固体定量加料系统是化工、食品、制药、建材、塑料等生产中的核心环节,其设置的准确性与稳定性直接影响产品质量和生产效率。
具体固体定量加料系统如何设置,来看亚葵的介绍。
一、 固体定量加料系统核心构成
一个典型的固体定量加料系统通常包括:
储料仓/料斗:储存原料,可能配备破拱装置(如振动器、气锤、搅拌臂)。
给料机构:控制物料从料仓进入计量机构的流量。类型包括:
螺旋给料机(螺杆):常用,适用于粉末、颗粒、小片料。
振动给料机:适用于易碎颗粒、片状料。
带式给料机:适用于大流量、块状或纤维状物料。
星形给料阀(旋转阀):常用于气力输送系统后的锁料与给料。

计量机构:通常是称重传感器(如应变片式传感器)与给料机构或料斗集成,构成失重秤或增重秤的核心。
驱动单元:伺服电机、变频电机等,用于精确控制给料机构的转速(如螺杆转速)。
控制系统:PLC或专用控制器,接收称重信号,通过算法(通常是PID控制)调节驱动单元,实现恒定流量输出。
下游输送设备:将计量好的物料送至下一工序(如混合机、反应釜)。
二、固体定量加料系统设置流程与关键参数
第1步:前期准备与物料特性分析
这是初始阶段,决定了设备选型和参数范围。
物料特性:粒度分布、堆积密度、流动性(安息角)、吸湿性、粘附性、磨损性、爆炸风险等。
工艺要求:
目标流量:每小时或每分钟需要加多少公斤(kg/h或kg/min)。
流量范围:最大和最小流量要求。
精度要求:静态精度(如±0.1%)和动态精度(如±0.5%-±1%,通常指一段时间内累计误差)。
工艺环境:温度、湿度、防爆要求、卫生等级(如食品级、GMP)。
第2步:机械安装与校准
稳固安装:将秤体(失重秤或皮带秤)安装在稳固的基础上,避免与周围设备有刚性连接,防止振动干扰。使用柔性软连接隔离上游料仓和下游设备。
电气连接:正确连接称重传感器(确保线路正确,屏蔽良好)、电机驱动器和控制器。
机械调零:在空载状态下,通过调节传感器支座或软件,将秤的显示重量归零。
砝码校准(静态校准):
使用标准砝码(覆盖量程的20%,50%,100%)进行线性校准。
在控制器中输入实际砝码重量,完成标定。这是为了保障静态重量读数的准确性。
第3步:控制系统参数设置
这是设置的“灵魂”。参数因控制器品牌而异,但逻辑相通。
基本参数:
设定值:你希望达到的流量(如100kg/h)。
计量单位:kg,g,lb等。
批次量/总产量:如果需要批次控制。
与称重相关的参数:
采样时间:控制器读取重量的时间间隔(如100-500ms)。太短易受噪声干扰,太长响应慢。
滤波设置:设置数字滤波器(如移动平均)来平滑重量信号,避免因振动引起的跳动。需在稳定性和响应速度间权衡。
加料控制参数(核心PID参数):
控制周期:PID算法运算周期。
P(比例增益):决定对当前误差的反应强度。P值大易振荡,小响应慢。
I(积分时间):消除稳态误差。I值小易积分饱和导致超调,大消除误差慢。
D(微分时间):预测误差趋势,抑制振荡。对固体加料通常设置较小或为0。
PID参数整定:通常采用“试凑法”。先从较小的P开始,逐渐增大直到系统开始轻微振荡,然后调小一点;再加入适当的I来消除余差。
失重秤特有参数:
补料阈值:当料斗内重量低于此值时,启动补料(如降到量程的30%)。
补料上限:补料停止的重量点(如升至量程的80%)。
补料期间的流量控制:在补料(大料仓向计量斗加料)时,称重信号失效。控制器通常采用容积控制模式,即保持补料前瞬间的螺杆转速不变,直至补料结束。此阶段精度会下降,因此要优化补料速度,使其尽量快且稳定。
高级与保护参数:
空料报警:重量低于安全值报警。
流量偏差报警:实际流量持续偏离设定值一定百分比时报警。
堵料检测:电机电流或负载过高报警。
电机转速上下限:保护设备,确保在合理范围内运行。
第4步:试运行与动态测试
手动测试:以固定低速运行给料机,检查物料流动是否顺畅,有无堵料、架桥、喷流等现象。
阶跃测试:将流量设定值从一个值阶跃到另一个值(如从50kg/h到100kg/h),观察系统响应速度、超调量和稳定时间。根据响应调整PID参数。
长时间运行测试:在目标流量下连续运行至少30分钟至数小时。
动态精度验证:
累计误差法:在测试时间段结束时,用高精度台秤称量实际下料的总重量,与控制器显示的总累计重量对比,计算误差。
抽样称重法:定期(如每分钟)用容器接料并称重,计算瞬时流量的波动情况。