作者:Smartweigh多頭配重器
多頭秤是一種以微處理器為核心的機械自動化設備,主要應用於靜態資料秤的測量與驗證,以及顆粒狀物料、邊角料、球狀物料等的計量驗證與輸送。它分為兩種工作模式:一種是間歇式進料,其特徵是間隙進料,偏差控制在0.1%左右;另一種是旋轉式進料,用於流量監控,偏差一般控制在0.2%~0.5%之間。多頭秤可以控制一定量的原料水流量,將所需品質的原料添加到中下游設備,從而確保整個生產過程的連續性。本文以法國申克連續進料失重秤為例,主要介紹了多頭秤的基本結構原理、日常維護和常見故障維修方法。
1. 多頭秤的結構、原理及操作步驟,包括多頭秤設備、導電軟連接、秤重控制器等。如圖(1)所示,負載感測器是多頭秤的關鍵部件,通常採用固態高解析度電阻應變片感測器。其結構為標準橋式電路,應變力施加於橋臂之一。電阻片貼在鋼板上。施加負載後,橋式電路的輸出電壓與橋臂電阻的變化呈正相關,並加上標準橋接電壓。多頭秤選擇兩個電感器將負載轉換為工作電壓資料訊號,並將其傳輸至自動控制系統。
1.1.1 音效卡架 音效卡架是其他零件和設備的支撐框架,重量感測器安裝在其上。 1.1.2 攪拌設備(馬達)主要用於輔助循環不良的原料卸料。它一般由一個簡單的驅動馬達和一台帶有螺旋鑽或釘齒的破拱臂機組成。透過破拱臂的旋轉,防止原料出現鐵路橋接或沾黏的情況。 1.1.3 計量驗證倉 計量驗證倉是原料秤重的場所。原料的選擇應根據原料的特性來決定,其容量應根據加工流程下最大輸送總流量的3分鐘進料量來選擇。
1.1.4 螺旋輸送機(馬達驅動)螺旋輸送機比其他封閉式給料設備更優異。它不僅能均勻輸送原料,還能避免粉狀原料飛濺和噴濺。採用變頻器原理,透過改變馬達的速比,可以連續調整切割速度。 1.1.5 稱重控制器計量驗證控制設備由全智慧多頭秤盤和全自動控制系統組成,用於設定各種主要參數、查詢警報資訊內容以及對無重秤進行操作和驗證等。 1.1.6 導電柔性連接 多頭秤的進料口及出料口一般應採用氣密導電柔性連接,以確保出料罐與後續設備的連接不影響秤重。
1.2 多頭秤的原理及整個流程 多頭秤透過安裝在固定支架底部的兩個應變式重量感測器,測量計量驗證倉內原料在單位時間內的質量損失,並將特定物料的總流量與設定的總流量進行比較。為了進行比對,採用變頻器控制螺旋送料馬達的轉速比,使物料的總流量符合預設值。多頭秤的工作原理分為兩部分:a) 送料流程:當計量驗證倉內原料的品質低於控制板設定的下限時,控制板發出指令打開出料罐下端的調壓閥,原料進入計量驗證倉。此時,無法根據感測器測量流量,控制板處於容量狀態,即開環控制狀態,以保持直流變頻電磁調速馬達轉速與充料前相同。由於整個充料過程非常短暫,線性度較高。 b) 稱重環節:當填充量達到倉庫重量上限時,控制面板輸出資料訊號關閉調壓閥,計量驗證倉庫停止供料,進入稱重操作,即閉環控制系統。單位時間內感測器測得的料倉重量減少量即為原料流量。根據與預設流量值的比較,對馬達進行直流變頻速率控制。該環節的線性度較高。當料倉重量低於下限值時,重複上述整個過程。
如圖(2)所示。 2. 多頭秤的日常維護(以申克為例)多頭秤是一種高度自動化的調味機械設備,其測量驗證技術先進。基本上,秤體和進料機構的機械設備改造不會對其造成損害,它既具有靜態資料秤的特點,也具有動態資料秤的特點。因此,經過一段時間的連續生產運作(3個月)後,必須進行一系列精細的管理和維護。
2.1 靜態資料維護 先檢查與多頭秤連接的導電軟連接,如有損壞或老化,請更換。根據秤體銘牌上的最大量程,預先準備相應的標準砝碼,並分別校正最大量程的25%、50%、75%和100%。 2.1.1 去皮校正 a) 按下功能鍵,操作選擇鍵,搜尋「校準功能」;b) 按下回車鍵,實際操作選擇鍵,搜尋「去皮」;c) 按下{C}{C}鍵,程式將自動啟動,待程式穩定後,按下「清除」鍵,再按下「取消」鍵。
