を払うことによってのみ、マルチヘッド計量器の直線性が確保され、基準を満たす製品が生産されます。

著者：Smartweigh–マルチヘッド計量機メーカー

著者：Smartweigh–リニアウェイトラー

著者：Smartweigh–リニア計量包装機

著者：Smartweigh–マルチヘッド計量包装機

著者：Smartweigh–トレイ・デネスター

著者：Smartweigh–クラムシェル包装機

著者：Smartweigh–複合計量器

著者：Smartweigh–ドイパック包装機

著者：Smartweigh–既製袋包装機

著者：Smartweigh–ロータリー式包装機

著者：Smartweigh–縦型包装機

著者：Smartweigh– VFFS包装機