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1 稱重系統(tǒng)的構(gòu)成
目前在涂料生產(chǎn)工藝上，隨著對(duì)涂料品質(zhì)的進(jìn)一步要求，合成各物料的比例要求越來越精確，使得稱重系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。很多企業(yè)不僅使用流量計(jì)對(duì)合成產(chǎn)品的原料進(jìn)行計(jì)量，同時(shí)還使用稱重系統(tǒng)進(jìn)行輔助測量。
稱重系統(tǒng)一般由三大部分組成：秤體、稱重傳感器/稱重模塊、稱重控制顯示儀。秤體是用來承受被稱量物體的重力并將該力傳遞給稱重傳感器的設(shè)備，它可以是平臺(tái)、容器、斗、罐及反應(yīng)釜等。稱重傳感器/稱重模塊將重量信號(hào)轉(zhuǎn)換為正比的電信號(hào)。稱重控制顯示儀對(duì)來自傳感器的弱電信號(hào)進(jìn)行放大、A/D轉(zhuǎn)換及處理，并進(jìn)行顯示、標(biāo)定以及通過各種接口（如串行口/模擬量/開關(guān)量/現(xiàn)場總線等）與其它設(shè)備（二次顯示儀表、PLC、DCS、PC等）進(jìn)行通訊及控制。
2 稱重模塊介紹及選型
在涂料行業(yè)通常需要稱量的都是原料罐和反應(yīng)釜，因此稱重模塊的應(yīng)用比較廣泛。稱重模塊的突出特點(diǎn)在于其簡單合理的設(shè)計(jì)，沒有需焊接的部件，也不需要額外的配件，所有模塊的制造、組裝、測試都符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，使調(diào)試安裝工作更方便、快速，并能在形狀各異的物體上安裝。稱重模塊將高精度剪切梁稱重傳感器、負(fù)荷傳遞裝置及安裝連接板等部件合為一體，既保證了剪切梁傳感器精度高、長期穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，又解決了因安裝不當(dāng)造成的稱量誤差問題。
稱重模塊通常分為二類：靜載稱重模塊和動(dòng)載稱重模塊。靜載稱重模塊主要適用于側(cè)向力較小的靜載荷稱重場合，靜載稱重模塊以非常方便地安裝在各種形狀的容器上。動(dòng)載稱重模塊主要適用于承受水平作用力的機(jī)械裝置如流水線、傳送帶等，另外動(dòng)載稱重模塊還可用于機(jī)械平臺(tái)秤的改造。加料方式?jīng)Q定稱重模塊種類，當(dāng)物料是以垂直方式用輸送機(jī)或泵向斗、罐、釜和槽罐內(nèi)送入時(shí)，這種情況選用靜載模塊；當(dāng)以水平方式把物料輸送到秤臺(tái)或容器內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生水平?jīng)_擊力，此時(shí)應(yīng)選用動(dòng)載模塊，如輥道秤、汽車衡或軌道衡機(jī)械秤改全電子稱時(shí)應(yīng)選用動(dòng)載模塊。
稱重模塊還可以材質(zhì)分類，以梅特勒-托利多衡器有限公司的產(chǎn)品為例，其稱重模塊按材質(zhì)分有兩種，一種是稱重模塊所有部件包括傳感器均采用不銹鋼制造，另一種是模塊所有部件除傳感器承壓頭外均采用碳鋼制造。在選擇模塊時(shí)應(yīng)考慮其所處的環(huán)境及容器所裝物料的性質(zhì)，如果稱重模塊長期暴露在潮濕或有腐蝕性物質(zhì)接觸的環(huán)境中，建議選用全不銹鋼稱重模塊。
稱重模塊數(shù)量的選擇。對(duì)于已安裝支撐腳的罐，可以根據(jù)支撐腳的數(shù)量來確定稱重模塊的數(shù)量。如果是新安裝的容器，若為垂直放置的圓柱形容器，用三點(diǎn)支撐比較穩(wěn)定；考慮風(fēng)力、晃動(dòng)、震動(dòng)等影響，以采用四點(diǎn)支撐為宜；水平放置的容器則以四點(diǎn)支撐為宜。在多只模塊的系統(tǒng)中，總的載荷應(yīng)盡可能平均地作用到每只模塊上。
