Динамични везни

• В редица производствени приложения се изисква отчитане на теглото на всеки компонент или изделие, които преминават по поточната линия
  
  
• Концепцията за динамично теглоизмерване е широко приложена в съвременната промишленост
  
  
• Основно нейно предимство е възможността за претегляне на богат асортименти от компоненти, изделия и материали “в движение” – без прекъсване на технологичните процеси

Концепцията за динамично теглоизмерване намира широко приложение в съвременната индустрия. Основно предимство на метода е, че позволява прецизно претегляне на богат асортимент от компоненти, изделия и материали, включително тежки, едрогабаритни или групово опаковани продукти, “в движение” – без да се налага спиране на поточната линия и прекъсване на технологичните процеси. Поради честата употреба на този тип системи в комбинации с транспортни ленти и конвейери в модерното производство и логистика, те са популярни и под наименованието лентови везни. Редица производители предлагат специални динамични измерващи станции, предназначени за интегриране в конвейерна техника, както и цялостни решения за вътрешнозаводски транспорт с вградени лентови везни.

Индустриалните системи за динамично теглоизмерване от последно поколение на пазара разполагат с електронно управление, възможности за дигитално водене на документация, както и за лесен трансфер на данни към други системи и устройства.

Устройство и специфики

Динамичните везни определят теглото на даден обект в контекста на относителното движение между претегляната стока и товароносителя. Измерването се извършва докато товарът или съответното средство за неговото транспортиране преминават през платформата на везната. Този тип системи са подходящи за приложения не само в добивните, производствените и преработвателните отрасли, като минната, хранително-вкусовата, бутилиращата, химическата, фармацевтичната промишленост и др., но и в животновъдството, агрисектора, транспорта, дистрибуцията, складовата дейност и логистиката. Динамични са влаковите и крановите везни, осевите везни на товарните камиони, както и системите за теглоизмерване при въртящите се маси.

Тези системи се състоят най-общо от три елемента – корпус на везната, вътрешни компоненти и платформа. Платформата може да е част от собствен конвейерен механизъм на измервателната станция или да е функционално интегрирана в съществуваща транспортна или поточна линия. Преобразувателят за тегло (или тензодатчикът) е здраво монтиран от едната страна към рамката на везната, а от другата – към платформата. Голяма част от динамометричните клетки използват технология за измерване на теглото чрез отчитане на натиска, опъна или деформацията. Някои устройства с висока производителност са базирани на свръхпрецизни тензодатчици с повърхностна акустична вълна.

Електронният модул на везната получава изходната информация от теглоизмервателната клетка, преобразува я в стойност и я визуализира на дисплея. Същата информация може да бъде преобразувана в различни комуникационни формати и изпратена към съответната система за управление посредством RS-232, USB, Ethernet или WiFi връзка. Някои модели на пазара са съвместими и с Modbus протокола.

Динамичните везни най-често са метални или изработени от комбинация от метал и други подходящи за съответното приложение материали. В санитарни среди и при необходимост от измерване на хранителни продукти или лекарствени средства се залага на неръждаема стомана или специални сплави, устойчиви на корозия, механични или химически взаимодействия и позволяващи лесно почистване.

С динамично теглоизмерване се постигат висока ефективност, рентабилност и икономия на време, тъй като не е необходимо спиране на работата, като обратната връзка за теглото на съответния обект или материал се получава в реално време, а всякакви междинни промени в стойностите могат да бъдат проследявани и поетапно отчитани. Това повишава прецизността на операциите и позволява производство в непрекъснат режим. Процесът не изисква намесата на оператор и съответно подлежи на цялостно автоматизиране.

Особености и предимства на динамичното теглоизмерване

В редица производствени приложения се изисква измерване на теглото на всеки компонент или изделие, които преминават по поточната линия. При сравнително сходни по вид обекти в партидата тази задача могат да изпълняват и стандартни лентови везни. В някои комплексни сценарии обаче транспортната лента придвижва последователно тежки и едрогабаритни сглобки, както и отделните им елементи, а разликата в теглото може да варира от няколко грама до няколкостотин килограма.

В такива случаи са необходими специализирани станции за динамично теглоизмерване с широк работен диапазон, които могат прецизно да претеглят както миниатюрни части, като монтажни елементи или уплътнения, така и готовите асемблирани изделия.

