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西门子称重模块在烟草配比系统中的应用 称重模块技术指标

时间:2020-07-30    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
1 引言

烟草工业生产中,烟丝的配比工艺段是关键的工艺环节之一。烟丝配比是指按生产中叶丝的流量为基数,将梗丝、膨胀烟丝、薄片烟丝以及残丝中的几种按各自的设定比例和叶丝进行实时均匀的掺配。配比型电子皮带秤是完成此项工艺段加工过程的核心设备,而影响其精度的关键因素之一就是称重信号的采集精度及稳定性,它将直接关系到烟丝配比的质量,从而也在很大程度上决定着后续烟支成品的内在吸味质量的稳定性和均衡性。

2 配比型电子皮带秤的工作原理

电子皮带秤按其工作用途分类,一般分为计量型、控制型、配比型三种类型。计量型—计量物料的瞬时流量及累计重量;控制型—均衡地控制物料重量,使物料按设定流量通过;配比型—实现叶丝、梗丝、薄片丝、残丝等的设定配比;配比型电子皮带秤称重系统由多台称量装置组成并集中控制,集称量、配比于一体,具有交互式多任务、多参数计量功能,能够对通过该配比系统的多种烟丝进行动态累计称量、流量控制,并按一定比例进行掺配。

2.1 电子皮带秤工作原理

各种烟丝通过限量管(或直接下落)到称量装置的皮带上,随皮带向前运转,当其通过称量装置有效称量段时,其重量通过输送机皮带和计量托辊加到荷重传感器上,传感器感受负荷产生的信号直接送入称重模块siwarexu中,经称重模块siwar -exu采集并转换的数据直接经s7系统总线送入plc数据采集系统,检测称量段上的单位长度重量q(kg/m),同时测速装置检测出皮带运行速度v(m/s),经过plc运算得出瞬时流量和累积量并进行显示。

瞬时流量为:q=3600×q×v(kg/h)
累积量为:g=∫q×v×d t(kg)

其中:q=w×h×p s
w—秤体上物料宽度(m),与限量管宽度有关。
h—秤体上物料厚度(m),与限量管开口高度有关。
p s—物料比重(kg/m3)
v—带速(m/s)

2.2 电子皮带秤配比工作原理

配比型电子皮带秤控制系统以通过主称量装置的物料瞬时流量为基准,与掺配称量装置相对应的设定掺配比例运算后,作为该掺配装置的设定流量,同时将测得的通过该掺配装置的瞬时流量与设定流量信号进行比较,利用plc进行pid控制运算,输出调速信号调节电机的转速,从而改变皮带速度,以达到自动调整掺配流量的目的。

3 西门子模块配比称重系统

3.1 电子皮带秤控制系统组成

配比型电子皮带秤主控柜部件采用基于德国西门子公司西门子称重模块(siwarex u)的s7-300系列plc技术平台,其电控系统功能如图1所示。


图1 电控系统功能框图

s7-300 plc由cpu317-2pn/dp、高速计数模块fm350-2、称重模块siwarexu、数字量输入输出模块和电源模块组成。cpu317-2pn/dp主要用于主过程控制及profinet通讯。包含数字量输入点和数字量输出点、模拟量输入和模拟量输出回路,其中数字输入点和数字输出点承担着整个电子皮带秤的数字量输入和输出控制以及提供与外部联机时所需的输入和输出信号;模拟量输入用于4-20ma流量外设定采样;模拟量输出用于变频器控制及瞬时流量4-20ma输出。称重传感器的重量信号由siwarexu采样,速度编码器的编码脉冲信号送入plc的高速计数器。电子皮带秤根据来自重量传感器的重量信号、来自速度编码器的速度信号及该秤的设置信号和已编制的软件程序,进行称重、流量控制、配比、通讯并送出速度控制信号,该信号送到变频调速器从而控制电机转速,带动电子皮带秤工作。控制型电子皮带秤控制单元及siwarexu电子称重模块集成实物如图2所示。


