Wie automatisches Wiegen in Fabriken durchgeführt wird

Automatisches Wiegen ist ein allgemeiner Begriff, der die Vorgänge zur Bestimmung von Folgendem umfasst:

• Werte der Masse (Gewicht) von Körpern; Massenänderungen im Laufe der Zeit;
• Abweichungen der Massenwerte von einem vorgegebenen Wert;
• der Gesamtwert der Masse des transportierten Gutes, sowie das Wiegen der angegebenen Portionen (Dosen).

Das automatische Wiegen erfolgt mit automatischen Wiegegeräten, die je nach Automatisierungsgrad unterteilt werden in:

• Waagen mit automatischem Auswuchten;
• Waagen mit Fernübertragung und Messwertaufzeichnung;
• automatische Portionswaagen;
• automatische Portionsspender;
• kontinuierliche automatische Waagen;
• kontinuierliche automatische Waagen und automatische Sortierwaagen.

Bei der Auswahl von Industriewaagen, Stand- oder Tischwaagen müssen mehrere wichtige Aspekte berücksichtigt werden: Typ, Zweck (Funktion der Waage), Baumaterial, Volumen, Größe, Wägebereich, Genauigkeit (Messfehler), Einsatzbedingungen .

Bei Waagen mit automatischer Auswuchtung ist lediglich der Prozess der Lastermittlung (Auswuchtung) automatisiert. Dies wird durch die Auslenkung von Pendelgegengewichten oder die Verformung elastischer Messelemente erreicht.

Die selbstauswuchtende Waage hat einen maximalen Lastbereich von 100 g – 1000 t (je nach Kopplungssystem). Laborwaagen mit automatischer Auswuchtung haben höhere Genauigkeitsklassen.

Bei Waagen mit Fernübertragung und Messwertaufzeichnung handelt es sich um Waagen mit automatischem Auswuchten, bei denen die Bewegung der Messelemente in ein Signal (meistens elektrisch) umgewandelt wird.

Um die Messwerte von Zifferblatt- und Federwaagen mit einer großen (ca. Millimeter) Verformung des elastischen Skalenkörpers umzurechnen, werden Selsine verwendet (der Nachteil ist eine Fehlererhöhung durch Rückwirkung auf das Messsystem und Übertragungsfehler). ), Potentiometer (der Nachteil ist eine Erhöhung des Fehlers aufgrund von Reibung), Impulslesegeräte (Fotoelektrik, Magnetköpfe usw.), Encoder sowie Trackingsysteme.

Um Federwaagenwerte bei geringer Verformung eines elastischen Körpers (Zehntel mm oder weniger) umzurechnen, Drahtstärken (elektrische Dehnungsmessstreifen) und verwendet wird direkte und umgekehrte Wirkung der Magnetostriktion.

Am häufigsten werden Dehnungsmessstreifen zur Gewichtsmessung bei der Automatisierung technologischer Prozesse eingesetzt – sie wandeln die gemessene Verformung fester Körper in ein elektrisches Signal um. Resistive Dehnungsmessstreifen (Draht und Folie) sind weit verbreitet und wandeln die Dehnung in eine Änderung des elektrischen Widerstands um.

Die Funktionsweise eines Widerstandsmessgeräts basiert auf der Eigenschaft eines Metalldrahtes (oder einer Metallfolie), unter dem Einfluss von Verformung (Zug oder Druck) seinen elektrischen Widerstand zu ändern.

Als Waagen mit Fernübertragung und -aufzeichnung der Messwerte werden auch automatische (elektromagnetische) Kraftkompensationsgeräte eingesetzt, bestehend aus Sensoren und einem Rückkopplungssystem, das Belastungsänderungen des Sensors ausgleicht. Der Strom (Druck) in der Rückkopplungsschleife ist analog zum auf die Wägezelle wirkenden Gewicht.

Automatische Portionierer werden zum Einwiegen gleicher Portionen von Schüttgütern und flüssigen Materialien verwendet, hauptsächlich für allgemeine Abrechnungs- oder Verpackungszwecke. In solchen Waagen werden die Prozesse des Zuführens, Wiegens und Entladens von Materialien automatisiert.

