称重配料系统的调整与故障判断

第3章称重配料系统的调整与故障判断称重配料系统在饲料生产工艺流程中是很重要的一部分，它涉及到机械、电子、计算机等多方面的知识。掌握称重配料系统的调整原理，了解称重配料系统的调整方法是中控室操作工应该具备的技能。配料生产过程的控制及其故障的判断排除，会因所采用的工艺流程的不同，以及选用设备的不同，而有所不同。我们在这里就配料生产过程中，中心控制室操作工可能遇到的一些具有共性的问题进行讨论。第一节相关工序的联系与协调中心控制室是饲料生产过程的控制中枢，它担负着指挥、调度、协调各生产工序的工作。中心控制室操作工能否当好这个“指挥员”，将直接影响到饲料生产的全过程。一、中控室与相关工序联系的主要内容中控室与生产现场需要相互联系的主要内容有：（1）启动或停止设备之前，通知现场做好启停设备的准备；现场做好准备后，通知中控室。（2）变换上仓原料品种之前，通知上料工序做好准备；上料工序做好准备后，通知中控室。（3）粉料成品出来之后，通知制粒工序进行制粒操作或通知打包工序做好接包准备。（4）更换生产配方时，通知各有关工序。（5）中控室监测到设备故障时，通知有关工序。（6）现场出现问题时，通知中控室进行处理等。二、中控室与各工序的联系方法中心控制室一般是一个独立的操作空间。在生产过程中，中控室操作工与其它工序操作工之间一般不容易实现面对面的联系，尤其是与原、辅料工序操作工之间相距较远，联系很不方便。为了有效地控制生产，可以选用下列方法实现各工序之间的联系：（一）信号联系通过设在现场和中控室的信号灯、电铃和开关，按照事先约定好的联系信号来实现中控室与各工序的联系。例如，在启动上料工序设备之前，中控室操作工可通过电铃信号通知现场，做好准备；待现场通过电铃或信号灯通知中控室可以启动设备时，中控室操作工才能启动设备。又例如，在更换原料品种时，中控室操作工可以通过拨动开关，使设在现场的相应指示灯点亮，通知上料工序。这种联系方法简单使用，投资少。但缺少直接对话，显得不够方便。（二）对话联系对话联系的优点是直截了当，一般不会出现误解。其方法可采用内部电话或扩音机的形式。电话联系是通过设在中控室和各工序之间的电话，实现中控室与各工序已经工序之间的联系。它的缺点是，由于车间噪声较大，电话铃声较小，造成互相之间联系不够及时。另一方面，它只能实现两人之间的对话，显得不够方便。采用在中控室设置扩音机和麦克风（话筒）及扬声器（喇叭），在现场（如各楼层）设置高音喇叭和麦克风，实现对话联系是目前比较理想的方式。它具有声音覆盖面大、一点喊话多点收听、联系及时方便等特点。第二节配料精度及配料秤的调整配料精度是指配料过程中，各种原料的实际称量值对配方给定值的偏差或是误差。它直接影响到饲料加工的质量，应予以足够的认识。一、基本概念（一）绝对误差其表达式为：△Q=Q-Q´(7-3-1)式中△Q——绝对误差；Q——砝码差；Q´——读书值。（二）相对误差其表达式为：∑=△Q/Q×100%（7-3-2）式中∑——相对误差；△Q——绝对误差，其求法见式7-3-1；Q——砝码差。相对误差用来表征不同量程的准确度。在最大量程（满量程）时，秤的相对误差称为秤的精度。（三）检定分度值检定分度值等于或大于显示分度值，一般取等于显示分度值。（四）允许误差由规程或规范所确定的读数值与砝码重（真值）之间的误差极限值称为允许误差。对不同等级的秤和不同量程段，允许误差是不同的。在数量级上等于检定分度值。（五）重复性重复性可以用秤的回零性来检查。当回零变差小于允许误差时为合格。（六）偏载误差偏载误差用来表征在秤体不同部位称量的精度。当偏载误差小于允许误差时为合格。（七）静态精度秤在静载荷下的误差。（八）动态精度秤在动载荷下的误差二、电子配料秤的误差来源对于静态下的全电子秤，其误差来源于称重传感器、信号电路和数字显示仪表。