基于电子正秤的配料控制系统计量误差分析
邢国稳
[1][2]
尹平林
[1]
(1. 华中科技大学控制系 420074 ,2.南京气象学院计算机科学与技术 210044)
The Error Analyzing Weighing Batching Control System Base on Positive Balance XING Guo-wen[1][2], YIN Ping-lin[1] ( 1 Department of Control , Huazhong University of Science and Technology , Wuhan 430074,China; 2 Department of computer science & technology, Nanjing 210044,China) 摘要: 本文主要是对当今基于电子正秤的自动配料控制系统称量误差产生的原因作了详尽的 分析,并提出行之有效的解决办法来降低误差,提高自动配料控制系统的配料精度. 关键词:正秤 配料 误差 Abstract: This article analyzed the errors analyzing weighing batching control system base on balance. And advance effective measures to debase errors. in order to increase the batching precision automatic control system . Key words: Positive; Batching, error 中图分类号:TP273 文献标识码:B
1 自动配料控制系统简介和要求
在配料生产过程中,原料称重是最重要的环节.因此原料称重控制的精度及可靠性是 整个配料控制过程的关键部分, 其影响了全过程的自动化程度和性能的高低. 目前市场上同 类产品最突出的缺点就是计量误差较大, 无法保证生产质量对物料计量误差的要求. 大部分 产品说明书标注的计量误差多是±1%~2%,在实际的使用环境中,检定误差大±10%,甚至更 高.配料系统采用的称量装置是采用传感技术,电子技术和计算机技术一体化的电子秤. 电子正秤和电子负秤是电子称的两种不同类型.所谓正秤就是一般习惯的称量方法, 随着被秤对象重量的增加,秤的读数增加;负秤则随被称对象重量的减少,秤的读书增加, 它常用于排料时指示排料量, 因此也可称之为卸料秤. 电子正秤型自动配料机采用的是物料 进入秤体计量,而其它配料机采用的电子负秤是物料离开秤体计量. 在国内研发的配料机多数沿用"提升上料,自落配料"的设计模型;在计量原理上都 采用正秤计量.在整个生产工艺中,配料最为重要.这就对称量精度提出了更高的要求. 笔者曾开发研制了一套适用于混凝土生产的自动配料系统.通过对国内企业生产线的 改进,并对称量工艺的综合改进,取得一定经验.本文对计量误差产生的原因做出较为透彻 的分析,并提出了一套有效可行的办法来解决这些误差,提高自动称量的控制精度.
2 动态误差 2.1 原因分析
首先,我们来看一下基于正秤的自动配料系统计量示意图(图 1) .首先将物料装入料 仓, 然后将物料投入到秤斗进行称量, 秤斗中的物料不断增加直到正秤指示到所要求的重量 W 才控制下料阀门停止投料,然后将物料卸入搅拌箱.
料 仓
下料阀门及控制器
秤 斗
称重传感器
搅拌箱
图1
配料正秤计量示意图
Fig.1 batching positive weighing indication 由于基于正秤的配料控制系统其加料口和称斗容器之间有一定的距离, 物料重量达到额 定值时,控制系统发生关闭料门的命令,加料器关门.但此时有一段已离开加料口还未到达 称斗容器的"自由"料柱,当这段料柱到达称斗后,被称量的物料必然超过额定值,这种因 料柱滞后而产生的超差,成为"落差" .此外,由于物料形状不规则,粒径差异较大,加上 生产过程中不定期的向料仓加料,使得料仓的料位变化不定,因此,每一瞬间物料流的流速 随机变化, 使每次因滞后所造成的物料称量偏差都不相同. 这种由于料位变化和落差引起的 称量偏差必须进行修正. 在单料称量中, 影响称料精度的主要因素是加料速度和停止加料信 号发出后的物料继续下落的过冲量. 由于料仓与秤斗之间具有一定的落差,物料投入到秤斗时总有一定的速度,因而会对 秤斗产生一定的冲击力.另外,料仓每次卸料可能会残留一部分,秤斗的皮重在每次称量时 也有所不同.物料动态计量误差来自物料冲击力,秤斗皮重变化以及秤斗未卸空量变化.

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