失重秤原理专项方案西门子.doc

基于全集成理念SIWAREX失重秤摘要：文章介绍了失重秤工作原理、系统组成和特点，简单描述了西门子全集成控制理念，和基于全集成理念SIWAREX技术、失重秤方案及应用。关键词：失重秤SIWAREX全集成免维护一、序言在塑胶、化工、冶金、制药、水泥等过程工业中，原料配料系统是步骤工业关键步骤，它能直接影响到生产产品质量、效率、能耗等指标。多年来，伴随过程工业级控制系统不停发展，对现场设备提出了新要求：不仅要求现场设备能实现正确计量功效，而且还要满足高效率高强度实时性强连续生产要求，；不仅提供要满足7/24高可靠工作要求，而且还要含有很低维护量，甚至免维护特点；不仅要降低故障率，而且还要实现节能效果。相对于电子皮带秤、称重式给料机、螺旋给料机、冲板流量计、圆盘给料机等计量、配料设备而言，失重秤多年来得到越来越多关注，它在上世纪80年代末被引入到中国后，其在计量、配料方面优越性，已得到广泛认可。二、基础原理、系统组成和特点失重秤(Loss-In-Weigh)是80年代中期开始应用于各步骤工业领域一个连续称重计量设备。它结合了动态称重和静态称重不一样优点，逐步替换皮带秤、螺旋秤等连续称重设备，被应用到越来越多工业领域中。2.1基础原理和系统组成将称量斗及给料机构作为整个秤体，经过仪表或上位机不停地对秤体进行重量信号采样，计算出重量在单位时间改变比率作为瞬时流量，再经过多种软硬件滤波技术处理，得出能够作为控制对象“实际流量”。失重秤基础组成可分为设备系统和控制部分两大部分。设备部分关键由计量斗、喂料给料机、卸料给料机、悬吊装置组成。控制部分关键由称重传感器、信号放大器、输入输出接口、主机(上位机)等组成（图1）。图1：经典失重秤秤体及结构示意图失重秤配料过程分为喂料和卸料两个阶段，配料开始后，首先开启喂料给料机，由控制器对计量斗物料重量进行检测、采样，当计量斗物料重量达成配料设定上限值时，停止喂料。同时，控制器对计量斗物料重量进行检测、采样，当计量斗物料重量（喂料量）达成配料设定上限值时，停止喂料。在卸料阶段，控制器开启卸料给料机，将计量斗中物料卸到下一级输料设备送走。卸料时，控制器对计量斗物料重量进行检测、采样，当计量斗物料重量达成配料设定下限值时，重新向计量斗喂料。但在第二个喂料阶段开始后，卸料给料机仍不停顿继续卸料。失重秤连续对整个给料系统包含计量斗、给料机构进行称重，相当于一台静态秤；同时经过变频调速来控制给料机构卸料流量。失重秤计量斗内每单位时间内物料重量降低Δd/Δt对应失重秤给料流量。失重秤控制器将dv/dt和预设给料流量进行比较，并经过调整给料机速度来自动修正，所以能够保持正确给料流量(图2)。图2：失重式定量给料和加料重量曲线当计量斗内物料重量低于预设值，失重秤控制模块将锁定给料机速度，保持下料机构以容积方法给料，同时打开加料阀进行快速加料。当计量斗内物料重量达成高位预设值，加料阀自动关闭。同时失重秤控制器自动将下料机构切换到称重方法加料。2.2技术特点从工作原理和结构来看，失重秤兼具静态秤和动态秤特点。对于传统动态称重计量方法，比如：皮带秤、冲板流量计、螺旋秤等，即使含有连续称量、实现工艺高效率工作特点，不过也存在系统精度不高(通常低于在0.5~1%)、维护量大等问题；而静态称重方法，即使大大提升了系统测量精度(可达0.1%,甚至更高)，不过只能满足间断式批量给(配)料应用，不能最大程度地满足现代步骤工业高效率高产出要求，何况有些工业应用本身要求连续给(配)料，不许可存在间断。而失重秤出现，恰好兼备了这二者优点，填补了它们缺点。它关键优点有：Ø系统精度高失重秤工作时，料仓测量实际在静态下完成，而且是在上料和下料后各（一？）测量一次，依据两个工作状态测得两个重量差值算出流量。差值和流量给定值误差还可在下一个周期内进行赔偿，而且这两个重量测量时间在几分钟内完成，不存在传感器零点漂移和温度漂移等影响。所以可取得相当高计量精度，系统计量精度可达成0.5%，甚至0.2%，。Ø全封闭不锈钢结构，适合多种恶劣现场。设备系统全部为钢质（西门子失重秤通常采取不锈钢），适用环境条件较差场所，而且含有坚固耐用、维护量小、不怕高温物料等特点。很多工矿企业是耗电大户，所以怎样节省能源，也是一个很关键课题。因为失重秤采取了全封闭结构，配料过程中不产生粉尘，省去除尘装置，结构简单，无须配皮带秤等配套，既节省了设备投资，又节省了电能，提升了生产效率。Ø免维护，标定简单因为失重秤是经过测量重量差值来计算流量物料测量方法，根本不存在诸如皮带秤等动态秤中存在零点漂移(皮带跑偏、传感器移位、物料冲击振动皮带打滑、皮带粘料等影响造成)、物料粘附、秤体机械结构变形等原因影响，而能确保长久稳定系统测量精度，基础不需要维护和大量标定工作。依据其测量原理，它不仅能够