稱重模塊容量的選擇。對(duì)于一臺(tái)罐秤，在估算選用稱重模塊的容量時(shí)，有三個(gè)主要因素需考慮：
• 空罐的重量，即秤體空載時(shí)的重量Wo
• 可能裝入罐內(nèi)的最大載荷Ws
• 稱重模塊的數(shù)量n其次由于載荷分布不均勻以及對(duì)載荷的估計(jì)不足應(yīng)考慮一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)安全系數(shù)F，F(xiàn)=1.5；另外由于環(huán)境的影響（例如風(fēng)力、沖擊、振動(dòng)等）往往需要考慮第二個(gè)附加的安全系數(shù)K。稱重模塊容量選擇應(yīng)滿足下面的關(guān)系式：
單只稱重模塊的容量W≥1.5K(Wo+Ws)/n
3 工程設(shè)計(jì)實(shí)例
某涂料廠為了精確計(jì)量投入反應(yīng)釜原料的量，除了在原料罐輸入管安裝流量計(jì)外，每個(gè)原料罐又單獨(dú)設(shè)計(jì)了稱重系統(tǒng)。稱量值不僅要在車間現(xiàn)場進(jìn)行顯示，同時(shí)還需要在控制室的儀表盤上進(jìn)行顯示。設(shè)計(jì)時(shí)選用了梅特勒-托利多衡器有限公司的產(chǎn)品。
由于原料罐輸入管是水平布置的，而且廠房內(nèi)環(huán)境不太惡劣，稱重模塊選擇了梅特勒-托利多衡器有限公司的CW動(dòng)載碳鋼稱重模塊。原料罐為圓柱形容器且在腰部有三個(gè)支耳，因此模塊數(shù)量選擇3個(gè)。
原料罐空罐的重量Wo=1t，可能裝入罐內(nèi)的最大載荷Ws=4.2t，稱重模塊的數(shù)量n=3，廠房內(nèi)風(fēng)力、沖擊、震蕩影響很小，附加安全系數(shù)K=1，則根據(jù)公式W≥1.5K(Wo+Ws)/n，可算出W≥1.5×1(1+4.2)/3(t)， 即W≥2.6(t)，因此每個(gè)稱重模塊容量選3t。生產(chǎn)車間環(huán)境為防爆2區(qū)，因此現(xiàn)場稱重控制顯示儀選擇了梅特勒-托利多衡器有限公司的PTHN-1800N型防塵式稱重終端，防護(hù)等級(jí)可達(dá)IP65，采用墻式安裝方式，其防爆等級(jí)為ExnA[L]IICT4，能夠滿足現(xiàn)場的防爆要求。PTHN-1800N型稱重控制顯示儀的工作電壓為220VAC/50Hz，有6個(gè)輕觸薄膜鍵盤，7位熒光數(shù)碼顯示，1只可定義輸入點(diǎn)，帶有4～20mA/0～10V模擬量輸出接口和1個(gè)RS-232接口。現(xiàn)場稱重控制顯示儀輸出4～20mA信號(hào)至控制室儀表盤上的二次顯示表，在控制室可以同時(shí)監(jiān)測現(xiàn)場原料罐的重量變化情況。
原料罐從廠房一、二層之間樓板穿過，在樓板的鋼結(jié)構(gòu)面焊接一塊高強(qiáng)度的鋼板。鋼板與稱重模塊底部用螺栓連接。
安裝秤重模塊時(shí)需要注意以下事項(xiàng)。
(1) 稱重模塊上支耳偏斜而引起與水平線的夾角不能大于0.5O，基座支架結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)或偏斜而引起與水平線的夾角不能大于0.5O。
(2) 模塊基座支架結(jié)構(gòu)偏斜（撓度）一致。
(3) 支撐罐體的樓層應(yīng)有足夠的承載力及剛度，基礎(chǔ)撓度變形小于3mm。
(4) 罐體的進(jìn)、出口應(yīng)盡量采用軟連接。
(5) 每只模塊應(yīng)有獨(dú)立的接地。
(6) 安裝完后必須進(jìn)行標(biāo)定。
4 結(jié)束語
由于秤重模塊精度高，秤重系統(tǒng)在涂料行業(yè)的定量配比工藝流程中已得到廣泛的應(yīng)用。涂料車間正是按照上述方案設(shè)計(jì)的，經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行，證實(shí)配比精度高，能更好的保證涂料的質(zhì)量。

作者：王宇航

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