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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時間:2020-12-29 15:43:14 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
一. 連續(xù)式攪拌機(jī)械計量技術(shù)的現(xiàn)狀
1. 1,傳統(tǒng)使用的連續(xù)式計量方法
在如建材、糧油、礦山等散狀物料計量或在線控制配料時,有很多種方法。比較典型的有:皮帶秤類、沖板流量計類、核子秤類、圓盤給料機(jī)類。這些計量形式各有特點(diǎn),但是局限性很大,受設(shè)備機(jī)械變化影響大,精度不高,安裝調(diào)校煩瑣,維護(hù)量大。
皮帶秤將單位面積(稱重段)上受到的負(fù)荷信號與變化速度(皮帶轉(zhuǎn)速)信號進(jìn)行積分運(yùn)算得出流量值,以此作為可控制的對象。
通過控制拖拉式皮帶轉(zhuǎn)速,改變拖出的物料量,物料經(jīng)給料溜槽的出料口整形后, 其厚度穩(wěn)定均勻,無論皮帶機(jī)轉(zhuǎn)速大小,皮帶上的負(fù)荷都是恒定的。 與其它給料方式相比, 該方式計量與控制精度效果較好。
1. 2,連續(xù)式計量方法在連續(xù)攪拌機(jī)械上使用現(xiàn)狀
連續(xù)式攪拌機(jī)械包括:穩(wěn)定土廠拌設(shè)備,水泥連續(xù)式攪拌機(jī)械,瀝青連續(xù)式攪拌機(jī)械。就計量精度而言,目前,這些設(shè)備不能與間歇式相提并論。因此,連續(xù)式攪拌方法受不到廣大用戶的青睞,也是原因之一??茖W(xué)分析可以說明,這兩種計量方法決定的攪拌工藝都有其適用的場合,不能由于暫時的技術(shù)限制而影響連續(xù)式攪拌的應(yīng)用。
目前,我國連續(xù)式攪拌機(jī)械均采用容積法或皮帶秤/螺旋秤兩類來計量,七十年代從歐洲引進(jìn)開發(fā)連續(xù)攪拌工藝至今,一直如此,始終未有突破。事實上,這兩種計量方法在歐洲使用能夠作到高精度,例如德國申克(Schenck)的皮帶配料秤,動態(tài)配料精度達(dá)到2%。而在中國卻不行,原因在于受到我國機(jī)械制造及材料等基礎(chǔ)工業(yè)的制約。目前我國用于公路行業(yè)的皮帶秤計量精度一般只能達(dá)到5%左右,與容積計量相差無幾,長期穩(wěn)定性較差。
二. 連續(xù)稱重的革命——差分減量(失重)秤
失重秤(英文Loss-in-weight)是九十年代開始應(yīng)用于工業(yè)過程稱重連續(xù)計量的。失重秤逐漸替代皮帶秤、螺旋秤,甚至累加秤,作為一種全新的計量方法,逐漸應(yīng)用到越來越多物料處理。
2. 1,基本原理:
將秤量斗及給料機(jī)構(gòu)作為整個秤體,通過儀表或上位機(jī)不停對秤體進(jìn)行重量信號的采樣,計算出重量在單位時間的變化比率作為瞬時流量,再通過各種軟硬件的濾波技術(shù)處理,得出可以作為控制對象的“實際流量”。
這個流量的獲取非常重要,是失重秤能否準(zhǔn)確計量的基礎(chǔ)。
然后FC通過PID反饋算法,進(jìn)行逼近目標(biāo)流量的控制運(yùn)算,輸出調(diào)節(jié)信號去控制變頻器等給料機(jī)控制器。
2. 2,差分減量秤(失重秤)在實際中的應(yīng)用:
從原理上可以看出它不受秤體與給料機(jī)構(gòu)的機(jī)械變化影響,它只是計算重量差值(差重),與傳統(tǒng)動態(tài)計量手段相比,其優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的。
對于控制對象為流量(t/h ,kg/min ),而且物料可輸送性好,計量精度要求高時,采用失重法計量可以作為一種最佳方案。
2.2.2,失重秤工藝流程:
失重秤工藝流程
2.2.3,失重秤設(shè)計必須注意的事項,影響精度的因素:
失重秤兼有靜態(tài)秤、動態(tài)秤特點(diǎn),因此,在設(shè)計系統(tǒng)時,要求:
1. 正確的輸送率范圍,一般實際工作范圍為額定輸送量的60%~70%最佳。若采用交流調(diào)速,對應(yīng)變頻率為35-40Hz最佳。這樣保證調(diào)節(jié)范圍寬。還由于在輸送率過低時,系統(tǒng)穩(wěn)定性差。
2. 傳感器量程選用適當(dāng)
傳感器也用到其量程的60%~70%,信號變化范圍寬,對提高精度極為有利。
3. 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計
要確保物料流動性好,同時保證補(bǔ)料時間短,補(bǔ)料不應(yīng)過于頻繁,一般要求5-10分鐘補(bǔ)一次料。
配套傳動系統(tǒng)要保證運(yùn)行平穩(wěn),線性好。
2.2.4,應(yīng)用前景:
隨著電子稱重控制技術(shù)的飛速發(fā)展,失重秤通過采用新的技術(shù),在計量精度上由0.3%~0.5%。而提高到0.1%~0.2%,甚至到超過靜態(tài)秤,這一新技術(shù)的核心即數(shù)字式稱重傳感器的應(yīng)用。
2.2.4.1,數(shù)字式稱量傳感器的應(yīng)用:
為了適應(yīng)動態(tài)測量的需要,在稱重系統(tǒng)中作為系統(tǒng)輸入端的傳感器至關(guān)重要。特別在需要智能化的場合,傳感器的直接或間接數(shù)安化已必不可少,此時測量不確定度和測量速度往往是一對矛盾,兩者很難兼得,而需根據(jù)實際情況作折衷選擇。在稱重領(lǐng)域,我國目前大量生產(chǎn)和應(yīng)用的都是傳統(tǒng)的模擬式傳感器,模擬信號的輸出較小。以生產(chǎn)量最大、采用電阻應(yīng)變原理的稱重傳感器為例,一般最大輸出為30-40mV。故其信號易受射頻干擾,電纜傳輸距離也短,通常在10m以內(nèi)。
在使用多個稱重傳感器并聯(lián)的容器稱重系統(tǒng)(料斗秤式配料秤)、平臺稱重系統(tǒng)或秤橋(汽車衡或軌道衡)中,利用數(shù)字系統(tǒng)可實現(xiàn)“自校準(zhǔn)”。這是因為多通道的數(shù)字傳感器系統(tǒng),不存在阻抗匹配問題。用戶輸入各傳感器的地址、秤量和靈敏度,即可自動進(jìn)行秤的“四角”或“邊角”平衡,不必一次次地反復(fù)調(diào)整信。而在模擬系統(tǒng)中多個傳感器關(guān)聯(lián)接線后,每個傳感器的特性就不再是可辨別的了,校準(zhǔn)時需在每一個傳感器上施加砝碼并利用接線盒中的分壓器進(jìn)行調(diào)整。由于調(diào)整時存在著交互作用,因而反復(fù)多次。在數(shù)字系統(tǒng)中,則允許分別復(fù)核作為單體的每一個傳感器。因此,校準(zhǔn)裝有數(shù)字傳感器系統(tǒng)的所有花費(fèi)的時間,僅為模擬系統(tǒng)的1/4。
利用數(shù)字系統(tǒng)可以實現(xiàn)“自診斷”,即診斷程序連續(xù)地檢查各傳感器信號是否中斷、輸出是否明顯超出范圍等。若有問題,在稱重儀表或控制器面板上會自動顯示或報警,用戶利用面板上的鍵即可尋找各個傳感器,獨(dú)立地確定問題原因并進(jìn)行故障排除。這種直覺診斷和故障排除能力,對用戶顯然是一種重要優(yōu)點(diǎn),而在模擬傳感器系統(tǒng)中則是很難忘以低成本實現(xiàn)的。
在稱重領(lǐng)域中,典型模擬傳感器系統(tǒng)的模數(shù)變換器的分辨力為16比特,即有50000個可用計數(shù);而數(shù)字系統(tǒng)中每一個傳感器的分辨率為20比特,即有1000 000個可用計數(shù)。所以,一個裝有4個數(shù)字傳感器的系統(tǒng)即可提供4000000個計數(shù)的分辨率。這種高分辨率的優(yōu)點(diǎn),特別適用于秤架自重大而被稱物重量小的場合。例如:在配料稱重系統(tǒng)中,有時配方中某種物料僅占很小比例,但準(zhǔn)確度要求卻仍然很高。這在傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)中同樣是很難實現(xiàn)的。
2.3,國內(nèi)外應(yīng)用的現(xiàn)狀(在水泥廠、冶金、塑料、化纖等行業(yè)取得)
許多行業(yè)有豐富應(yīng)用失重秤的經(jīng)驗。如:水泥廠配料。近年來在工程塑料、化纖、光纖等等眾多行業(yè)已廣泛普及。有些行業(yè)由于采用了連續(xù)失重計量,可以保證落料按比例混合,而弱化攪拌需要,簡化了工藝。國外發(fā)達(dá)國家這一產(chǎn)品很成熟,如德國申克公司,布達(dá)本拉(brabender),瑞士開創(chuàng)(ktron)公司,技術(shù)處于國際最領(lǐng)先地位。其中開創(chuàng)公司由于采取了數(shù)字傳感器技術(shù)動態(tài)精度可達(dá)0.25%。以工業(yè)過程稱重而言,已經(jīng)達(dá)到靜態(tài)秤精度。
三. 在連續(xù)式攪拌機(jī)械上的應(yīng)用及前景影響
由于國內(nèi)連續(xù)式攪拌機(jī)械計量停留在傳統(tǒng)的方法上,因此,推廣失重秤應(yīng)用前景將十分廣闊,對穩(wěn)定土廠拌、水泥連續(xù)攪拌、瀝青連續(xù)攪拌工藝起到革命性的改變,對流量的精準(zhǔn)控制將會制造出非常合格理想的混合料。由于連續(xù)式拌和工藝結(jié)構(gòu)簡單,維護(hù)費(fèi)用低,因此一旦在產(chǎn)品級配上把好關(guān),將徹底改變連續(xù)式拌和的市場占有低的現(xiàn)狀。特別是公路、水電行業(yè)所需的高產(chǎn)設(shè)備,具有重大意義,而失重秤即是提高計量精度的一種重要突破。
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