หลักการและปัญหาทั่วไปของเครื่องชั่งแบบหลายหัวในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม

ผู้เขียน: Smartweigh– เครื่องชั่งน้ำหนักแบบหลายหัว

ด้วยการปรับปรุงกฎระเบียบการควบคุมการตรวจสอบทางมาตรวิทยาอย่างต่อเนื่องและแม่นยำสำหรับวัตถุดิบ โดยเฉพาะวัตถุดิบที่เป็นของแข็ง ในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมทั้งหมด และในช่วงทศวรรษ 1990 ได้มีการสร้างอุปกรณ์ตรวจสอบทางมาตรวิทยาชนิดใหม่ที่สามารถคำนึงถึงกฎระเบียบดังกล่าวได้ นั่นคือ เครื่องชั่งแบบหลายหัว (Multihead weigher หรือ Loss-in-weight) เครื่องชั่งแบบหลายหัวทำงานโดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักสุทธิของวัตถุดิบบนตัวเครื่องชั่ง เพื่อทำการวัดและตรวจสอบวัตถุดิบอย่างต่อเนื่องและแม่นยำ การเกิดขึ้นของเครื่องชั่งแบบหลายหัวได้ค่อยๆ เข้ามาแทนที่เครื่องชั่งสายพานอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องชั่งแบบเกลียว และแม้แต่เครื่องชั่งสะสมน้ำหนักแบบเดิม ในฐานะวิธีการวัดและตรวจสอบที่ได้รับการพัฒนาขึ้นใหม่ จึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายมากขึ้นในด้านโลหะวิทยา เหมืองแร่ โรงงานเคมี และพลังงานเส้นใยเคมี เครื่องชั่งแบบหลายหัว (ดังแสดงในรูปที่ 1) รูปที่ 1 แสดงเครื่องชั่งแบบหลายหัวของ Mettler·Toledo ซึ่งประกอบด้วยแท่นชั่งน้ำหนัก (เซ็นเซอร์ติดตั้งอยู่บนฐานแท่นชั่งน้ำหนัก) มอเตอร์ป้อนวัสดุแบบปรับความถี่ได้ (ซึ่งสามารถขับเคลื่อนสกรูลำเลียงและเครื่องผสมแนวนอนได้เพิ่มเติม) ถังป้อนวัสดุ เครื่องผสมแนวตั้ง และตัวนำไฟฟ้า ประกอบด้วยการเชื่อมต่อแบบอ่อนและเครื่องมือควบคุมเครื่องชั่งแบบหลายหัว (IND560CF)

เพื่อให้การวัดและการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องเสร็จสมบูรณ์ พื้นที่ปฏิบัติงานจะต้องติดตั้งถังพักขนาดใหญ่ วาล์วประตูอัตโนมัติ (ทำหน้าที่เติมไซโลป้อนเครื่องชั่งหลายหัวอย่างต่อเนื่อง) และอุปกรณ์รับ (ทำหน้าที่รับป้อนเครื่องชั่งหลายหัวอย่างต่อเนื่อง) เป็นต้น 2 แผนภาพบล็อกการทำงาน 3 หลักการ แท่นชั่งน้ำหนัก ถังป้อน และเครื่องจักรและอุปกรณ์ทั้งหมดที่ทำงานบนแท่นชั่งน้ำหนักถูกใช้เป็นตัวเครื่องชั่งทั้งหมด และเซ็นเซอร์จะส่งข้อมูลการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักสุทธิบนตัวเครื่องชั่งไปยังเครื่องมือควบคุมเครื่องชั่งหลายหัวอย่างต่อเนื่อง (เครื่องมือควบคุมเป็นส่วนสำคัญในการแก้ปัญหาของเครื่องชั่งหลายหัว ทำหน้าที่ในการควบคุมและแก้ปัญหาทั้งหมด) เครื่องมือควบคุมจะคำนวณค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นของน้ำหนักสุทธิของตัวเครื่องชั่งต่อหน่วยเวลาเป็นอัตราการไหลรวมทันทีเฉพาะตามสัญญาณข้อมูล จากนั้นจึงเปรียบเทียบกับอัตราการไหลรวมเป้าหมายโดยรวมที่ตั้งไว้ หลังจากทำการคำนวณ PID ​​แล้ว สัญญาณข้อมูลกระแสไฟฟ้า 4-50mA จะถูกส่งออกไปเพื่อเปลี่ยนความถี่เอาต์พุตของซอฟต์สตาร์เตอร์ของมอเตอร์ป้อนวัสดุ จากนั้นอัตราส่วนความเร็วของมอเตอร์จะถูกเปลี่ยนแปลงเพื่อให้ปริมาณการป้อนวัสดุที่เฉพาะเจาะจงใกล้เคียงกับปริมาณการไหลรวมที่ตั้งเป้าไว้มากที่สุด เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการป้อนวัสดุที่แม่นยำ เพื่อให้การป้อนวัสดุอย่างต่อเนื่องของเครื่องชั่งแบบหลายหัวและการตรวจสอบความแม่นยำของการวัดเสร็จสมบูรณ์ ด้านบนของไซโลป้อนวัสดุจะต้องติดตั้งถังพักขนาดใหญ่ที่สามารถป้อนวัสดุได้อย่างต่อเนื่องและวาล์วประตูอัตโนมัติเต็มรูปแบบเพื่อควบคุมการป้อนวัสดุ