2.1.2 靜態資料校正 a) 按下功能鍵,操作選擇鍵,搜尋「校準功能」;b) 按下回車鍵,操作選擇鍵,搜尋「CW:重量檢查」;c) 按下回車鍵,程式將自動啟動,待程式穩定後,螢幕上將顯示兩行資訊,上行資訊為校正所需的標準砝碼所需的標準砝品質,下日料的品質品質。將校準所需的特定質量的標準砝碼放置在料斗頂部;d) 按下回車鍵,程序將自動啟動,待程序穩定後,按下“清除”鍵,按下“取消”鍵,校準結束,標準砝碼將被移除。 2.1.3 將標準砝碼逐一調整至滿量程,控制面板秤體校正介面上顯示的資訊與新增至體重計上的標準砝碼的品質相同,然後在體重計校正介面上點選校準滿量程,偏差小於0.1%。
2.2 動態維護 2.2.1 使用標準砝碼調整多頭秤的四個角落 在四個多頭秤上分別放置25kg標準砝碼,檢查偏差是否在允許範圍內。如果誤差值不在0.1%以內,則需要調整兩個重量感測器和秤體上的緊固螺栓,使偏差滿足要求。 2.2.2 動態校正 a) 先設定額定量程的50%左右(不能低於30%),啟動給料機; b) 按下功能鍵,選擇實際操作鍵,查找“校準功能”;按回車鍵,選擇實際操作鍵查找“自動容量調整”,按回車鍵; c) 等待顯示信息的標記值平滑且在較小範圍內變化,按“清除”鍵。 d) 連續切割作業至少10分鐘,多頭秤進出口排出的物料必須採用高精度電子秤重,與預設值相比,偏差小於0.5%。 3. 常見故障的維護 3.1 發現操作面板上顯示的特定粉末設備品質有漂移,正負範圍為4g。波動較大:a) 檢查無重秤是否受到影響(例如電纜是否緊固、蓋子是否髒污、門窗是否打開);b) 將粉末設備放入計量驗證倉庫,重新剝離,進行靜態數據校準;c) 對無重秤進行動態校準,發現誤差超過1%。 d) 更換重量感知器,負載感知器屬於高精度元件,負載超過其最大值時容易永久損壞,應在秤體周圍懸掛「禁止攀爬」標誌,並設置護欄。
若上述流程中的常見故障仍未排除,則應考慮在長時間不需要進行無重稱重時,建議使用4個夾緊裝置與測量驗證室的固定支架連接,使重量感測器懸空,避免受力。 3.2 無重狀態測量驗證料倉的出料量較小,提升式多管螺旋輸送機的流量仍然不足,情況日益嚴重:a)檢查自檢系統軟體控制板是否存在故障代碼;觀察並戳破人孔門,發現料倉內壁光滑乾淨,內部無污垢,粉體設備無潮濕現象,流動性壓好,因此存在了料倉內壁光滑乾淨,內部無污垢,粉體設備無潮濕現象,流動性壓好,因此存在了粉體設備的重壓經檢查,確定進料口上端的導熱軟管連接處處於正壓狀態,打開進料口管路的觀察孔後,發現大量粉末狀物料沉積。分析表明,連接件下部存在熱流,導致導熱軟管連接處潮濕冰冷,從而造成粉末狀物料沉積。
因此,在清潔無重秤下部設備時,應使用包裝袋密封無重秤的進料口,以防止粉狀原料在無重狀態下受潮結塊。 3.3 在螺旋式進料馬達連續進料的整個過程中,軟啟動器的頻率從10Hz變化到35Hz,馬達轉速不穩定。檢查原料是否卡在下部螺旋進料器中;c) 校準無重秤的靜態數據和動態數據;d) 檢查兩個重量感測器,並準確測量橋臂電阻是否與特定值一致,且與標準值的偏差不大;e) 懷疑重量感測器腐蝕導致離散系統中的常見故障,更換新的重量感測器後,常見故障仍然存在;f) 更換正常故障後。 g) 檢查接地保護時發現,當連接控制箱和無重秤的感知器屏蔽電纜在線槽內移動時,馬達轉速有時非常穩定,完全排除了屏蔽電纜的常見故障。分析原因,是由於無重稱重感測器屏蔽電纜的屏蔽層損壞,受到交流電源系統供電電壓波動和軟啟動器輸出諧波的影響,導致感測器工作電壓影響資料訊號的傳輸。
此外,當感測器屏蔽電纜敷設在線槽內時,應與通訊電纜及交流電纜分開敷設,或採用獨立的導管敷設。 4 總結 由於多頭秤是一種具有計量驗證的調味機設備,調味精度高,自動控制系統複雜,常見故障情況多樣,因此難以準確排查常見故障位置。編者認為,只有平時更重視機械設備的維護保養,勇於結合實際情況進行開發,並在遇到困難時進行客觀分析和全面鑑別,才能不斷積累工作經驗,確保在常見故障排查中以問題為導向,從而縮短故障檢測時間。
作者:Smartweigh多頭配重器製造商
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