图2 控制型电子皮带秤控制单元

3.2 控制系统特点

(1) 简化了荷重信号放大电路。荷重信号采集采用西门子的电子称重模块siwarexu,使来自荷重传感器的信号连线直接接入称重模块siwarexu中,减少了使用信号放大器的传统中间放大环节,使荷重信号传输的准确度更高,采样的频率更快,这就可以保证电子皮带秤的累积精度。

西门子称重模块(siwarexu)具有对传感器桥路输出信号的电源补偿,且传输距离远,能达到1000米,精度高,设计为0.05%,65000分区分辨率,控制测量次数达到50次/秒,更有数字滤波、断线监视等功能,使其更加稳定、可靠,计量精度的稳定性在较长的时间内可以得到较大限度的保证,从而大大延长了电子皮带秤的维护和标定周期。另外,siwarexu是一个集信号放大、16位a/d转换为一体的专用称重模块,它与西门子plc的连接直接由背板总线来完成,大大地简化了荷重信号放大电路,这一系列的优势使得电子皮带秤的精度可靠性得到了更大意义上的提升,应用水平又上了一个新的台阶。

(2)计量累计误差自动追加功能。根据配比型电子皮带秤的掺配原理,瞬时掺配精度应该能够得到保证,但是掺配后的烟丝累计量总体累计精度随着时间的推移可能会因瞬时流量的误差、烟丝来料不稳定等各种因素超出设定比例的允许范围,因此我们设计了计量累计误差自动追加程序。原理是:当累计误差超过允许范围较大时在原设定比例的基础上增加较大的修正值修订设定比例,使其快速回到正常的累计误差范围;当累计误差超过允许范围较小时在原设定比例的基础上增加较小的修正值修订设定比例,使其缓慢回到正常的累计误差范围。

3.3 西门子称重模块应用经验

虽然西门子称重模块siwarexu具有对传感器桥路输出信号的电源补偿,且传输距离远,能达到1000米,但是在通常使用时应尽量缩短荷重传感器与称重模块siwarexu的距离,从而尽可能地避免强干扰信号的介入。如果传输距离超过300米,尽量选择西门子订货号为7mh4702-8ag的原装传感器电缆。

4 结束语

使用电子称重模块siwarexu后,荷重信号的稳定性有了明显的提高。为使整个电子皮带秤的系统精度及稳定性会达到一个较佳状态,我们在具体使用过程中,还应注意影响荷重信号稳定性的其他因素,如:秤体上的轴承润滑是否良好,皮带是否干净,秤体边缘与皮带之间是否有异物等等。同时这种集成化的称重方式,非常值得在行业内进行推广。

  在化工食品厂里我们或多或少都有看到几套,甚至几十套称重模块,在使用过程中也会出现这样或是那样的问题,那么出现问题我们该如何解决,又该怎么样处理呢,下面我们一起来看一下呢!

    对于防爆电子地磅来讲,故障处理应遵循这样的步骤;观察(故障观察)——分析(故障原因)——检测(为故障判断提供依据或对判断结果加以验证)——修复(修理或更换)——检定(系统调试后对其计量性能进行测试)。防爆地磅可根据实际情况选用下列方法判断:直观法、替代法、比较法、插拔法、代码诊断法。

就不锈钢称重模块自身的特点通过下列方法检测、判断和验证:
1)阻抗判别法:逐个将称重模块的两根输出线、输入线拆掉,用万用表测试输出、输入阻抗和信号电缆各芯线与屏蔽层间的绝缘电阻。配料系统如果测试结果达不到合格证上的数值,即可判断为故障称重模块;
2)信号输出判断:如果阻抗法无法判断合金钢称重模块的好坏,可用此法做进一步检查。先给仪表通电,将称重模块的输出线拆掉。液体灌装机在空秤下用万用表测量其Mv输出值。假设额定激励电压为U(v),称重模块的灵敏度为M(Mv/V),称重模块的额定载荷F(kg),那么每个称重模块的输出为U×M×K÷F(Mv)。如果那一只的输出值超出该计算值过大(理想情况下不存在偏载时应该相等)或不稳定,即可判断变频称重模块有故障。