ในเครื่องมือควบคุม ให้ตั้งค่าขีดจำกัดบนของการเติม (Refill_Stop) และขีดจำกัดล่างของการเติม (Refill_Star) เมื่อเครื่องมือควบคุมชั่งน้ำหนักสุทธิบนตาชั่งจนถึงค่าขีดจำกัดล่างของการเติม ระบบจะส่งสัญญาณเปิดการเติม สัญญาณข้อมูลจากวาล์วประตูจะทำให้วาล์วประตูเปิด วัตถุดิบจากถังขนาดใหญ่จะถูกป้อนเข้าสู่ถังป้อนตามการเชื่อมต่อแบบอ่อน และน้ำหนักสุทธิบนตาชั่งจะเพิ่มขึ้น เมื่อถึงค่าขีดจำกัด ระบบจะส่งสัญญาณปิดวาล์วประตู ในกระบวนการทั้งหมดนี้ มอเตอร์ป้อนวัตถุดิบจะทำงานอยู่ตลอดเวลา กล่าวคือ การป้อนวัตถุดิบเป็นไปอย่างต่อเนื่อง สำหรับวัตถุดิบที่มีการหมุนเวียนไม่ดี น้ำหนักเบา และบาง หลังจากวาล์วประตูปิดได้ไม่นาน น้ำหนักสุทธิบางส่วนจะไม่ถูกเพิ่มลงบนตาชั่ง ในขณะนี้ หากเครื่องชั่งแบบหลายหัวถูกพัฒนาขึ้นตามสัญญาณข้อมูลที่ส่งมาจากเซ็นเซอร์ และการควบคุม PID ประสบความสำเร็จ เนื่องจากน้ำหนักสุทธิที่เซ็นเซอร์ตรวจจับได้จะลดลงในช่วงเวลาดังกล่าว ซึ่งจะทำให้สัญญาณข้อมูลผิดเพี้ยนและขัดขวางการทำงาน ดังนั้นจึงมีการตั้งเวลาป้อน (Timer2) ในเครื่องมือควบคุมด้วย ซึ่งเป็นการตั้งเวลาให้วาล์วปิดเมื่อเริ่มทำงาน

ในช่วงเริ่มต้นของการเติมอาหาร คาดว่าเวลาป้อนอาหารจะสิ้นสุดลง ในช่วงเวลานี้ มอเตอร์ป้อนอาหารจะรักษาความถี่ก่อนการป้อนอาหารและจะไม่เปลี่ยนแปลง กล่าวอีกนัยหนึ่ง เครื่องชั่งแบบหลายหัวจะทำงานที่ความถี่คงที่ตลอดกระบวนการ การทำงาน—การจัดการข้อมูลแบบคงที่ เมื่อเวลาป้อนอาหารสิ้นสุดลง เครื่องชั่งแบบหลายหัวจะคืนค่าการควบคุมแบบเรียลไทม์โดยอัตโนมัติ นั่นคือ ควบคุมมอเตอร์ป้อนอาหารตามสัญญาณข้อมูลที่ส่งมาจากเซ็นเซอร์ กระบวนการทำงานทั้งหมดของเครื่องชั่งแบบหลายหัวจะถูกทำซ้ำในลักษณะนี้

