다헤드 계량기 계기판의 기본 개념 및 구체적인 적용 사례

저자: 스마트웨이그 멀티헤드 웨이터

다헤드 계량기는 공급을 중단했다가 다시 시작하는 방식의 계량 시스템입니다. 사일로 내에서 중량 손실 제어가 가능하여 높은 선형성을 확보할 수 있으며, 밀폐 구조가 용이합니다. 나선형 계량기는 이에 비해 크게 개선된 방식입니다. 콘크리트, 생석회 분말, 분쇄탄과 같은 소량 원료의 취급 및 혼합에 적합합니다. 현재 우리나라에서는 회전식 믹서에 사용되는 계량 방식이 대부분 부피 측정법이나 전자 벨트 계량기 및 나선형 계량기를 이용하고 있습니다.

우리나라에서 도로 현장에서 사용되는 전자 벨트 저울의 측정 정확도는 일반적으로 약 5%에 불과하여 용량 측정 검증과 큰 차이가 없으며 장기적인 신뢰성이 떨어집니다. 버킷과 공급 메커니즘이 전체 저울 본체로 사용됩니다. 계량 표시 장치 또는 호스트 컴퓨터 소프트웨어에 따라 저울 본체에서 순중량 데이터 신호를 연속적으로 샘플링하고, 단위 시간당 순중량 변화율을 계산하여 순간 총 유량을 구합니다. 그런 다음 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 필터 기술을 적용하여 조작 대상으로 사용할 수 있는 필터를 얻습니다. 이 "특정 총 유량"을 얻는 것은 매우 중요하며 다헤드 계량기의 정확한 측정 및 검증의 기초가 됩니다. 대표적인 접근 방식은 그림 1에 자세히 나와 있습니다.

PID 피드백 최적화 알고리즘에 따라 FC는 전체 목표에 근접한 총 유량의 제어 계산을 수행하고, 진동 공급기의 제어 패널(소프트 스타터 등)을 제어하기 위한 조정 데이터 신호를 출력합니다. 차동 신호 다중 헤드 계량기의 구체적인 적용은 계량기 본체 및 공급 구조의 기계 장비 변화에 영향을 받지 않고 순중량 오차(차중량)만 측정한다는 기본 원리에서 알 수 있듯이, 기존의 동적 측정 방식과 비교했을 때 분명한 장점을 지닙니다. 제어 목표가 총 유량(th, kg/min)이고, 원료 이송이 가능하며 계측 검증의 정밀도가 높은 경우, 무중량 상태 계측 검증 방식이 최적의 선택이 될 수 있습니다.

다헤드 계량기 생산 공정에서 다헤드 계량기 설계 시에는 정확도에 영향을 미치는 요소들을 반드시 고려해야 합니다. 다헤드 계량기는 정적 데이터 계량과 동적 계량의 특성을 모두 가지고 있습니다. 따라서 프로그램 시스템 소프트웨어를 설계할 때 적절한 이송 속도 범위를 설정해야 하며, 일반적으로 정격 이송 용량의 60%~70% 범위가 적절합니다. 통신 속도를 선택할 경우, 35~40Hz의 응답 주파수를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 이는 이송 속도가 너무 낮을 경우 시스템 소프트웨어의 신뢰성이 떨어지므로, 넓은 범위의 조정이 가능하도록 하기 위함입니다.

센서의 측정 범위는 적당합니다. 즉, 센서는 공식에 따라 측정 범위의 60%~70%를 활용합니다. 데이터 신호는 변환 범위가 넓어 정밀도 향상에 매우 유리합니다. 기계 시스템 설계 계획에서는 원료의 원활한 순환을 보장하고, 공급 시간을 단축하며, 공급 빈도가 지나치게 높지 않도록 해야 합니다. 일반적으로 5~10분 간격으로 공급하는 것이 좋습니다. 보조 설비의 구동 장치는 안정적인 작동과 양호한 선형 형상을 보장해야 합니다.

전자기기 제어 시스템의 급속한 발전과 함께 응용 전망도 밝습니다. 새로 채택된 기술을 통해 다헤드 계량기의 계측 검증 정확도가 0.3%~0.5%에서 0.1%~0.2%로 향상되었으며, 정적 데이터 측정 기준을 능가하는 수준에 도달했습니다. 이 신기술의 핵심은 디지털 디스플레이 중량 센서의 사용입니다.

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