称重传感器的误差我们在第二章第六节已经做过介绍，它主要来源于传感器输出的非线性、滞后、重复性、蠕变、温漂和零漂等；信号电路的误差包括输入电路的稳定性、温度对信号电路的影响等；数字显示仪表的数字显示值误差可以用下式进行计算：E=I+1/2e-△m-M(7-3-3)式中E——数字显示值误差；I——电子秤的数字显示值；E——检定分度值；△m——使数字显示仪表末位数字增加一个检定分度值e所附加的小标准砝码值；M——在附加△m前置于电子秤上的标准砝码值。这也是通常用来寻找数字显示仪表显示值闪跳点的方法。三、称重误差及电子秤的检定为了保证产品质量，对于中控室操作工来说，首先要保证配料精度。对配料精度影响最大的是秤的静态精度（在这里我们主要讨论电子秤）。如果一个秤的静态精度达不到要求，再好的控制系统也不能保证配料精度的要求。（一）称重误差及其检定方法表征秤的优劣，常用称重误差来衡量。称重误差是电子秤数显表的示值（读书值）与真值之间的差值。饲料生产用的电子配料秤按照国际法制计量组织（OIML）的规定属于自动衡量。所谓自动衡量是指在称重操作过程中不需要操作者干预或介入，且能按衡器预先确定的自动处理程序进行称重的衡器。由于对配料电子秤进行动态准确度的检定较难进行，因此对电子配料秤的静态检定在80年代采用了对非自动衡器的按最大秤量的相对误差的检定方法。由于国内外对传感器的误差大多采用满量程误差来评定，所以对电子配料秤的准确度评定也采用相对满量程误差（FS）的概念。例如对一台1000kg的配料秤，其准确度如果是±01.%，则往往用±0.1%FS来表示，其误差总是按满量程1000kg的±0.1%计算，即在整个量程段内允差的绝对值不变，总是为±1公斤。显然，这种评定方法不科学，也不符合实际情况。对电子配料秤的静态准确度的评定应采用对非自动电子衡器的正确评定方法进行。在这一由国家技术监督局颁布的计量检定规程中，对配料秤的准确度定义为秤的检定分度值的函数。它的基本着眼点是用绝对误差来表示允许误差。这种允许误差的规定方法可归纳成两点：一是用秤的检定分度值的不同倍数来表示允许误差值；二是用秤的检定分度值的不同倍数来表示不同的称量分段，在不同的称量分段规定不同的允许误差值（见表7-3-1）。目前国家对电子料斗秤已制定了行业标准，应按照标准对秤进行检定（验秤）。这是保证配料精度的基础。表7-3-1自动称重等级与非自动称重等级和允许误差的关系自动称重准确度等级非自动称重时准确度等级称重M允差检定时使用中0＜M≤500e500e＜M≤2000e2000e＜M≤1000e±0.5e±1.0e±1.5e±1.0e±2.0e±3.0e0＜M≤50e50e＜M≤200e200e＜M≤100e±0.5e±1.0e±1.5e±1.0e±2.0e±3.0e（二）配料电子秤的现场静态检定对于新制造的电子配料秤，生产厂家一般都应在出厂前对传感器和称重数显表进行标定。这种标定由于不是在生产现场，所以一般不包括电子秤的安装误差。所谓安装误差是指在电子秤安装时可能产生的传感器受力不均匀，连接导线安装不当等因素对子秤产生的影响。因此在电子秤系统安装好后，应在现场对电子秤进行实地检定。在现场对配料电子秤一般只进行静态检定。它包括以下内容：1.空秤稳定性检定调好空秤零点以后，连续开关秤斗门3次，零点示值变化应不大于±0.5e（e为检定分度值，在一般情况下e等于或大于数显表的分度值，即数显表所能分辨的最小数值）；当混合机开门卸料或开关与电子秤和混合机有关的除尘系统时，其零点示值变化应不大于1.02.00.20.5IIIIII±0.5e。这是为了保证在配料生产过程中，秤斗和混合机的设备状态不对电子秤的称量精度产生不利影响。2.最大称量时漂及回零变差检定最大称量时漂是指当秤在满量程时，其显示值对时间变化的大小。在配料生产过程中经常出现因前后工序协调不好或因某些设备故障而需中断配料生产的现象，此时，秤斗中的物料有可能停留较长一段时间，在这种情况下，其重量显示值变化的大小应满足称量精度要求。其检定方法为，调好空秤零点，加上满量程荷后，记录显示值，并静压载荷30min，每隔5min记录示值1次，在30min之内其显示值的最大变差应不大于该点允许误差的绝对值。