เพื่อให้มั่นใจถึงความเป็นเส้นตรงของเครื่องชั่งแบบหลายหัว นอกเหนือจากพารามิเตอร์หลักที่สำคัญที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว ยังมีพารามิเตอร์หลักต่อไปนี้ในเครื่องมือควบคุม: SetP (ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วน P); SetI (ค่าเวลาการรวม I); SetD (ค่าเวลาส่วนต่าง); Caltime (เวลาการสุ่มตัวอย่างการไหลรวมปัจจุบัน); Calcount (ความถี่การสุ่มตัวอย่างการไหลรวมปัจจุบัน); Target-F (เป้าหมายการตรวจสอบการไหล); Limit-E (ช่วงความคลาดเคลื่อนของการตรวจสอบการไหล); Hig_Weight (ค่าระดับวัสดุสูง); Low_Weight (ค่าระดับวัสดุต่ำ); Load-Max (ค่าความถี่ที่กำหนด); Load-Min (ค่าความถี่ต่ำสุด); SampleFlux1 (ค่าการไหลรวมของการสอบเทียบแบบไดนามิก 1); SampleFlux2 (ค่าการไหลรวมของการสอบเทียบแบบไดนามิก 2); SampleFlux3 (ค่าการไหลรวมของการสอบเทียบแบบไดนามิก 3); WorkMode (การเลือกโหมดการทำงาน); BatchSelect (การเลือกบทบาทหมายเลขชุด (การวิเคราะห์เชิงปริมาณ)); FluxFactor (พารามิเตอร์หลักการปรับการไหลรวม); ProportionFactor (พารามิเตอร์หลักการปรับอัตราส่วนวัตถุดิบ) 4. ปัญหาทั่วไปในการออกแบบเครื่องชั่งแบบหลายหัวคือการปรับปรุงความเป็นเส้นตรงของเครื่องชั่ง ควรพิจารณาประเด็นต่อไปนี้ในการออกแบบโซลูชัน: 1) เลือกความถี่ในการใช้งานที่เหมาะสม โดยควรคงความถี่ไว้ที่ 35Hz~40Hz หากความถี่ต่ำเกินไป ความน่าเชื่อถือของซอฟต์แวร์ระบบจะต่ำ 2) เลือกช่วงการวัดของเซ็นเซอร์ให้เหมาะสม โดยควรใช้ในช่วงการวัด 60%~70% และช่วงการแปลงสัญญาณข้อมูลกว้าง ซึ่งจะเป็นประโยชน์ในการปรับปรุงความเป็นเส้นตรง 3) แผนการออกแบบระบบกลไกต้องรับประกันการหมุนเวียนของวัตถุดิบที่ดี นอกจากนี้ยังต้องแน่ใจว่าเวลาในการป้อนสั้น และไม่ควรป้อนบ่อยเกินไป โดยทั่วไปแล้วควรป้อนทุกๆ 5-10 นาที 4) อุปกรณ์ส่งกำลังของอุปกรณ์เสริมควรรับประกันการทำงานที่เสถียรและรูปทรงเชิงเส้นที่ดี 5 ปัญหาทั่วไปในกระบวนการติดตั้งและใช้งานเครื่องชั่งหลายหัว: เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำของเครื่องชั่งหลายหัว ต้องให้ความสำคัญกับประเด็นสำคัญต่อไปนี้ในกระบวนการติดตั้งและใช้งานทั้งหมด: 1) แท่นชั่งน้ำหนักต้องยึดแน่น และเซ็นเซอร์เป็นชิ้นส่วนที่ยืดหยุ่นและเสียรูปได้ การสั่นสะเทือนจากภายนอกจะส่งผลกระทบต่อชิ้นส่วนเหล่านี้ ประสบการณ์การใช้งานจริงบอกว่าสิ่งที่ควรหลีกเลี่ยงมากที่สุดในการใช้งานเครื่องชั่งหลายหัวคืออันตรายจากการสั่นสะเทือนในสภาพแวดล้อมธรรมชาติ 2) สภาพแวดล้อมธรรมชาติไม่ควรมีลมพายุ เพราะเซ็นเซอร์ที่เลือกใช้มีความฉลาดมาก เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการชั่งน้ำหนัก การเคลื่อนไหวทั้งหมดจะมีผลกระทบต่อเซ็นเซอร์ 3) การเชื่อมต่อแบบอ่อนที่เป็นตัวนำไฟฟ้าด้านบนและด้านล่างควรมีน้ำหนักเบาและอ่อนนุ่ม เพื่อป้องกันไม่ให้อุปกรณ์ด้านล่างและด้านบนส่งผลกระทบต่อเครื่องชั่งหลายหัว

