Jak probíhá automatické vážení v továrnách

Automatické vážení je obecný termín, který zahrnuje operace určování:

• hodnoty hmotnosti (hmotnosti) těles; změny hmotnosti v průběhu času;
• odchylky hodnot hmotnosti od dané hodnoty;
• celkovou hodnotu hmotnosti přepravovaného zboží, jakož i vážení uvedených porcí (dávek).

Automatické vážení se provádí pomocí automatických vážicích zařízení, která se podle stupně automatizace dělí na:

• váhy s automatickým vyvažováním;
• váhy s dálkovým přenosem a záznamem odečtů;
• Automatické váhy na porce;
• Automatické dávkovače porcí;
• kontinuální automatické váhy;
• kontinuální automatické váhy a automatické třídicí váhy.

Při výběru průmyslových vah, stojacích nebo stolních je nutné vzít v úvahu několik důležitých hledisek: jejich typ, účel (funkce váhy), konstrukční materiál, objem, velikost, rozsah vážení, přesnost (chyba měření), podmínky použití .

U vah s automatickým vyvažováním je automatizován pouze proces stanovení (vyvažování) zátěže. Toho je dosaženo vychýlením kyvadlových protizávaží nebo deformací elastických měřicích prvků.

Automatická vyvažovací váha má maximální rozsah zatížení 100 g — 1000 t (v závislosti na spojovacím systému). Laboratorní váhy s automatickým vyvažováním mají vyšší třídy přesnosti.

Váhy s dálkovým přenosem a záznamem odečtů jsou váhy s automatickým vyvažováním, u kterých se pohyb měřicích prvků převádí na signál (nejčastěji elektrický).

Pro převod odečtů číselníkových a pružinových stupnic s velkou (asi milimetrovou) deformací pružného tělesa stupnice se používají selsiny (nevýhodou je zvýšení chyby v důsledku zpětného vlivu na měřicí systém a chyby přenosu ), potenciometry (nevýhodou je zvýšení chyby vlivem tření), čtecí zařízení pulsů (fotoelektrické, magnetické hlavy atd.), enkodéry a také sledovací systémy.

Chcete-li převést hodnoty vyvážení pružiny s malou (desetiny mm nebo méně) deformací pružného tělesa, měřidla drátů (elektrické tenzometry) a používá se přímý a inverzní účinek magnetostrikce.

Nejčastěji se pro měření hmotnosti v automatizaci technologických procesů používají tenzometry — převodníky měřené deformace pevných těles na elektrický signál. Široce se používají odporové tenzometry (drát a fólie), které převádějí napětí na změnu elektrického odporu.

Činnost měřiče odporu je založena na vlastnosti kovového drátu (nebo fólie) vlivem deformace (tahu nebo tlaku) měnit svůj elektrický odpor.

Jako váhy s dálkovým přenosem a záznamem naměřených hodnot se používají také automatická (elektromagnetická) zařízení pro kompenzaci síly, sestávající ze snímačů a zpětnovazebního systému, který kompenzuje změny zatížení snímače. Proud (tlak) ve zpětné vazbě je analogický k hmotnosti působící na siloměr.

Automatické porce se používají pro vážení stejných dávek sypkých a tekutých materiálů, zejména pro obecné účetnictví nebo balení. V takových vahách jsou procesy podávání, vážení a vykládání materiálů automatizovány.

Typicky jsou tyto váhy nosníkem, na kterém je zavěšeno protizávaží se závažím a lopatou pro příjem nákladu.Materiál je do lopaty přiváděn gravitací nebo podavačem. Po dosažení stanovené hmotnosti materiálu v lopatě se kyvné rameno vychýlí, zastaví se podávání materiálu a lopata se vyloží.

Méně často se jako automatické porcové váhy používají váhy s automatickým vyvažováním nebo s dálkovým přenosem a záznamem naměřených hodnot, vybavené senzory, které se aktivují při dosažení předem stanovené hmotnosti a ukončí další podávání materiálu.

Automatické dávkovače se používají k přípravě směsí daného složení a jsou to klasické váhy s automatickým vyvažováním nebo s dálkovým přenosem a záznamem odečtů, vybavené automatizačním systémem, který řídí dodávku materiálu.Konečné zatížení dávkovačů je od několika g do několika tun. Třída přesnosti 1b a nižší.

Automatické průběžné váhy slouží ke stanovení celkového množství sypkých materiálů dopravovaných pásovými dopravníky (dopravní váhy) nebo gravitací (dynamické váhy).

Pro vážení zboží na pásových dopravnících spočívá pásová část na válečkových podpěrách namontovaných na vážicí plošině nebo na senzorech (elektrické napětí, pneumatické atd.).

Celková hodnota hmotnosti nákladu prošlého váhou se určí integrací součinu signálu úměrného okamžité hodnotě zatížení signálem úměrným rychlosti pásu (např. napětí tachogenerátoru). 

Pro úplné stanovení hmotnosti zboží dopravovaného vertikálně gravitací je využit princip měření reakce toku materiálu na nakloněnou desku nebo reakce elektromotoru otáčejícího se ve vodorovné rovině na oběžném kole (ale typ odstředivé používá se ventilátor) instalovaný v toku materiálu . K měření odezvy se používá kompenzace síly.

Kontinuální automatické váhy se používají k automatickému nastavování toku materiálu tak, aby se dosáhlo zadané průchodnosti (nebo daného poměru průchodnosti, pokud pracuje více podavačů současně). Jsou to automatické váhy s nepřetržitým provozem, vybavené systémem automatického řízení podavačů, které regulují spotřebu materiálu.

Nejčastěji se používají kontinuální dávkovače ve formě krátkého pásového dopravníku podepřeného na pákovém systému závaží nebo na senzorech (elektrický tenzometr, pneumatický) a ovládajícího vibrační podavač. Používají se i dávkovače ve formě nádrže (kbelíku) podpořené vážícím zařízením, které reguluje spotřebu materiálu tak, aby rychlost snižování hmotnosti lopaty odpovídala zadané.

Automatické třídicí váhy slouží k třídění produktů (balíků) podle hmotnosti. Pro zlepšení přesnosti a výkonu se obvykle měří odchylky hmotnosti kontrolovaného produktu od normy. Velikost výchylky je měřena silově kompenzovaným elektrodynamickým systémem. Pro třídění lehkých (řádově několika g) produktů je vytvořeno umělé (odstředivé) urychlovací pole (odstředivé třídící váhy).

Příklad použití automatických vážících zařízení v automatizačním schématu převaděčské dílny:

Schematické schéma moderní PLC automatu na výdej vody: