分析了多頭秤的常見問題及解決方法

作者：Smartweigh多頭配重器

引言：本文分為兩部分：第一部分主要介紹多頭秤自動控制系統的原理和概況；第二部分主要詳細介紹多頭秤常見問題的分析和解決方案。多頭秤自動控制系統的介紹與原理。

多頭秤（英文稱為失重式）是一種連續式多頭秤，於1990年代應用於工業生產。隨著計量驗證方法的不斷升級，多頭秤逐漸被應用於越來越多的原料計量驗證。隨著電子設備控制系統的快速發展，根據多頭秤的特點，選用了一種新型的電子電腦控制系統，可將計量驗證精度提高到0.1%~0.2%。

由於採用了連續失重狀態測量驗證，可以確保物料按比例混合，減少攪拌的必要性，簡化生產流程，且測量驗證更加準確。主要的多頭秤生產廠商有：法國申克公司、克洛斯達本拉公司、法國先鋒公司等。多頭秤的原理是連續失重，即稱重料斗中保持一定量的原材料；稱重料斗透過重量感測器進行單位時間的淨重轉換，淨重轉換由輸送馬達以特定的進料速度進行。稱重料倉及運輸機構作為一種整體秤，可根據儀錶板或主機軟體連續採樣秤體數據，測量單位時間內淨重轉換的總流量，然後經各種硬體軟體處理並運用濾波技術，得到操作目標“特定總流量”，再根據控制板通過PID調節主要參數，使操作計算結果接近總體目標，並將調節數據信號輸出到總操作源啟動器，從而實現總操作的原材料。 30萬噸聚丙烯設備W804a-E是多頭秤，對原料的計量必須連續、精確，即秤內必須保持一定量的原料。

此無重秤配備三個電機，其中最小的電機W804a-E是擠出機螺桿輸送電機，即進料電機。頂部或側面的電機是衝擊電機，用於減少原料或鐵橋的粘連。儲料斗底部的電機D804A-E是原料混合電機，用於減少原料的沾黏。

D804A-E 儲料斗的上端設有一個帶容量格柵行程開關的進料口，用於控制氣缸閥（蝶閥）的進料。煙塵濃度可防止爆炸事故。一切準備就緒。閥門處於關閉狀態。當需要添加防腐劑時，打開計量門並打開閥門。電腦螢幕上多頭秤旁有兩個小小的翠綠色圓圈，分別顯示多頭秤的最高和最低淨重，並非用於控制閥門的開啟和關閉，僅作提示用途。

根據程序流程，對原料淨重的上下限進行操作。 D804開啟閥的開啟和關閉，以及攪拌裝置馬達的啟動和停止，根據多頭秤的淨重進行連續、精確的測量，以確保秤內氣味充足。操作多頭秤的模組包括：稱重設備模組VSE、輸入輸出模組VEA和現場操作模組VLG。根據我廠的具體情況，在方案設計時選擇了較為常用的網路通訊方​​式，並在PLC控制系統軟體中加入了對應的網路通訊模組和協定。

此操作採用模組化設計方法。自動控制系統由多種不同模組組成，各控制模組透過各自的電腦介面連接，進行資料和資訊的交換。管理程式由原廠編寫，並嵌入到處理晶片中。配套設備手機軟體EASYSERVEVPC透過串列通訊與系統軟體控制模組進行通信，進而修改主要參數。此外，還可透過選配的實際操作模組VLB顯示和修改現場的主要參數。實際操作相對簡單便捷，避免了程式編寫和修改過程中的繁瑣步驟。

稱重物料倉庫中原材料的淨重經重量感測器測量後轉換為電子訊號，並發送至稱重設備模組VSE。稱重設備模組VSE根據預設的上下限值對原料的淨重進行比對識別，並操作進料閘門間歇性地向稱重後的物料倉供料。此外，稱重設備模組VSE還將測得的單位進料速率（總進料流量）與預設進料速率進行比較，並根據控制板和控制器（PID）的指令調整進料設備，以實現對單位進料速率的精確追蹤。進料閘門打開進料口，並根據控制資料訊號鎖定進料速度、進料流量。

其次，分析並解決多頭秤的常見問題。 2.1 多頭秤波動較大。自 2005 年投入使用以來，其精確測量值已出現多次波動，與預設值誤差較大不同，多頭秤底部的測量值多年來波動幅度較大。

（1）手動添加固體防腐劑時，如果出現波動，必須打開D804A-E儲料斗上端的進料口，否則氮氣會進入多頭秤，影響稱重測量驗證，從而導致多頭秤讀數波動。 （2）剛添加固體防腐劑時，先檢查進水閥是否關閉；行程開關接點是否正常；閘閥供氣是否正常；氣動閥是否關閉；如果一切正常，再檢查讀數是否波動。 （3）一切正常時突然出現波動，先檢查多頭秤周圍是否有污垢；秤盤內是否有結塊或鐵橋；檢查多頭秤輸送馬達是否運轉正常；檢查機器的螺旋輸送部件是否運轉正常；檢查開門機構是否運轉正常。

檢查完畢後，請依照上述要求清除多頭秤的故障，並重新校準多頭秤。 2.2 多頭秤的精確測量值低於或高於預設值。 2008年10月，測量範圍為0~115kg/h的多頭秤W804B在預設值達到50kg/h時出現故障，瞬時速度的精確測量值有時穩定在40kg/h，對生產造成了嚴重影響。立即停機。

當預設值為50kg/h時，申克秤運作正常，懷疑是其他因素造成的，因此進行以下檢查：檢查多頭秤輸送馬達的運作是否正常，輸送擠出機的螺桿是否出現異常現象，以及是否有污垢堵塞。檢查無重秤的物料液位是否穩定，標準氣壓值是否正常。

重量感測器的線路沒有鬆動，數據訊號也正常。以上檢查均未發現常見故障原因。我記得不久前多頭秤升級改造時，擠出機的螺旋輸送部分被拆開。拆卸擠出機的螺旋輸送部分可能會導致淨重改變。

再次對多頭秤進行靜態資料驗證。啟動後，一切運作正常。精確值與預設值基本一致。經分析，此多頭秤的稱重部分和輸送部分均設定了高精度，所有轉換必須再次驗證，以確保精確值的準確性。 2.3 多頭秤頻繁發生故障。 W804B 於 2009 年 11 月頻繁發生故障。警報訊息內容顯示常見故障警報訊息 SC05 的內容，該訊息用於警報外部惡意事件中的常見故障。電氣設備人員檢查了配電設備之間的伺服器機櫃，發現漏電開關跳閘，且發生多次。頻繁的間隙和高開度是夜間常見的故障；經檢查發現，頻繁的間隙和高開度是由多頭秤過載引起的，但檢查發現多頭秤輸送電機運轉正常，且無灰塵堵塞。

為了更能減輕重量，原無重秤的下限量程從40kg~50kg改為30kg~40kg，原料無重秤的量程改為10kg。以上三點概述了此稱重秤控制系統設計方案的有效性、運作可靠性、測量驗證準確性和設備故障率低。此方案為專案二期工程奠定了良好的基礎，其市場發展前景十分可觀。

作者：Smartweigh多頭配重器製造商

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