В света на производството прецизността е важна. Независимо дали създавате каучукови смеси с висока производителност, сложни комбинации от полимери или специализирани хранителни съставки, точността на състава е от съществено значение. Дори и малко отклонение от съотношението на суровините може да доведе до несъответствие в качеството, увеличаване на разхищенията на материали и в крайна сметка до накърнена репутация. Ето защо е важно да инвестирате в Автоматизирани системи за дозиране, а не като лукс.
Въпреки това, след като сте решили да автоматизирате, се сблъсквате с един основен въпрос за инженерството: как системата ще измерва и ще ви предоставя вашите материали? В центъра на решението е изборът между два основни технологични принципа: увеличаване на теглото (GIW) и намаляване на теглото (LIW).
За нетренирано око двата подхода имат една и съща цел - измерване на теглото на веществата. Въпреки това за инженера по процесите разликата между тях е от същото значение, както разликата между гаечен ключ и скалпел. Те имат различни принципи, които са основополагащи за работата им, и изборът на правилния за конкретното приложение е от решаващо значение за постигането на ефективността, точността и гъвкавостта, от които се нуждае вашата производствена линия.
Две философии на претеглянето
Нека започнем с дефиниране на основната концепция на всеки метод.
Пакетиране на Gain-in-Weight (GIW): "Създател на рецепти"
Представете си, че се опитвате да изпечете торта. Поставяте голяма купа със смес върху кухненската везна и я занулявате. След това прибавяте 500 г брашно, докато везната достигне 500 г. Повтаряте процеса на вземане на тарата и добавяне на захар към нея, докато везната покаже още 200 г. Последователно повтаряте този процес за всяка съставка. Това е същността на метода на дозиране "Gain-in-Weight".
В промишлеността "купата за смесване" е централно устройство за претегляне, което е монтирано върху набор от прецизни клетки за натоварване. Няколко различни захранващи устройства (шнекови подаватели, вибрационни подаватели и др.), всяко от които е свързано с различен склад за суровини, дозират съответните си вещества в този единствен бункер. Системата контролира количеството тегло, което се натрупва в бункера, и спира всяко подаващо устройство, когато се достигне предвиденото тегло за този компонент. След като всички съставки са добавени, цялата партида "рецепта" се освобождава от претеглящата машина, като това обикновено се прави в смесител под машината.
Мислете за GIW като за: поредица от стъпки, които са кумулативни, идеални за създаване на множество съставки, дискретни колекции.
Дозировка при загуба на тегло (LIW): "Контролер на потока"
А сега си представете различен резултат. Големи кошове с брашно са разположени на везна. Ще отворите отводнителен канал в долната част и ще оставите брашното да премине през него. Чрез последователно измерване на общото тегло на контейнера, докато той намалява, можете точно да регулирате скоростта, с която се освобождава брашното (например всяка минута).
В една промишлена система, която изчислява загубите на тегло, целият апарат, който подава материала, подаващото устройство (винтово или вибрационно) и неговият двигател са монтирани на специален комплект клетки, които измерват натоварването. Контролерът е предварително програмиран с определена скорост на подаване (цел). Докато подаващото устройство изпълнява задълженията си, контролерът постоянно изследва скоростта на загуба на тегло в системата. След това той постоянно променя скоростта на подаващото устройство, за да се увери, че действителната скорост на загуба на тегло е точно равна на зададената стойност.
Мислете за LIW като за: последователна гравиметрична процедура, която е идеална за прецизно и непрекъснато прехвърляне на материал.
Сравнението "глава срещу глава": Силни и слаби страни
Сега, след като сме разбрали принципите, нека ги сравним директно с ключовите показатели, които са от значение за инженера.
Тип приложение: Непрекъснато
Това е най-същественото разграничение.
- Gain-in-Weight: Безспорният крал на приложенията за дозиране. Ако процесът ви включва смесване на определена рецепта от множество компоненти за създаване на дискретна партида (напр. смесване на каучук, смесване на боя, приготвяне на хранителен премикс), GIW почти винаги е най-логичният и икономически ефективен избор. Той е отличен в модела "рецепта".
- Загуба на тегло: Проектиран е за непрекъснати или полунепрекъснати процеси. Ако процесът ви включва подаване на непрекъснат поток от материал към екструдер, непрекъснат смесител или към движеща се транспортна лента, LIW е единственият начин да постигнете точен гравиметричен контрол на потока. Той може да се използва и за дозиране, като се изпълнява с висока скорост за зададено общо тегло, но истинската му сила е в непрекъснатото дозиране.