วัตถุดิบที่เหมาะสมที่สุดในขั้นตอนนี้ควรมีลักษณะเรียบเนียน นุ่ม และลื่น 4) ยิ่งระยะห่างระหว่างถังขนาดใหญ่กับไซโลป้อนวัตถุดิบน้อยเท่าไหร่ยิ่งดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุที่มีการยึดเกาะค่อนข้างแรง ยิ่งระยะห่างระหว่างถังขนาดใหญ่กับไซโลป้อนวัตถุดิบตรงกลางถังยาวเท่าไหร่ วัตถุดิบก็จะยิ่งเกาะติดกับผนังมากขึ้นเท่านั้น เมื่อวัตถุดิบเกาะติดกับผนังถึงระดับหนึ่ง หากตกลงมาจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อเครื่องชั่งแบบหลายหัว 5) พยายามหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับวัสดุภายนอก เพื่อลดอันตรายจากแรงปฏิกิริยาภายนอกต่อตัวเครื่องชั่ง 6) อัตราการป้อนควรเร็ว ดังนั้นจึงต้องแน่ใจว่ากระบวนการป้อนทั้งหมดราบรื่น สำหรับวัตถุดิบที่มีการไหลเวียนไม่ดี เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดการอุดตัน วิธีที่ดีที่สุดคือการเพิ่มการกวนเชิงกลในถังขนาดใหญ่ ข้อห้ามที่สำคัญที่สุดคือการเกิดการแตกของส่วนโค้งไซโคลน แต่การกวนไม่สามารถทำงานได้ตลอดเวลา วิธีที่ดีที่สุดคือการผสมและการป้อนวัสดุทั้งหมดต้องมีความสม่ำเสมอ กล่าวคือ เหมือนกับวาล์วประตูป้อนวัสดุ 7) การตั้งค่าค่าขีดจำกัดล่างและค่าขีดจำกัดบนของวัสดุที่ป้อนควรมีความเหมาะสม ความหนาแน่นที่ปรากฏในไซโลโดยพื้นฐานแล้วจะเท่ากัน สามารถตรวจสอบได้โดยการสังเกตการเปลี่ยนแปลงความถี่ของซอฟต์สตาร์เตอร์อย่างละเอียด เมื่อความหนาแน่นที่ปรากฏของวัตถุดิบในไซโลโดยพื้นฐานแล้วจะเท่ากัน การเปลี่ยนแปลงความถี่ของซอฟต์สตาร์เตอร์ส่วนใหญ่จะไม่มาก

ค่าขีดจำกัดล่างและค่าขีดจำกัดบนของการป้อนวัสดุมีความเหมาะสมที่จะช่วยปรับปรุงความเป็นเส้นตรงของกระบวนการป้อนวัสดุทั้งหมด ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เครื่องชั่งแบบหลายหัวทำงานในโหมดข้อมูลคงที่ระหว่างกระบวนการป้อนวัสดุ หากสามารถรักษาการป้อนวัสดุให้คงที่ได้ ความถี่พื้นฐานของตัวเริ่มการทำงานแบบนุ่มนวลด้านหน้า ด้านหลัง ด้านซ้าย และด้านขวาจะไม่เปลี่ยนแปลง และความแม่นยำในการวัดของกระบวนการป้อนวัสดุทั้งหมดก็จะได้รับการรับประกันอย่างมาก นอกจากนี้ ภายใต้เงื่อนไขที่มั่นใจว่าความหนาแน่นที่ปรากฏนั้นโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกัน ควรพยายามหลีกเลี่ยงความถี่ในการป้อนวัสดุ กล่าวคือ พยายามเพิ่มวัสดุในแต่ละครั้งมากเกินไป ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ขัดแย้งกันและควรนำมาพิจารณาด้วย

