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什么是称重模块?自动配料称重系统的工作原理及工程应用

所属分类 : [技术资讯] 发布时间 : 2021-08-12 阅读次数 : 653

随着科技的发展,技术的进步,以称重模块为核心的自动配料称重系统已广泛应用于各行各业,实现了设备和材料的快速、准确称重,特别是随着微处理器的出现,工业生产过程的自动化程度不断提高,自动配料称重系统已成为过程控制中必不可少的设备。从以前无法称重的大型储罐和料斗的重量测量到混合和分配各种原材料的配料系统、生产过程中的自动检测和粉末进料控制,自动配料称重系统已经应用于几乎所有称重领域。

1.称重原理

1.1组成的自动配料称重系统称重模块

根据称重模块在实际应用中的受力特点,将称重模块分为两类:静载称重模块和动载称重模块。静态负载称重模块适用于仅施加垂直力的情况。如储罐和储料斗的重量检测。动载模块适用于受力明显的场合。称重模块是一种新型的称重元件,主要用于平台、生产线和输送带的重量检测。它集称重传感器、负载转移装置和安装连接器于一体,可方便地与各种形状的机械装置连接,如电缆管道、平台、立式罐、罐、料斗、以称重模块为核心的自动配料称重系统,不仅保证了称重精度高、长期稳定性好的特点,而且解决了因安装不当造成的称重误差。使用称重模块的系统在理论上一般可以达到理想的称重精度。

自动配料系统设备.jpg

1.2 自动配料称重系统

电阻应变称重模块基于以下原理:弹性体( 弹性元件,敏感梁) 在外力作用下弹性变形, 使附着在其表面的电阻应变计( 转换元件) 变形, 电阻应变计变形后, 其电阻值将发生变化( 增大或减小),然后,电阻变化通过相应的测量电路转换为电信号( 电压或电流) , ),为了完成外力转换为电信号的过程。

可以看出 电阻应变计、弹性体和检测电路是电阻应变称重模块不可缺少的组成部分。以一个典型的化工储罐为例, 安装在储罐底部的称重模块将储罐的重量信号传输至接线盒。每个称重模块信号在接线盒中并联, 可根据每个称重模块的负载情况调整角度差, 采集的称重信号发送至称重变送器。重量变送器将重量信号处理为相应的重量数据,并将其输出至控制系统。检测电路的功能是将电阻应变计的电阻变化转换为电压输出。

2.自动配料称重系统的工程应用

2.1 过程说明

循环顺序控制基本上分为减压、排放、加压和进料。铲斗锁罐加压后,与上部高压设备连接,进行均压投料,进料完成后,与上部高压设备隔离,降压至接近大气压,然后与下部卸料罐连接,进行均压卸料后一排放罐与常压排放相连。在进料和出料过程中,斗式锁罐收集的灰量作为循环顺序控制的判别条件。当重量达到设定值时,程序将向下进行。铲斗锁罐与上下设备之间的高压和低压隔离以及均压后的连接和排放。否则,该计划将保留并继续收集火山灰。因此,不难理解,称量闭锁式斗式罐收集的灰是为了确保定期收集和排放灰,而不会中断气化炉的运行。

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2.2 设备配置

斗式锁罐,是需要在煤气化工艺装置内外进行称重控制的设备。 设备称重仪表系统采用梅特勒-托莱多高温数字称重模块,模块分度号高,综合性能好,抗干扰能力强,长期稳定,工作可靠性好,内置称重传感器和微处理器芯片,它可以自我诊断。每个传感器都有自己的地址。采用高精度、高速转换技术、综合传感器数字补偿技术和远程高速防爆通信能力以及稳定性和过载性能超过了传统称重模块的极限。称重变送器可以在线监测每个传感器的输出并进行智能处理, 达到要求的精度

底部安装的四个压力称重模块将罐体的重量信号传输至接线盒。接线盒并联连接所有称重模块信号, 并可根据每个称重模块的负载情况调整角度差, 收集的称重信号发送至称重变送器。重量变送器将重量信号处理成相应的重量数据,并将其传输至控制系统。

3.应用和分析中的问题

3.1 提出的问题

本次设计灰量采用静态称重法。静态调试期间,所有校准工作正常。但是,机组运行后,设备内部压力发生变化,温度也发生变化。发现设备称重仪测得的重量随着压力的增加而增加, 并且还与温度变化有关, 这影响了过程的测量和控制, 导致进料和出料自动顺序控制系统故障

自动称重配料系统设备.jpg

3.2 问题分析

在我们对现场安装进行详细检查后,首先移除设备上部伸缩缝的隔热层。逐个检查膨胀节螺栓的紧固状态;松开紧固螺栓,观察设备称重仪表的显示情况。显示屏沿误差减小方向恢复,表明这是导致误差的因素之一。设备衡器的称重数据是否受压力影响,取决于设备的开启位置、尺寸、管道连接方式和安装水平。关键是是否有刚性连接。出现受压力影响的称重数据表明存在刚性连接。在与设备相关的伸缩缝中,有一种压力平衡型伸缩缝,对设备的受力状态影响不大;也有通用的,有盲板力。盲板力由设备和上面的固定点承担。盲板力与工作压力有关。工作压力越大(内压),盲板力越大。原因分析清楚,但很难甚至不可能在短时间内改变设备的开口位置、尺寸和管道连接方式。

4.解决方案

4.1 设备安装整改

原称重传感器限位机构布置限位效果差,间隙不在8~11mm范围内;我们重新调整了。在运行过程中,油箱温度上升较多, 限位机构与油箱裙板之间的间隙太小,容易产生摩擦卡阻和附加误差, 此现象经校正后消除。

自动配料系统设备.jpg

4.2 建立软件补偿的数学模型。

通过长期跟踪工艺运行数据,我们发现称重显示的重量随着压力的增加有规律地增加,重量与压力曲线基本呈线性,这为校正提供了可能。尝试建立数学模型,用软件方法完成DCS中的压力校正和补偿。根据掌握的情况, 在压力和温度这两个因素中,压力影响较大,温度影响较小,因此应首先进行压力修正。操作记录数据显示 称重显示器的重量受压力影响基本呈线性, 因此,整个校正补偿建模工作一般分为三个步骤。

5.结论

自动配料称重系统在过程控制中的应用越来越广泛,但如何提高应用水平,使其达到应有的测量精度,在设备安装过程中必须注意安装质量,特别要注意伸缩节的制造差异以及储罐开孔、管道施工等关键问题,管道连接方式和是否有刚性连接, 将压力和温度对设备称重仪表系统的影响降至较低水平。如果称重仪表系统受到压力和温度变化的影响, 在找出影响规律并建立修正的数学模型后, 完全可以满足过程工业控制的需要。

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