Присъда: Изберете метода, който съответства на вашия основен процес. Несъответствието между тях е често срещана и скъпоструваща грешка при проектирането на автоматизирани системи за дозиране.
Точност и контрол
И двете системи могат да бъдат много точни, но го постигат по различни начини.
- Печалба от теглото: Точността на системата GIW зависи от разделителната способност на тегловните клетки на централния тегловен бункер и от управлението на устройствата за подаване. За да се постигне едновременно бързина и точност, съвременните автоматизирани системи за дозиране използват двуетапен процес на подаване. Системата използва високопрецизни шнекови подаватели и интелигентна технология за честотно управление, което позволява "бързо подаване" за бързо добавяне на по-голямата част от материала, последвано от "бавно подаване" (дрибъл) за последните няколко грама, за да се осигури точност на претеглянето. Общата точност на партидата е много висока.
- Загуба на тегло: Системите LIW предлагат изключителна точност по отношение на контрол на скоростта. Контролерът може да извършва десетки настройки в секунда на скоростта на подаващото устройство, за да поддържа стабилен дебит. Системата обаче е по-чувствителна към външни фактори като вибрации или промени в налягането в бункера. Напълването на захранващия бункер също е критичен момент, по време на който системата временно преминава към "обемно" управление, което може да внесе малка, моментна неточност.
Присъда: За обща точност на партидата GIW е отличен и надежден. За прецизен контрол на скоростта от секунда до секунда, LIW е по-добър.
Сложност на системата и разходи
- Печалба от теглото: Системите GIW обикновено са по-опростени както по отношение на механичния дизайн, така и на логиката на управление. Имате една централна система за претегляне. Това ги прави по-рентабилни, особено когато имате голям брой съставки. Един теглителен бункер може да обслужва 5, 10 или дори повече съставки. Комбинираната структура на много съвременни системи GIW ги прави лесни за инсталиране и лесно преместване, като предлага голяма гъвкавост.
- Загуба на тегло: Системите LIW по своята същност са по-сложни. Всяка съставка Изисква собствен специален подавател, бункер и система за претегляне. Системата LIW с 5 съставки означава, че разполагате с пет отделни, цялостни захранващи устройства със загуба на тегло, всяко от които има собствени тегловни клетки и контролер. Това прави първоначалната капиталова инвестиция значително по-висока.
Присъда: За дозиране на многокомпонентни продукти GIW предлага ясно предимство по отношение на разходите.
Гъвкавост и бързина
- Печалба от теглото: Системата GIW е последователна. Тя добавя съставка А, след това съставка Б, след това съставка В. Това означава, че общото време на партидата е сумата от всички индивидуални времена на дозиране. Това може да бъде пречка при много високоскоростни приложения.
- Загуба на тегло: При непрекъснат процес с много съставки всички подаващи устройства LIW могат да работят едновременно, като всяко от тях осигурява свой собствен прецизен дебит в общия поток или смесител. Това позволява изключително висока производителност и промени в състава в движение.
Присъда: За максимална производителност и едновременно дозиране LIW има предимство. За повечето стандартни периодични процеси скоростта на добре проектираната система за LIW е повече от достатъчна.
Основни характеристики на съвременните автоматизирани системи за дозиране
Независимо дали сте избрали GIW или LIW, една модерна, добре проектирана система трябва да включва набор от функции, предназначени да повишат ефективността, безопасността и контрола. Когато определяте спецификацията на вашите автоматизирани системи за дозиране, това са функциите, за които трябва да питате.
1. Усъвършенстван контрол на праха:
Известно е, че ръчното дозиране е много прашно, което създава рискове за здравето на персонала и създава мръсна работна среда. Една модерна система се справя с това. За подаване на суровини от насипни торби потърсете станция за подаване на суровини от пространствени торби тип "задвижване". Тази затворена система свежда до минимум праха по време на процеса на разтоварване. Освен това резервоарът за съхранение на праха трябва да бъде оборудван с едно устройство за оползотворяване на материала (прахоуловител), което да улавя всякакъв неорганизиран прах по време на разопаковането на тонове торби, като гарантира физическото и психическото здраве на вашия персонал и намалява загубите на продукти.
2. Работа с трудни материали:
Много прахове, като сажди или някои добавки, не се разнасят лесно. Те могат да се превърнат в "мост" или "дупка на плъх" в бункера, което води до претоварване на подаващото устройство. Вашите автоматизирани системи за дозиране трябва да са проектирани така, че да се справят с това. Потърсете ефективни механизми за разбиване на прахови дъги, като например мощни вибрации на въздушен чук по стените на бункера или специална бъркалка за разбиване на дъги в бункера, за да се поддържа гладкото движение на материала.
3. Интелигентно и йерархично управление:
"Мозъкът" на системата е също толкова важен, колкото и механиката. Съвременната архитектура за управление представлява йерархична разпределена система за управление.
- Висше ниво (управление): Тук системата за управление може не само да осъществява автоматичен контрол на процеса на дозиране и претегляне, но и да управлява и наблюдава производствените формули, производствените данни и производствения процес. Трябва да разполагате с мощни статистически функции за обобщаване на данните и възможност за генериране на богати, персонализирани форми на отчети. Търсете система, в която историческите данни могат да се съхраняват дълго време и могат също така да се експортират от U-диск за анализ и одити на качеството.
- Средно ниво (управление на системата): Това е нивото на PLC, което изпълнява логиката на партидата с висока ефективност, стабилност и удобство.
- Долно ниво (контрол на оборудването): Това е прякото управление на двигатели, клапани и сензори.
4. Удобство за потребителя и сигурност:
Една сложна система е безполезна, ако операторите не могат да я използват ефективно и сигурно.
- Опростеност: Търсете функции като управление с един клавиш за стандартни рецепти, което прави системата лесна за работа, почти като глупава за ежедневното производство.
- Сигурност: Системата трябва да има добри характеристики за поверителност, включително защита с парола и контрол на разпределението на работата и на правомощията. Това гарантира, че само упълномощен персонал може да създава или променя чувствителни производствени формули.
- Безопасност: Системата трябва да включва надеждни функции за алармиране за аномалии. В случай на засядане на подаващото устройство, претоварване на двигателя или грешка при претеглянето системата трябва автоматично да алармира и да показва ясна информация за алармата, насочвайки оператора към проблема.
Крайната присъда: Коя технология е подходяща за вас?
Нека сведем това до проста рамка за вземане на решения.
Изберете система Gain-in-Weight (GIW), ако:
- Процесът ви се основава на създаването на отделни партиди от определена рецепта.
- Имате няколко съставки (4 или повече), които трябва да се комбинират.
- Първоначалните разходи са основен фактор.
- Процесът ви не изисква непрекъснат, безпроблемен материален поток.
- Примерни приложения: Производство на каучукови смеси, смесване на PVC, производство на бои и покрития, дозиране на хранителни смеси.
Изберете система с отчитане на загубите по тегло (LIW), ако:
- Процесът ви е непрекъснат, като например захранване на екструдер или непрекъснат смесител.
- Трябва да дозирате малък брой съставки (1-3) с много точна и контролирана скорост.
- Точността на скоростта е по-важна от точността на цялата партида.
- Високите капиталови инвестиции са приемливи за постигане на непрекъснато производство.
- Примерни приложения: Екструдиране на пластмаса с добавки, непрекъсната преработка на храни, производство на фармацевтични таблетки.
Стратегически избор, а не само технически
Решението между печалба и загуба е едно от най-важните решения, които ще вземете по отношение на вашата автоматизирана система за дозиране. Това е решение, което ще окаже влияние върху капиталовите ви разходи, производствената ви ефективност и гъвкавостта на процесите ви за в бъдеще.
Нито една технология не е по-добра от друга, а най-ефективната технология за вашата ситуация е тази, която е най-подходяща. Като проучите подробно изискванията на вашата процедура - партида или константа, точност и контрол на скоростта, разходи и производителност - това са все фактори, които трябва да се вземат предвид.
В крайна сметка е важно да си партнирате с опитен доставчик, който е запознат и с двете технологии. Те могат да надхвърлят простото представяне на продажбите и да служат като истински съветник, анализирайки вашия уникален процес, за да предложат решение, което е подходящо за вашата ситуация: независимо дали става въпрос за GIW, LIW или хибрид от двете. Правилните автоматизирани системи за дозиране не само претеглят съставките; те също така осигуряват основа за последователен, висококачествен продукт.