地磅廠家關(guān)于重力式自動(dòng)裝料衡器的配料控制

本文對(duì)重力式自動(dòng)裝料衡器的配料控制原理、方式做了一些介紹，可用于混凝土攪拌站電子料斗秤、大米包裝秤等的配料 PC、PLC 程序設(shè)計(jì)參考。

1.引言

重力式自動(dòng)裝料衡器是按設(shè)定值將散裝物料裝入容器的一種定量自動(dòng)衡器，現(xiàn)實(shí)中大米包裝機(jī)、水泥包裝機(jī)、混凝土攪拌站 ( 樓) 的電子料斗秤等都屬于這種衡器。裝料秤按不同的準(zhǔn)確度等級(jí)有不同的精度要求，具體參考 JJG 564 － 2002《重力式自動(dòng)裝料衡器( 定量自動(dòng)衡器) 檢定規(guī)程》。如何保證這種精度，在設(shè)備正常的情況下，配料是否準(zhǔn)確，控制好落差( 或叫提前量或叫過(guò)沖量) 是關(guān)鍵，其中又以攪拌站的物料多變、復(fù)雜為較難，所以本文就攪拌站配料控制方面跟大家作一個(gè)交流。

2.落差概念

落差就是一種提前量，是配料過(guò)程中關(guān)閉配料口那一刻到秤完全穩(wěn)定時(shí)的重量差，也就是說(shuō)配料斗關(guān)門時(shí)還有一些料在空中，沒(méi)落到秤斗上，這些料的重量我們稱它為落差，如圖 1 左右兩圖所示，當(dāng) b － a 大的時(shí)候，說(shuō)明落差大，反之落差就小。

設(shè)配料口關(guān)閉那一刻的儀表示值為 I1 ，秤完全穩(wěn)定時(shí)儀表示值為 I2 ，落差為 L，設(shè)定值( 或叫配方) 為 S，則I2 = I1 + L ( 1) 我們的目標(biāo)是 I2 = S，或者( I2 － S) /S 的百分?jǐn)?shù)小于使用中的最大允許偏差 mpd( x) 乘以 S，否則就是超差。

3.配料控制原理

攪拌站生產(chǎn)通常以輸送車為一批，一批包含幾盤，視攪拌機(jī)容量和輸送車容量而定，如攪拌機(jī)容量 3 方，輸送車容量 12 方，那一批生產(chǎn) 4 盤。

配料控制方式: 先設(shè)定一個(gè)落差值 L，當(dāng)物料配到 SL 時(shí)，關(guān)閉配料口，等物料完全落到秤上。

3.1落差手動(dòng)調(diào)整

這時(shí)儀表剛好顯示 S，或者也沒(méi)超差，這是我們要的。通常那些物料均勻的流動(dòng)性好的如河沙，設(shè)定好一個(gè)準(zhǔn)確的落差值，就能輕松配準(zhǔn)。

3. 2 落差自動(dòng)補(bǔ)償

如果最后儀表顯示超差，說(shuō)明我們?cè)O(shè)定的落差值不準(zhǔn)確，那就要進(jìn)行調(diào)整，下一盤配料就采用調(diào)整后的落差進(jìn)行補(bǔ)償。一般情況下采用半值法:

L2 = L1 + ( I － S) /2 ( 2) 式中: L2 —調(diào)整后的落差，L1 —本次的落差，I—本次配料的實(shí)際值，S—配方值。

公式( 2) 采用逐次逼近的方法，自動(dòng)補(bǔ)償，一般補(bǔ)償過(guò)兩三次( 打過(guò)兩三盤料) 后就會(huì)穩(wěn)定下來(lái)。當(dāng)物料情況發(fā)生改變后，又重新補(bǔ)償直至穩(wěn)定。

有的程序采用全值補(bǔ)償，上一盤料多了，下一盤料就減去多出來(lái)的值，這樣能比較快的就看到補(bǔ)償效果，但容易造成震蕩，一直靠近不了配方值，每盤都超差。

4.精度控制

一車要打多盤料時(shí)，若第一盤超差，通過(guò)后面幾盤的落差自動(dòng)補(bǔ)償，則整車料的誤差通常都能控制在允許范圍內(nèi)。

但若只需打一盤料，如砂漿或是最后補(bǔ)方，超差怎么控制?

此時(shí)可在程序中判斷，本批一盤? 配好料后超差了?那就先別往攪拌機(jī)里卸料了，暫停，彈出一手動(dòng)配料按鈕或是一扣料選擇框，由程序自行判斷顯示按鈕或框，料少了? 那手動(dòng)點(diǎn)擊該按鈕補(bǔ)料; 料多了? 選擇扣料，然后取消暫停，繼續(xù)生產(chǎn)。扣除后的料留在秤里供后面使用。

可是，手動(dòng)點(diǎn)擊按鈕補(bǔ)料時(shí)按住時(shí)間長(zhǎng)了，又有可能下多料，短了，可能門都打不開，該多少才合適呢? 這就是下面說(shuō)的點(diǎn)動(dòng)保持時(shí)間這個(gè)概念了。

下面用圖來(lái)分別說(shuō)說(shuō)攪拌站里幾種料斗秤的配料控制吧。

左下黃色部分為配料機(jī)，骨料秤，含 4 個(gè)秤體，配料斗和秤斗都是靠氣缸開關(guān)門。左上角橙色藍(lán)色的是水泥煤灰等粉料倉(cāng)，通過(guò)螺旋機(jī)輸送到秤斗里。右下角綠色的是水泵，右上角淺藍(lán)的是添加劑泵。中間綠色的代表攪拌機(jī)。