Typischerweise handelt es sich bei diesen Waagen um einen Balken, an dem ein Gegengewicht mit Gewichten und ein Eimer zur Aufnahme der Last aufgehängt sind. Das Material wird durch die Schwerkraft oder über einen Beschicker in den Eimer gefördert. Wenn das vorgegebene Materialgewicht in der Schaufel erreicht ist, wird der Schwenkarm ausgelenkt, die Materialzufuhr stoppt und die Schaufel wird entladen.

Seltener werden als automatische Portionswaagen Waagen mit automatischem Auswuchten oder mit Fernübertragung und -aufzeichnung der Messwerte verwendet, die mit Sensoren ausgestattet sind, die bei Erreichen eines vorgegebenen Gewichts aktiviert werden und die weitere Materialzufuhr unterbrechen.

Automatische Chargendosierer dienen zur Herstellung von Mischungen einer bestimmten Zusammensetzung und sind konventionelle Waagen mit automatischer Auswuchtung oder mit Fernübertragung und -aufzeichnung von Messwerten, ausgestattet mit einem Automatisierungssystem, das die Materialzufuhr steuert.Die Endbeladung von Chargenspendern liegt zwischen wenigen Gramm und mehreren Tonnen. Genauigkeitsklasse 1b und niedriger.

Automatische Durchlaufwaagen dienen zur Bestimmung der Gesamtmenge an Schüttgütern, die durch Bandförderer (Förderwaagen) oder durch Schwerkraft (dynamische Waagen) transportiert werden.

Beim Wiegen von Gütern auf Bandförderern ruht der Bandteil auf Rollenträgern, die auf einer Wägeplattform montiert sind, oder auf Sensoren (elektrische Spannung, Pneumatik usw.).

Der Gesamtwert der Masse der durch die Waage geführten Last wird durch Integration des Produkts eines Signals proportional zum momentanen Lastwert und eines Signals proportional zur Bandgeschwindigkeit (z. B. Tachogeneratorspannung). 

Zur vollständigen Bestimmung der durch die Schwerkraft vertikal transportierten Gütermasse eignet sich das Prinzip der Messung der Reaktion eines Materialflusses auf eine geneigte Platte oder der Reaktion eines in horizontaler Ebene rotierenden Elektromotors auf ein Laufrad (allerdings eine Art Zentrifuge). Es kommt ein im Materialfluss eingebauter Lüfter zum Einsatz. Zur Messung der Reaktion wird eine Kraftkompensation verwendet.

Kontinuierlich wirkende automatische Waagen werden verwendet, um den Materialfluss automatisch anzupassen, um einen bestimmten Durchsatz (oder ein bestimmtes Durchsatzverhältnis, wenn mehrere Zuführungen gleichzeitig arbeiten) zu erreichen. Es handelt sich um automatische Waagen mit kontinuierlichem Betrieb, die mit einem System zur automatischen Steuerung der Zuführungen ausgestattet sind, die den Materialverbrauch regulieren.

Am häufigsten werden kontinuierliche Spender in Form eines kurzen Bandförderers verwendet, der auf einem Gewichtshebelsystem oder auf Sensoren (elektrischer Dehnungsmessstreifen, pneumatisch) gelagert ist und einen Vibrationsförderer steuert. Es werden auch Dosierer in Form eines Tanks (Eimer) verwendet, unterstützt von einer Wiegevorrichtung, die den Materialverbrauch so reguliert, dass die Geschwindigkeit der Gewichtsreduzierung des Eimers der vorgegebenen Geschwindigkeit entspricht.

Automatische Sortierwaagen werden zum Sortieren von Produkten (Paketen) nach Gewicht eingesetzt. Um die Genauigkeit und Leistung zu verbessern, werden üblicherweise Abweichungen des Gewichts des kontrollierten Produkts vom Standard gemessen. Das Ausmaß der Durchbiegung wird durch ein kraftkompensiertes elektrodynamisches System gemessen. Zur Sortierung leichter (in der Größenordnung von mehreren g) Produkten wird ein künstliches (zentrifugales) Beschleunigungsfeld (zentrifugale Sortierwaage) erzeugt.

Ein Beispiel für den Einsatz automatischer Wiegevorrichtungen im Automatisierungsschema einer Konverterwerkstatt:

Schematische Darstellung eines modernen automatischen SPS-Wasserausgabeschranks: