工业配料系统的设计与精度分析
时间：2023-07-05 14:05:19 | 来源：本站
自动称重配料系统是对粉状或液体物料的工业过程进行实时监控和管理的自动化系统，由配料秤称量，并按选定的配方进行混合。广泛应用于冶金、建材、化工、医药、粮食、饲料等行业。
工业配料系统的特点是：
(1) 配方可能经常变化和调整；
(2) 材料可能会受到环境温度和湿度的影响；
(3)配方中各成分的比例不同，有时甚至差异巨大；
(4)配料现场粉尘大，环境恶劣；
(5)配料速度和精度要求高；
1 配料系统设计
配料系统的设计包括称重方式的选择、加料方式的选择、生产线结构方式的选择、配料控制系统的设计。
1. 1 称量方式选择
在工业配料过程中，有两种常用的称量方式：进料称量和卸料称量。
进料称重方式有两种实现方式。第一种方法称为零位法，即在开始称量时，将物料通过加料装置送入称量料斗，当称量值达到设定值时停止加料，然后打开闸门卸料，然后从零位重新称量下一个物料；第二种方法称为增量法。即称重料斗接收并称量一种物料后，料斗不清空，而是仅清零电子秤内部计数值，然后再接收另一种物料。显然，归零法的称重精度要高于增量法。
采用喂料称重，当喂料设备停止喂料时，一部分物料会在空中自由落体落入称重料斗，这些剩余的物料称为落差。由于跌落的影响，增量法称量的物料重量设定值应为待备物料的标准重量减去跌落值。
为保证称重速度和称重精度，加料式称重一般采用两速加料的方式，即快速加料至设定值的90%～95%，以保证称重效率，然后喂食方式很慢。快速进料，确保称重精度。
卸料称重法是先将多于配方要求的物料装入料斗中，然后将料斗中的物料卸到外部进行称重。下落物料的重量就是要准备的物料的重量。减重方式还可以节省料斗，直接将传感器安装在料仓上。料仓内物料的总减重值即为待备物料的重量值。由于精度低，这种方法很少使用。还原法只能用于一种材料和一种规模。
另外为了兼顾速度和精度，减速方式也采用双速卸料，一般先快卸，达到设定值的90%～95%时再慢速卸料。
1. 2 喂料方式选择
目前，称重配料系统常用的给料装置是电磁振动给料机和螺旋给料机。
电磁振动给料机利用机械振动的共振原理，无转动部件，功耗低，体积小，重量轻，运行成本低。进料过程中，物料在槽内不断被抛起，并按抛物线轨迹向前跳跃，槽上磨损小。缺点是安装后调试比较复杂，调整不当会产生噪音，运行不良。
与电磁振动给料机相比，螺旋给料机给料均匀，受外界影响小，机械振动小，运行平稳，对称量干扰小，可避免因振动引起的粉末分层。但螺旋给料机装有电机和减速机，重量大，效率低。
对于液体物料，一般采用阀门控制进料量。
1.3 生产线结构
(1) 采用固定单组分料斗秤结构
每个筒仓对应一个料斗秤。称重后，各组分的原料由溜槽、收集带收集，进入后道工序。
(2)采用固定式多组分料斗秤结构
几个筒仓对应一个料斗秤。各组分的原料在同一料斗秤中堆积称重，由集料带或集料小车收集，进入后道工序。
(3)采用移动式料斗秤结构
各种物料的累积称量是通过用称量斗移动骨料小车进行的。以这种方式进行配料，要求集料小车具有良好的定位精度。
(4)采用称重皮带输送式的多分量秤的结构
料仓的卸料机构是多组分秤的进料机构，各种物料由移动的配料皮带上的皮带秤堆积称重。
配料控制系统的传感器主要有称重传感器和料（液）位传感器，一些对物料温度有要求的配料系统也选用温度传感器。
2、影响配料系统精度的因素
在工业自动称重配料系统中，还有一些因素会影响系统的配料精度，这些因素主要包括以下几个方面。
2.1 物料特性
主要是指物料的流动性、物料的粘度、吸湿性和物料形状的均匀性。这些因素将直接影响制备过程中物料的流动，从而影响配料的准确性。
2.2 喂料量的控制
(1)送料速度：送料速度指标与送料精度指标是矛盾的。加快加料速度可以减少配料时间，要提高配料精度，就必须延长加料时间。
(2)料仓料位的影响：料仓料位过低或缺料会导致给料达不到设定值。
(3)喂料机出料口到称重斗的高度：切断喂料机电源停止喂料后，喂料机与称重料斗之间的空气消隐（落差）是主要来源影响批处理精度的误差之一。给料机出口到称重料斗的高度越大，落差值越大，精度越难控制。
2.3 称重仪器
影响衡器测量精度的主要因素有：（1）内部模数转换器的A/D转换方式、A/D采样速度和转换精度； (2)仪表数据传输方式，称重仪表可以通过模拟量传输和数字量传输两种方式向可编程序控制器传输模拟重量信号。
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