落差越小精度就越好控制，從硬件上講，配料門開小一點(diǎn)，螺旋管水管做的小一些，這些都能很好的控制落差，但這樣一來(lái)效率就低了。為了效率和精度更好的結(jié)合，采用快慢配就成為必要了。

設(shè)置快配率，比如說(shuō) 80% 。對(duì)于骨料秤來(lái)說(shuō)，配料斗開兩個(gè)門，快配時(shí)兩個(gè)門一起開，配到 80% 時(shí)，關(guān)一個(gè)門，完成慢配。對(duì)于水秤外加劑秤，設(shè)一粗一細(xì)兩個(gè)進(jìn)料管，快配時(shí)兩管一起開，慢配時(shí)將粗管關(guān)閉。對(duì)于粉料秤，限于空間和成本的考慮，不好弄粗細(xì)兩個(gè)螺旋機(jī)，那就點(diǎn)動(dòng)吧，快配完成后點(diǎn)動(dòng)完成慢配，但這費(fèi)電機(jī)。

當(dāng)然點(diǎn)動(dòng)對(duì)于其它幾種秤也合適，點(diǎn)動(dòng)過(guò)程必需在程序中設(shè)置點(diǎn)動(dòng)保持時(shí)間和點(diǎn)動(dòng)間隙時(shí)間輸入框，以便隨時(shí)改動(dòng)，積累經(jīng)驗(yàn)找出最合適的時(shí)間值。

到這里，我們也可以看到，上面說(shuō)的手動(dòng)補(bǔ)料也可以采用點(diǎn)動(dòng)控制來(lái)自動(dòng)補(bǔ)料。

快配率設(shè)置時(shí)也要考慮實(shí)際的情況，如骨料秤，秤斗到配料倉(cāng)底的高度是一定的，若快配率設(shè)的低，可能慢配門都頂住了( 圖 1 中 a 等于 b) 還沒(méi)配滿，而且還影響效率。快配率設(shè)的高了，如 95% ，可能落差比這 5% 的料還大，又起不到快慢配的作用。這些都要在實(shí)際中積累經(jīng)驗(yàn)。

5.模糊控制

在混凝土攪拌站料斗秤的檢定工作時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)類似下表的情況:

從表 1 中我們可以看出，當(dāng)配方數(shù)量變化( 表中實(shí)際上是由每盤 3 方料變?yōu)?/span> 2 方料時(shí)出現(xiàn)的情況) 很大時(shí)，配料結(jié)果往往超差嚴(yán)重。

仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)，配方值不同對(duì)應(yīng)的落差值是不同的。從圖 1 中看，當(dāng)配方值大的時(shí)候，料在秤斗上堆積的高度就高，我們稱之為堆積度大，反之堆積度就小。不難理解，堆積度大時(shí)落差小，堆積度小時(shí)落差反而大。當(dāng)配方發(fā)生大的改變時(shí)落差沒(méi)有相應(yīng)的改變，就會(huì)造成這樣的結(jié)果，大配方變成小配方時(shí)，正超差如表 1 中骨料 1 的

誤差 + 9. 6% ，小配方變成大配方時(shí)，負(fù)超差如表 1 中骨料 1 的誤差 － 4. 5% ，都超過(guò)了 X( 2) 級(jí)使用中檢驗(yàn)的最大允許偏差: ± 2% 。

針對(duì)這種情況，要在配方有大的變化時(shí)先把落差按經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)改過(guò)來(lái)。可是每次這么改動(dòng)的話確實(shí)很麻煩，那怎么辦呢?

采用模糊控制，讓控制系統(tǒng)自我學(xué)習(xí)，每配一次料就學(xué)習(xí)一次。按配方范圍記錄配料準(zhǔn)確時(shí)對(duì)應(yīng)的落差值，如 600kg 到 700kg，落差是 100kg，1000kg 到 1100kg，落差是 60kg。然后每次配料前，程序自動(dòng)判斷該配方處于哪一段范圍，選擇調(diào)用相應(yīng)的落差值后開始生產(chǎn)。后面若是物料情況改變較大，原有記錄的落差不準(zhǔn)確，控制系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)配料又不準(zhǔn)了，它自動(dòng)補(bǔ)償，重新學(xué)習(xí)，重新記錄準(zhǔn)確的落差。

這個(gè)范圍可以選擇，理論上是越小越好，只要資源足速度快就行。如今的電腦容量速度都是可以的，但有些采用 PLC 或單片機(jī)控制的設(shè)備如大米包裝機(jī)，PLC、單片機(jī)存儲(chǔ)器容量有限，就不行了。不過(guò)大米包裝機(jī)包裝的規(guī)格總共也沒(méi)多少個(gè)，下料均勻、流動(dòng)性好，每種規(guī)格固定一個(gè)落差，配料時(shí)按規(guī)格選擇也容易。

6.結(jié)束語(yǔ)

重力式自動(dòng)裝料衡器的配料控制，方式多種多樣，但控制落差是不二選擇。本文所述方式，為作者參與設(shè)計(jì)并編寫程序的，廣泛應(yīng)用于混凝土攪拌站( 樓) 的控制系統(tǒng)中，得到了用戶的一致肯定。