一、引言
面對(duì)國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力成本的快速上漲和國(guó)家節(jié)能降耗、改善生態(tài)環(huán)境政策的實(shí)施, 各生產(chǎn)型企業(yè)不得不竭盡所能的降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。在降低生產(chǎn)成本的措施中, 最容易實(shí)施且有效的方法就是提高工作效率, 以及從生產(chǎn)環(huán)節(jié)入手, 精確計(jì)量各環(huán)節(jié)的材料能源等消耗, 減少浪費(fèi), 提高投入產(chǎn)出比。為此, 國(guó)內(nèi)各生產(chǎn)企業(yè)針對(duì)各自企業(yè)的實(shí)際情況, 對(duì)一些生產(chǎn)環(huán)節(jié)增加了稱重計(jì)量系統(tǒng), 來(lái)控制不同環(huán)節(jié)的材料和能源等的消耗。在改造升級(jí)老舊設(shè)備的過(guò)程中, 安裝簡(jiǎn)單, 現(xiàn)場(chǎng)改造量小的靜載稱重模塊系統(tǒng)就是一個(gè)很好的選擇。
二、改造設(shè)備的現(xiàn)狀
用于改造的設(shè)備多為料倉(cāng)、儲(chǔ)罐等容器 (以下統(tǒng)稱料倉(cāng)) , 不論用于倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)還是生產(chǎn)流程中用來(lái)攪拌配料等, 所容納的物料無(wú)非有兩種, 一種是流動(dòng)性能比較好的液態(tài)類物料, 一種是固體顆粒或粉末狀等形態(tài)物料。這些設(shè)備改造后既可以實(shí)時(shí)控制料倉(cāng)內(nèi)的物料儲(chǔ)量, 還可以防止往料倉(cāng)加料出現(xiàn)溢出或空倉(cāng)現(xiàn)象的發(fā)生。
二、靜載稱重模塊系統(tǒng)
(一) 系統(tǒng)組成
一個(gè)簡(jiǎn)單的靜載稱重模塊系統(tǒng)是由n個(gè)靜載稱重模塊、1個(gè)接線盒和1臺(tái)稱重儀表三部分組成。
在實(shí)際應(yīng)用中, n=3或n=4的情況占絕大多數(shù)。同時(shí)依照不同的使用場(chǎng)合, 還可以在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展很多的控制功能, 此處不予討論。
(二) 靜載稱重模塊介紹
靜載稱重模塊是根據(jù)稱重傳感器的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用場(chǎng)合而設(shè)計(jì)的, 它將稱重傳感器的安裝, 稱重傳感器的過(guò)載保護(hù)和安裝設(shè)備的限位功能集于一身, 擴(kuò)展可稱重傳感器的使用范圍, 大大降低了對(duì)稱重傳感器安裝現(xiàn)場(chǎng)的要求, 在設(shè)備改造工程中, 受到廣大企業(yè)單位的歡迎。
靜載稱重模塊主要適用于靜止稱重場(chǎng)合, 不論物料的加入和卸出過(guò)程中是否存在振動(dòng)等過(guò)程, 只要計(jì)量稱重過(guò)程處于靜止條件下, 均可使用靜載稱重模塊。
三、靜載稱重模塊的選型
選擇適合量程稱重模塊的主要依據(jù)是料倉(cāng) (其附加設(shè)備認(rèn)為是料倉(cāng)本體的一部分) 等設(shè)備的自重和所稱量物料的額定重量?jī)蓚€(gè)指標(biāo), 至于是否滿足用戶的系統(tǒng)精度要求, 可以通過(guò)稱重儀表最高靈敏度和稱重模塊所用稱重傳感器靈敏度的選擇來(lái)達(dá)到, 可以認(rèn)為與稱重模塊量程的選擇無(wú)關(guān)。
現(xiàn)場(chǎng)情況和用戶的需求千差萬(wàn)別, 只能根據(jù)不同情況分別處理, 下面結(jié)合“改造設(shè)備的現(xiàn)狀”中提到的兩種形態(tài)的物料情況, 主要討論靜載稱重模塊數(shù)量在3個(gè)和4個(gè)時(shí)的典型情況。
(一) 用于液態(tài)狀物料儲(chǔ)存的料倉(cāng)
處于該用途的料倉(cāng)等容器, 由于液態(tài)物料的加入和卸出需要較長(zhǎng)的時(shí)間, 同時(shí)液態(tài)物質(zhì)具有自流平的特性, 使得物料在裝入和放出過(guò)程中對(duì)稱重模塊造成的沖擊較小甚至沒(méi)有, 比較接近于理想的稱重條件。在此情況下, 稱重模塊的選型主要依據(jù)容器自重和物料的額定重量, 對(duì)于使用3個(gè)稱重模塊和4個(gè)稱重模塊的情況討論如下:
(1) 使用3個(gè)稱重模塊的情況
