利用称重仪表实现配料自动化

　　1　前　言

　　配料工序是化工生产中的一个重要环节,它是化工生产的源头工序。配料质量控制的优劣直接关系着下游生产能否顺利进行。如果配制料液的质量达不到要求,轻则造成原料、能源的浪费,重则影响产品的质量和产率,并且有些重要生产岗位的配料失误甚至会给整个生产酿成事故。所以应对配料过程的质量控制给予足够重视。配料自动控制系统在生产中的应用可以提高配料质量,也大大减轻了岗位工人的劳动强度,提高了生产率。

　　2　利用流量计实现配料自动化

　　实际生产中常见的配料自动控制是利用流量计测量物料的加入量,然后根据配制比例来控制各物料的加量,如图1所示。

　　其原理是:配料开始时,流量累积控制器(QIC01、QIC02)控制进料阀门(VI1、VI2)打开,直到物料M1、M2的累积流量分别达到各自的设定值时关闭进料阀门,完成配料过程。

　　在这一系统中流量计是其关键环节。由于配料过程需要准确计量各物料的加量,所以首先要选择高精度的流量计,如电磁流量计、椭圆齿轮流量计、科里奥利质量流量计等,这些流量计价格昂贵,成本较高;其次流量计的选择要根据物料的物理特性、化学特性来选择各自合适的流量计。通常流量计的使用精度会受到各种客观因素的影响,如管道中流体状态,物料结垢、结晶,温度变化,气泡存在等都对流量计的测量精度产生不同程度的影响。另外,流量计有其可测流速范围,而配料管道的流速变化很大,也使其使用精度降低。

　　可见,使用流量计实现配料控制比较困难,而且控制精度也不能很好地保证。

　　3　利用称重仪表实现配料自动化

　　3.1　称重仪表的组成及工作原理

　　通常称重仪表由称重传感器(WZ)、称重变送器(WT)、称重控制器(WIC)组成,如图2所示。

　　称重传感器由金属弹性元件本体和与其相连的电阻应变片(DMS)构成,四只DMS组成一个惠斯通电桥。被测物的重力G使弹性元件产生形变ε,这一形变引起DMS的延伸,压缩形变ε。

　　根据虎克定律,弹性形变与外力成正比:

　　ε∝G

　　根据电阻应变效应理论:DMS的相对变化(ΔR)/R与形变ε成正比:

　　(ΔR)/R = kε

　　式中,k为应变片灵敏系数。

　　因此(ΔR)/R∝G惠斯通电桥的不平衡电压UM=(ΔR/R)UREF所以UM∝G只要测量UM,经过放大、变送并经称重控制器处理后便可得到被测物的重量G。

　　3.2　称重配料系统

　　利用称重仪表组成的配料系统如图3所示。