回零变差是指秤在满量程称重卸载后，其零点显示值的变化。如果每次卸料后回零不好，尽管可以通过调零电位器进行零点调整，但经常调整有可能导致传感器工作范围变化，甚至超出传感器的工作量程，造成传感器的损失。回零变差的检定方法是在秤上加满量程载荷，静压30min后卸下全部载荷，其零点示值变化应不大于±0.5e。3.各秤量点的示值准确性及重复性配料生产使用的电子秤与定值包装秤不同，它要求在秤的个称量点（各量程段）均能满足称量精度的要求，其重复性是指每当称量至该点时其示值的一致程度。（1）被检定称量点。应包括：空秤、最小称量、最大称量及最大允许误差改变点等。（2）加载方式及检定次数。从空秤开始依次加放标准砝码，一直到满量程。然后卸下全部载荷，记录零点变化。以上试验进行两次。（3）各秤量点的示值准备性。每个显示值的数字化整误差均需进行修正采用小砝码找显示值“转变点”（闪跳点）的方式，可按式7-3-3进行计算。各秤量点的最大示值误差Emax均应符合表7-3-1允许误差的规定。（4）各秤量点的重复性。各秤量点的重复性按下式计算：Ri=Rimax-Eimin(7-3-4)Ri≤|Ei|式中i=1、2…n,为秤量点数；Rimax、Eimin——分别为第i个秤量点的最大允许误差。4．偏载性能试验饲料加工工艺过程和设备决定了对配料秤是多点进行给料的，所以配料秤的偏载性能就显得格外重要。按照规定调好空秤零点后，将满量程1/10的砝码依次分别放在秤斗每个之承点附近进行一次检定，其各点示值误差均应不大于表7-3-1允许误差的规定。5.鉴别力检定所谓鉴别力实际上是指配料秤所能反映出来的最小称量值。检定方法是在空秤和满量程点分别调好后，分别加上或取下△L的小砝码（△L≤1.4e），此时其显示值应有变化。6.抗干扰性能实验在实际生产过程中，电源电压是经常波动的。对配料电子秤，要求当电源在±10%范围内波动时仍然能够正常工作。应进行电源电压波动试验和电网干扰试验。（1）电源电压波动试验。调好空秤零点以后，将电源电压由交流220V分别调到交流198V和242V，秤的示值变化应不大于±0.5e。（2）电网干扰试验。在数显表的电源电网中，接上功率不大于500W的电器设备后，其示值变化应不大于±0.5e。除了对秤进行初次使用的检定以外，还应定期对秤进行复验和调整。一般应保证每半年对电子秤进行1次检定（即验秤）。电子秤在工作过程中经常出现超差，或更换电子秤元器件后（如传感器、放大器、连接导线等），电子秤的工作状态发生了变化，这时应重新对电子秤进行标定（验秤）。四、影响配料秤动态精度的因素配料秤动态精度的高低直接影响到饲料配比的准备性和饲料产品的质量。影响配料秤动态精度的主要因素如下：（一）配料秤的静态精度配料秤静态精度的高低对动态精度有着决定性的影响。在任何情况下，配料秤的动态精度都不可能高于其静态精度。当配料过程中，显示某种物料的配料误差为零时，也是在存在其静态误差前提下的零误差。只有配料秤的静态精度高，其动态精度才有可能高。（二）配料秤对称重值的响应速度对机械秤或机电秤，这个响应速度是指机械杠杆系统当称重值变化时，将此变化值反映出来的时间，这个时间越长，动态精度就越难于保证；对全电子秤，这个响应速度是指数显表采集称重值的频率，这个频率高，动态精度就有可能高。（三）空中料柱的重量所谓空中料柱是指从给料器出口到物料重量被秤斗采集到之前的这段空中物料。空中料柱重量的大小除了与给料器到秤斗之间的距离和物料的比重有关以外，还与配料顺序及给料器给料均匀性有关。空中料柱重量越大，越不均匀，动态精度越不易控制。当边进料边配料时也会影响配料精度。（四）给料器给料速度给料器给料速度越快，动态精度越不易控制。（五）物料比重物料比重越大，对动态精度的影响越大。（六）慢加料的控制方式在配料过程中，当物料重量接近给定值时，为了保证动态配料精度应采取慢加料方式，慢加料时所能给出的物料重量越