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自動配料系統(tǒng)中的稱重儀表運用
點擊次數(shù)：1594 發(fā)布時間：2012-10-24
配料工序是化工生產(chǎn)中的一個重要環(huán)節(jié)，配料質(zhì)量控制的優(yōu)劣直接關(guān)系著下游工序能否順利進行，如果配制料液的質(zhì)量達不到要求，輕則造成原料、能源的浪費，重則影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)率，并且有些重要生產(chǎn)崗位的配料失誤甚至?xí)o整個生產(chǎn)釀成事故。所以應(yīng)對配料過程的質(zhì)量控制給予足夠重視。
1、傳統(tǒng)配料自動化系統(tǒng)
實際生產(chǎn)中常見的配料自動控制是利用流量計測量物料的加入量，然后根據(jù)配制比例來控制各物料的加量。
自動配料系統(tǒng)中的稱重儀表運用
其原理是：配料開始時，流量累積控制器（QIC01、QIC02）控制進料閥門（V11、V12）打開，直到物料M1、M2 的累積流量分別達到各自的設(shè)定值時關(guān)閉進料閥門，完成配料過程。在這一系統(tǒng)中流量計是其關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于配料過程需要準(zhǔn)確計量各物料的加量，所以首先要選擇高精度的流量計；其次流量計的選擇要根據(jù)物料的物理特性、化學(xué)特性來選擇各自合適的流量計。通常流量計的使用精度會受到各種客觀因素的影響，如管道中流體狀態(tài)，物料結(jié)垢、結(jié)晶，溫度變化，氣泡存在等都對流量計的測量精度產(chǎn)生不同程度的影響。另外，流量計有其可測流速范圍，而配料管道的流速變化很大，也使其使用精度降低?？梢姡褂昧髁坑媽崿F(xiàn)配料控制比較困難，而且控制精度也不能很好地保證。
2、利用稱重儀表實現(xiàn)配料自動化
2.1 稱重儀表的組成及工作原理通常稱重儀表由稱重傳感器（WZ）、稱重變送器（WT）、稱重控制器（WIC）組成。稱重傳感器由金屬彈性元件本體和與其相連的電阻應(yīng)變片構(gòu)成。四只電阻應(yīng)變片組成一個惠斯通電橋。被測物的重力G 使彈性元件產(chǎn)生形變ε，這一形變引起電阻應(yīng)變片的延伸，壓縮形變ε。根據(jù)虎克定律，彈性形變與外力成正比：ε∝G根據(jù)電阻應(yīng)變效應(yīng)理論：電阻應(yīng)變片的相對變化（△R）/R 與形變ε 成正比：（△R）/R=kε式中，k 為電阻應(yīng)變片靈敏系數(shù)。因此（△R）/R∝G惠斯通電橋的不平衡電壓Um=（△R/R）UREF，所以Um∝G只要測量Um，經(jīng)過放大、變送并經(jīng)稱重控制器處理后便可得到被測物的重量G。
2.2 稱重配料系統(tǒng)其基本原理是：首先根據(jù)配制比例設(shè)定各物料的加量值，由稱重控制器或PLC 順序執(zhí)行各種物料的加料，通過稱重儀表檢測此物料的加入量直到此種物料加量達到設(shè)定值時關(guān)閉此物料的進料閥門，完成此物料的加量后進人下一種物料的加入過程，直到所有的物料按照設(shè)定加量值加量完畢結(jié)束配料。
3、稱重配料系統(tǒng)的特點
經(jīng)過實踐應(yīng)用，利用稱重儀表實現(xiàn)配料自動化有很多優(yōu)點，列舉如下。
3.1 實現(xiàn)質(zhì)量配比由于稱重儀表測量的是物料的重量G，因為G=mg，故G1：G2：…：Gn=M1：M2：…Mn，所以稱重配料系統(tǒng)可直接實現(xiàn)各物料的質(zhì)量比例配制?；どa(chǎn)中質(zhì)量計量比體積計量更*。
3.2 同一儀表差值計量，克服系統(tǒng)誤差所有物料的加量都是通過同一臺稱重儀表進行檢測，并且各物料的加量控制是靠稱量值的前后差值計算來實現(xiàn)。即使稱重儀表的零點產(chǎn)生漂移，其用差值表示的加量仍是準(zhǔn)確的，也就保證了配制比例準(zhǔn)確。當(dāng)儀表的零點和量程同時發(fā)生變化后，能否嚴(yán)格實現(xiàn)準(zhǔn)確的配制比例呢？現(xiàn)討論如下：設(shè)稱重儀表輸入輸出的關(guān)系為Y=kx，M1，M2 兩種物料之間的配制比例為H。
兩種物料之間的配制比例為H。
自動配料系統(tǒng)中的稱重儀表運用
式中，G2、G1 分別為M2、M1 的加量。
當(dāng)儀表零點量程變化后輸入輸出的關(guān)系為：仍按原設(shè)定值進行加料控制，則：
自動配料系統(tǒng)中的稱重儀表運用
式中，G2，G1 為M2，M1 的實際加量。
由（1）， （2）式可見，雖然G1≠G′1，G2≠G′2，但是G2G1 = G′2
G′1 =H
可見儀表的零點、量程即使同時改變后，稱重系統(tǒng)仍可實現(xiàn)M1、M2 之間準(zhǔn)確的配制比例，從而保證了生產(chǎn)的安全。
3.3 系統(tǒng)具有易擴展性稱重配料系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)液體物料的配制，還可以應(yīng)用于固、液物料的混合配制，而且可以實現(xiàn)向外供料的計量和控制，所有這些功能均只需增加相應(yīng)的閥門，增添相應(yīng)的控制程序便可以方便地實現(xiàn)。
3.4 系統(tǒng)的可靠性高，精度穩(wěn)定且調(diào)校方便稱重傳感器是通過電阻應(yīng)變片電阻的微小變化來測量重力的，幾乎沒有機械行程，并且靈敏元件本身封裝在彈性元件內(nèi)部屬于全密封式結(jié)構(gòu)，不與工藝介質(zhì)接觸，不受料液結(jié)垢、結(jié)晶、腐蝕等影響，精度能夠保持長期穩(wěn)定。稱重系統(tǒng)的調(diào)校也很方便。只需用標(biāo)準(zhǔn)砝碼或定量的水便可方便地對儀表進行校驗。
4、結(jié)論
稱重儀表做為檢測和控制手段在配料過程中的應(yīng)用，能夠很好地解決利用流量計實現(xiàn)配料自動化過程中存在的使用精度較低，長期穩(wěn)定性不好等弊病，同時又具有安裝調(diào)試方便，易擴展，克服零漂，準(zhǔn)確、直接實現(xiàn)質(zhì)量配比，可靠性高等*性。
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