Друг важен фактор, с който е необходимо да се съобрази видът на лентовата везна, е скоростта на движение на конвейера. Традиционните поточни линии се отличават с умерена бързина и достатъчно разстояние между отделните обекти, за да остават например по 2 или 3 секунди за отчитане на теглото на всеки от тях. При високоскоростните съвременни приложения в автоматизираните фабрики обаче е възможно да е налице изискване за измерване в рамките на части от секундата. Това налага използването на високочувствителна и бързо реагираща везна, специализирана за динамични работни задачи.

В редица приложения теглоизмерването се комбинира с други дейности, които е необходимо да бъдат извършени във връзка с качеството на продукцията, например детекция за съдържание на метали. За целта динамичните измервателни станции могат да бъдат оборудвани с металдетектор или друг сензорен модул, който отчита наличието или отсъствието на съответната характеристика в продукта.

Динамичен контрол на теглото се прилага традиционно при дозиране, разбъркване и смесване на различни съставки в многокомпонентни продукти, химикали или материали. Често отделните компоненти са с различна плътност. Тогава се доказва като по-бърз, лесен и ефективен метод да се измерва теглото им, за да се прецизират количествата и дозирането. Даже в най-добре проектираните системи течностите често се движат по време на претегляне. Динамичните везни могат точно да отчитат теглото на флуидите дори в нестатично състояние.

Различни конструкции, например такива с настолни или подови платформи, се използват широко при контрола на технологичните процеси във фабрики от ХВП, пекарни, химически заводи или бояджийски цехове. Компактни, прецизни динамични везни или такива с широк измервателен диапазон намират употреба и при техническото изпитване на различни строителни и инженерни материали.

Друго популярно приложение на динамичното претегляне е при течни, утаяващи се и сухи (гранулирани или прахообразни) субстанции или смеси, които се разпределят от подаваща дюза или тръба, например препарати, храни за животни, зърно и др.

Методът е подходящ за претегляне и на летливи химикали. Някои химични реакции могат да накарат флуида да претърпи промени, които да го накарат да се движи и да повлияе баланса на везната и съответно резултатите от измерването, дори ако контейнерът е напълно статичен. Други течности се изпаряват бързо, така че контейнерът трябва да се затвори, след като течността се излее в него. Динамичното претегляне позволява измерването и работният процес да продължат дори след като субстанцията се утаи или претърпи промени. Технологията е решение и за материали, които реагират на температурни разлики, например живак.

Специфични индустриални приложения

Обектите, които се претеглят посредством лентови везни в индустрията, варират в широки граници по отношение на теглото, обема и размерите си. Дори един и същи тип обект, като даден вид плод например, се отличава с вариации в грамажа. При прецизно дозиране на порции или съставки по рецептурник в хранително-вкусовата индустрия е от критична важност теглоизмерването да е максимално точно и по възможност – автоматизирано. Необходимостта от претегляне на няколко сходни обекта, за да се избере най-подходящият за дадена цел например, изисква чувствителна и бързо реагираща лентова везна, която може да гарантира значително по-висока прецизност и скорост в сравнение с човек на поточната линия.

Традиционно приложение на динамичните везни в индустрията е качествената инспекция, при която даден сглобен продукт се проверява за отсъстващи компоненти посредством теглоизмерване. За такива сценарии също са необходими системи с висока чувствителност, които биха отчели разлики в теглото от няколко грама.

Фармацевтичната промишленост е сред секторите, в които най-масово се използват динамични системи за претегляне. При лекарствените средства толерансите в теглото и дозировките са изключително малки, като се измерват широка гама от изделия – от единични таблетки до големи стекове, кашони или други вторични опаковки, които тежат по няколко килограма. Динамичните процеси на производство и опаковане елиминират възможността тези измервания да се извършват ръчно със спиране на технологичния процес, тъй като загубите на време и средства биха били огромни.

В редица приложения в индустрията се движи не съответният материал или обект на претегляне, а самата околна среда. Такъв е случаят при мобилните тестово-измервателни станции, транспортните средства (влакове, кораби, товарни камиони и др.), които се движат продължително време по дълги маршрути и т. н. Спирането за извършване на всяко отделно измерване обикновено е нежелателно, а често – дори и невъзможно. Движението на съответното превозно средство или система предполага нестатично състояние и на измерваните обекти или материали, като ефектите му в особена степен повлияват течностите и насипните материали. Ето защо за такива сценарии динамичният контрол на теглото е задължително условие за гарантиране на точни и надеждни резултати.