分析了多头秤的常见问题及解决方法

作者：Smartweigh多头配重器

引言：本文分为两部分：第一部分主要介绍多头秤自动控制系统的原理和概况；第二部分主要详细介绍多头秤常见问题的分析和解决方案。多头秤自动控制系统的介绍和原理。

多头秤（英文称失重式）是一种连续式多头秤，于20世纪90年代应用于工业生产。随着计量验证方法的不断升级，多头秤逐渐被应用于越来越多的原材料计量验证。随着电子设备控制系统的快速发展，根据多头秤的特点，选用了一种新型的电子计算机控制系统，可将计量验证精度提高到0.1%~0.2%。

由于采用了连续失重状态测量验证，可以确保物料按比例混合，减少搅拌的必要性，简化生产流程，且测量验证更加准确。主要的多头秤生产厂家有：法国申克公司、克洛斯达本拉公司、法国先锋公司等。多头秤的原理是连续失重，即称重料斗中保持一定量的原材料；称重料斗通过重量传感器进行单位时间的净重转换，净重转换由输送电机以特定的进料速度进行。称重料仓及运输机构作为一种整体秤，可根据仪表盘或主机软件连续采样秤体数据，测量单位时间内净重转换的总流量，然后经各种硬件软件处理并运用滤波技术，得到操作目标“特定总流量”，再根据控制板通过PID调节主要参数，使操作计算结果接近总体目标，并将调节数据信号输出至操作软启动器，从而实现原材料总流量的转换。30万吨聚丙烯设备W804a-E是一款多头秤，对原材料的计量必须连续、精确，即秤内必须保持一定量的原材料。

该无重秤配备三个电机，其中最小的电机W804a-E是挤出机螺杆输送电机，即进料电机。顶部或侧面的电机是冲击电机，用于减少原料或铁桥的粘连。储料斗底部的电机D804A-E是原料混合电机，用于减少原料的粘连。

D804A-E 储料斗的上端设有一个带容量格栅行程开关的进料口，用于控制气缸阀（蝶阀）的进料。烟尘浓度可防止爆炸事故。一切准备就绪。阀门处于关闭状态。当需要添加防腐剂时，打开计量门并打开阀门。电脑屏幕上多头秤旁边有两个小小的翠绿色圆圈，分别显示多头秤的最高和最低净重，并非用于控制阀门的开启和关闭，仅作提示用途。

根据程序流程，对原材料净重的上下限进行操作。D804开启阀的开启和关闭，以及搅拌装置电机的启动和停止，根据多头秤的净重进行连续、精确的测量，以确保秤内气味​​充足。操作多头秤的模块包括：称重设备模块VSE、输入输出模块VEA和现场操作模块VLG。根据我厂的具体情况，在方案设计时选择了较为常用的网络通信方式，并在PLC控制系统软件中添加了相应的网络通信模块和协议。

该操作采用模块化设计方法。自动控制系统由多种不同模块组成，各控制模块通过各自的计算机接口连接，进行数据和信息的交换。管理程序由原厂编写，并嵌入到处理芯片中。配套设备手机软件EASYSERVEVPC通过串口通信与系统软件控制模块进行通信，从而修改主要参数。此外，还可通过选配的实际操作模块VLB显示和修改现场的主要参数。实际操作相对简单便捷，避免了程序编写和修改过程中的繁琐步骤。

称重物料仓库中原材料的净重经重量传感器测量后转换为电子信号，并发送至称重设备模块VSE。称重设备模块VSE根据预设的上下限值对原材料的净重进行比对识别，并操作进料闸门间歇性地向称重后的物料仓供料。此外，称重设备模块VSE还将测得的单位进料速率（总进料流量）与预设进料速率进行比较，并根据控制板和控制器（PID）的指令调整进料设备，以实现对单位进料速率的精确跟踪。进料闸门打开进料口，并根据控制数据信号锁定进料速度、进料流量。

其次，分析并解决多头秤的常见问题。2.1 多头秤波动较大。自 2005 年投入使用以来，其精确测量值已出现多次波动，与预设值误差较大不同，多头秤底部的测量值多年来波动幅度较大。

（1）手动添加固体防腐剂时，如果出现波动，必须打开D804A-E储料斗上端的进料口，否则氮气会进入多头秤，影响称重测量验证，从而导致多头秤读数波动。（2）刚添加固体防腐剂时，首先检查进水阀是否关闭；行程开关触点是否正常；闸阀供气是否正常；气动阀是否关闭；如果一切正常，再检查读数是否波动。（3）一切正常时突然出现波动，首先检查多头秤周围是否有污垢；秤盘内是否有结块或铁桥；检查多头秤输送电机是否运转正常；检查机器的螺旋输送部件是否运转正常；检查开门机构是否运转正常。

检查完毕后，按照上述要求清除多头秤的故障，并重新校准多头秤。2.2 多头秤的精确测量值低于或高于预设值。2008年10月，测量范围为0~115kg/h的多头秤W804B在预设值达到50kg/h时出现故障，瞬时速度的精确测量值有时稳定在40kg/h，对生产造成了严重影响。立即停机。

当默认值为50kg/h时，申克秤运行正常，怀疑是其他因素造成的，因此进行以下检查：检查多头秤输送电机的运行是否正常，输送挤出机的螺杆是否出现异常现象，以及是否存在污垢堵塞。检查无重秤的物料液位是否稳定，标准气压值是否正常。

重量传感器的线路没有松动，数据信号也正常。以上检查均未发现常见故障原因。我记得不久前多头秤升级改造时，挤出机的螺旋输送部分被拆卸过。拆卸挤出机的螺旋输送部分可能会导致净重发生变化。

再次对多头秤进行静态数据验证。启动后，一切运行正常。精确值与预设值基本一致。经分析，该多头秤的称重部分和输送部分均设定了高精度，所有转换必须再次验证，以确保精确值的准确性。2.3 多头秤频繁发生故障。W804B 于 2009 年 11 月频繁发生故障。报警信息内容显示常见故障报警信息 SC05 的内容，该信息用于报警外部恶意事件中的常见故障。电气设备人员检查了配电设备之间的服务器机柜，发现漏电开关跳闸，且发生多次。频繁的间隙和高开度是夜间常见的故障；经检查发现，频繁的间隙和高开度是由多头秤过载引起的，但检查发现多头秤输送电机运转正常，且无灰尘堵塞。

为了更好地减轻重量，原无重秤的下限量程从40kg~50kg改为30kg~40kg，原材料无重秤的量程改为10kg。以上三点概述了该称重秤控制系统设计方案的有效性、运行可靠性、测量验证准确性和设备故障率低。该方案为项目二期工程奠定了良好的基础，其市场发展前景十分可观。

作者：Smartweigh多头配重器制造商

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