連續(xù)式計(jì)量技術(shù)的突破--差分減重(失重秤)
一. 連續(xù)式攪拌設(shè)備計(jì)量方法的現(xiàn)狀
1.1傳統(tǒng)使用的連續(xù)式計(jì)量方法
在如建材、糧油、礦山等散狀物料計(jì)量或在線控制配料時(shí),有很多種方法。比較典型的有:皮帶秤類、沖板流量計(jì)類、核子秤類、圓盤給料秤類。這些計(jì)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。
皮帶秤工藝介流程紹:
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。 注: 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(jì)量與控制精度效果較好。 注: 給料與稱量功能分別在兩條皮帶上實(shí)現(xiàn)
1.2連續(xù)式計(jì)量方法在連續(xù)攪拌設(shè)備上使用現(xiàn)狀
連續(xù)式攪拌設(shè)備包括:穩(wěn)定土廠拌設(shè)備,水泥連續(xù)式攪拌設(shè)備,瀝青連續(xù)式攪拌設(shè)備。就計(jì)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(jì)量方法決定的攪拌工藝都有其適用的場合,不能由于暫時(shí)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)式攪拌設(shè)備均采用容積法或皮帶秤/螺旋秤兩類來計(jì)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(shí)上,這兩種計(jì)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(dòng)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(jì)量精度一般只能達(dá)到5%左右,與容積計(jì)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(jì)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(jì)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(gè)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(jì)算出重量在單位時(shí)間的變化比率作為瞬時(shí)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(shí)際流量”。
這個(gè)流量的獲取非常重要,是失重秤能否準(zhǔn)確計(jì)量的基礎(chǔ)。圖中介紹的是一種經(jīng)典的方法: 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(shí)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(jì)算重量差值(差重),與傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)計(jì)量手段相比,其優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的。
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