其次,称重仪表的选择和故障检测
当选用多只称重模块做为一个称重系统时,必须考虑它采用什么样的工作方式。工作方式的确定就必须与称重仪表的选择有关,即防爆称重模块的有关技术参数必须与称重仪表的有关技术参数匹配。以目前采用的并联工作方式称重系统为例,它要求系统实际最大电流必须小于称重仪表的的最大供桥电流。

称重仪表一般由模拟电路和数字电路两部分组成。模拟电路包括电源、前置放大器、滤波器、A/D转换等;数字电路包括主处理器、协处理器、各种存储器、键盘和显示器等。称重控制仪表故障诊断zuijian便有效的方法就是用替代法。首先用模拟器或根据故障判断仪表已损坏。若怀疑是PCB出现问题,可以用一块好的PCB板去替代。防爆电子秤替代后再用模拟变频称重模块检查或观察故障是否消失。在更换过 PCB后必须按照说明书对相关参数进行设置校准。在使用称重仪表时,必须清楚它与人屏幕、打印机及称重软件的接线方式,查看它们是否与称重仪表匹配。

总之,以防爆称重模块为核心的电子衡器在实际的使用过程中引发故障的原因很多,有时几个故障可能同时出现。除了上述提到的情况外,还有诸如供电电源、外部磁场干扰、使用电子产品作弊等原因造成。因此,在现场的使用和调试过程中必须具有清晰的操作思路,认真的分析,积极的总结和积累现场操作经验。如果这样的话,可以大大减少现存的故障问题,可为现场调试节约人量的时间,为日后的维护提供方便。

看完小编大家一家学会不少吧,更多有关工业称重模块的消息可以联系一下呢!

在化工企业中如何使用称重模块

  称重模块是工作中非常常见的称重仪器,因为与现成的电子衡器相比,最大的特点是不受场地限制,组装灵活,维修方便且价格便宜。并且称重模块的制作精度也非常高,性能稳定,实用性强。称重模块适用于化工、石油,电力、建筑等各种行业中,可以有效的帮助提升工作效率。但是越来越多的化工企业都在选购称重模块,但是又不确定适不适合。接下来讲讲在化工企业中如何使用称重模块:

  1、称重模块使用于物料计量:

  一般来说,目前贮槽液体的计量,大部分都是采用标尺或流量计来计量的。但这两种方法都以体积计量,然后再根据液体的密度换算成重量。由于密度与温度等因素有关,误差比较大,尽管目前有质量流量计,但因价格昂贵,一般企业很少采用,因而用电子称重模块,直接称出物料的重量是比较经济实用的。

  2、称重模块使用于液位指示和控制:

  液位是化工生产过程的一个重要控制参数。通常液位指示除了现场的液位指示仪表外,一般采用变送器把液位信号转换成标准电信号或气信号远传到控制室。但这种方法,除了前面所说因密度的变化引起液位的误差外,还有可能因物料结晶、堵塞等造成假液位的情况,严重时甚至会酿成事故。另外,因变送器的测量部分直接与被测介质接触,对于一些腐蚀性介质,则需要选用价格昂贵的耐腐蚀材料。而称重模块不与被测介质直接接触,上述缺点均不存在。并且称重显示仪可以选用带模拟量输出接口,接到记录仪、调节器上,实现自动记录和控制。

  3、称重模块使用于投料量有严格要求的场合:

  有一些生产过程对投料量有严格的要求,不少企业都把计量槽直接放在地上衡上来控制投料量。但地上衡检修或检定时,需要用吊装设备把计量槽吊下来,比较麻烦。如果采用电子称重模块,因计量槽本身作为秤体,因而不存在吊装问题,检修比较方便。

标签: 称重模块
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