按照3點(diǎn)決定一個(gè)平面的定律, 在稱重模塊的實(shí)際安裝中, 這是最好安裝的情況, 安裝后不會(huì)出現(xiàn)某只稱重傳感器不受力或受力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于平均值的情況, 此時(shí)只要依據(jù):
料倉(cāng)自重+物料的額定重量≤0.7倍稱重傳感器總?cè)萘?(條件1) 的條件選擇稱重模塊的量程即可。
例1:某料倉(cāng)自重12t, 物料的額定重量30t, 兩者總和42t, 單只稱重模塊承受的理論重量42t/3=14t, 則稱重模塊的量程14t/0.7=20t, 選擇額定量程為20t的靜載稱重模塊就能滿足。
(2) 使用4個(gè)稱重模塊的情況
由于空間3點(diǎn)決定了一個(gè)平面, 在稱重模塊的實(shí)際安裝中, 要想把4個(gè)點(diǎn)調(diào)整到一個(gè)平面具有相當(dāng)?shù)碾y度, 普遍采用的做法是先將其中的3個(gè)模塊調(diào)整到一個(gè)平面, 然后通過(guò)增加墊片的方式將第4個(gè)模塊調(diào)整到相同的平面。在儲(chǔ)存用途的環(huán)境和使用條件下, 通過(guò)增加墊片的方式進(jìn)行調(diào)整, 即使使用一段時(shí)間墊片壓實(shí)后, 測(cè)試一下每只稱重模塊的實(shí)際輸出, 與安裝時(shí)的輸出相比較也不會(huì)有較大變化。此時(shí)依據(jù)上文“使用3個(gè)稱重模塊的情況”提到的選擇條件進(jìn)行稱重模塊量程的選擇即可。
(二) 用于固體顆?；蚍勰畹刃螒B(tài)物料的料倉(cāng)
雖然料倉(cāng)的給料機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了在裝入物料過(guò)程中, 物料在料倉(cāng)內(nèi)堆積的均勻性, 但在實(shí)際操作過(guò)程中, 仍舊不可避免的出現(xiàn)物料堆積現(xiàn)象, 導(dǎo)致料倉(cāng)的重心出現(xiàn)偏移, 料倉(cāng)的某個(gè)支撐點(diǎn)承載力大大超出應(yīng)受平均值。這種情況出現(xiàn)在稱重模塊上, 會(huì)使某個(gè)稱重模塊出現(xiàn)超載, 模塊所使用的稱重傳感器因超載而損壞, 比較顯著的稱重傳感器故障為零點(diǎn)漂移導(dǎo)致稱重儀表讀數(shù)不穩(wěn), 或者整個(gè)模塊稱重系統(tǒng)的稱量不準(zhǔn), 偏差很大等。
工程實(shí)際操作中, 為了避免稱重傳感器損壞, 我們將稱重模塊的實(shí)際使用安全系數(shù)進(jìn)行調(diào)整, 調(diào)整后的量程選擇條件:
料倉(cāng)自重+物料的額定重量≤0.5倍稱重傳感器總?cè)萘?(條件2) , 依據(jù)此條件進(jìn)行稱重模塊量程的選擇, 可有效的避免模塊所用稱重傳感器的損壞, 但無(wú)法完全避免極端使用條件下的稱重傳感器損壞。
為了盡可能的避免料倉(cāng)裝滿物料后因整體重心偏移帶來(lái)的稱重傳感器損壞后果, 實(shí)際選型時(shí), 我們會(huì)在滿足用戶系統(tǒng)精度要求的條件下, 盡可能選擇大量程的稱重模塊, 也就選擇了大量程的稱重傳感器。大量程稱重傳感器的量程應(yīng)選到何種程度為宜, 我們?cè)囍扑]一下指導(dǎo)原則, 供大家在實(shí)際應(yīng)用中檢驗(yàn)。
在工程上最廣泛的3個(gè)和4個(gè)稱重模塊的應(yīng)用中, 參照 (條件2) , 按照“料倉(cāng)實(shí)際使用模塊數(shù)量-1”的數(shù)量選擇“0.5倍稱重傳感器總?cè)萘俊钡闹笇?dǎo)原則進(jìn)行模塊量程選擇, 可基本滿足目前工程中的應(yīng)用。
參照例1的條件:料倉(cāng)自重+物料額定重量=42t, 所選單只稱重模塊承受的重量42t/ (3-1) =21t, 則稱重模塊的量程21t/0.5=42t, 考慮到稱重傳感器量程規(guī)格的原因, 選擇額定量程為40t的靜載稱重模塊較好。
對(duì)于≥5個(gè)稱重模塊的情況, 請(qǐng)根據(jù)不同的工程狀況進(jìn)行區(qū)別處理, 處理時(shí)結(jié)合稱重模塊個(gè)數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境所造成的可能影響進(jìn)行綜合考慮。
四、結(jié)束語(yǔ)
稱重模塊選型的適當(dāng)準(zhǔn)確, 關(guān)系到工程項(xiàng)目實(shí)際使用中的可靠性、穩(wěn)定性和安全性, 雖然不同工程的改造、建設(shè)條件千差萬(wàn)別, 但滿足用戶的要求, 是我們工程技術(shù)人員一致的追求, 提供以上模塊選型方面的工作流程供大家探討, 如有不完善的地方, 希望給與指正, 共同完善靜載稱重模塊選型方面的工作。