นี่เป็นพื้นฐานสำหรับการรับประกันความแม่นยำของกระบวนการป้อนทั้งหมดด้วยเช่นกัน 8) การตั้งเวลาป้อนควรเหมาะสม แนวทางในการตั้งค่าคือต้องแน่ใจว่าวัตถุดิบทั้งหมดตกลงบนตัวเครื่องชั่งแล้ว และยิ่งตั้งเวลาน้อยยิ่งดี ดังที่ได้กล่าวไปแล้วว่าเครื่องชั่งแบบหลายหัวจะทำการประมวลผลข้อมูลแบบคงที่ในระหว่างการป้อน ดังนั้นยิ่งใช้เวลาน้อยยิ่งดี เวลานี้สามารถหาได้จากการสังเกตอย่างระมัดระวัง ในขั้นตอนการปรับ สามารถตั้งเวลาให้ยาวขึ้นก่อน แล้วสังเกตว่าน้ำหนักรวมบนเครื่องชั่งไม่ผันผวน (ไม่เพิ่มขึ้นง่าย) นานแค่ไหนหลังจากป้อนแต่ละครั้งเสร็จสิ้น และมีแนวโน้มที่จะคงที่ (น้ำหนักรวมบนตัวเครื่องชั่งลดลงอย่างต่อเนื่อง)

ดังนั้น ตอนนี้จึงเป็นเวลาที่เหมาะสมในการป้อนส่วนผสม 6 ผลลัพธ์ บทความนี้แนะนำหลักการของเครื่องชั่งแบบหลายหัวอย่างละเอียด และประเด็นบางอย่างที่ควรให้ความสนใจในกระบวนการออกแบบและการใช้งานทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่งประเด็นสำคัญเหล่านี้ในกระบวนการใช้งานทั้งหมด ซึ่งเป็นประสบการณ์อันมีค่า และหวังว่าจะได้แบ่งปันกับทุกคน ด้วยความช่วยเหลือนี้ เครื่องชั่งแบบหลายหัวจึงสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น การให้ความสำคัญกับประเด็นสำคัญนี้เท่านั้นที่จะช่วยให้มั่นใจได้ถึงความเป็นเส้นตรงของเครื่องชั่งแบบหลายหัว เพื่อให้สามารถผลิตสินค้าที่ได้มาตรฐาน

ผู้เขียน: Smartweigh– ผู้ผลิตเครื่องชั่งน้ำหนักแบบหลายหัว

ผู้เขียน: Smartweigh– เครื่องชั่งน้ำหนักเชิงเส้น

ผู้เขียน: Smartweigh– เครื่องชั่งเชิงเส้นสำหรับบรรจุภัณฑ์

ผู้เขียน: Smartweigh– เครื่องชั่งน้ำหนักและบรรจุภัณฑ์แบบหลายหัว

ผู้เขียน: Smartweigh– เครื่องแยกถาด

ผู้เขียน: Smartweigh– เครื่องบรรจุแบบฝาพับ

ผู้เขียน: Smartweigh– เครื่องชั่งน้ำหนักแบบผสม

ผู้เขียน: Smartweigh– เครื่องบรรจุถุง Doypack

ผู้เขียน: Smartweigh– เครื่องบรรจุถุงสำเร็จรูป

ผู้เขียน: Smartweigh– เครื่องบรรจุแบบหมุน

ผู้เขียน: Smartweigh– เครื่องบรรจุภัณฑ์แนวตั้ง

ผู้เขียน: Smartweigh– เครื่องบรรจุ VFFS