Přehled pokrytí aplikací vážních systémů

Vážní systémy se vedle základního úkonu měřit statickou nebo dynamickou hmotnost sypkých materiálů stále více uplatňují v logistických procesech, kde s vysokou přesností váží vstupní a výstupní produkty v návaznosti na ekonomiku, účetnictví a skladové hospodářství. Využívají se také jako hlavní prvky v řízení různých automatizovaných technologických procesů.

Průmyslové vážní systémy lze dělit podle dvou hlavních kritérií - podle způsobu a účelu vážení.

Způsob vážení:

• Statické váhy - Nejčastějšími váhami používanými v průmyslu jsou plošinové váhy různé konstrukce. Tenzometrické vážicí buňky se dále používají např. k vážení zásobníků s kapalinami, sypkými látkami, plyny anebo pro přesné dávkovací systémy. To všechno jsou statická měření – nevyžaduje se měření času ani rychlosti. Výhodou vážicí techniky od firmy Siemens je velká flexibilita, daná širokým sortimentem snímačů i vyhodnocovacích jednotek.
     
• Dynamické váhy - Druhou velkou skupinou průmyslových vah jsou váhy dynamické, používané k měření hmotnostního průtoku sypkých látek a kapalin. Z nich jsou nejčastější pásové váhy. JSP dodává váhy a vážní systémy, které měří hmotnost materiálu dopravovaného pásovým dopravníkem.
   

Účel vážení:

• Obchodní systémy - Při vážení v obchodním styku se nejistota vah a vážení stanovuje podle příslušných národních norem vycházejících z doporučení OIML (Organisation Internationale de Métrologie Légale). Právo dohledu nad metrologickými parametry a způsobem užívání vah používaných v obchodním styku si vyhrazuje stát. Právní aspekty těchto měřidel jsou definovány zákonem o metrologii. Zmíněná měřidla patří mezi tzv. stanovená měřidla podléhající legálnímu dozoru, který vykonává Český metrologický institut. České normy jsou už harmonizovány s normami EU.
   
• Provozní systémy - Při vážení v technologických procesech jsou metrologické a technické parametry vážních systémů uváděny v technických podkladech výrobce a v podnikových či oborových normách. Metrologické a technické parametry těchto systémů jsou výhradní záležitostí provozovatelů a uživatelů.

 

Vážicí buňky s tenzometry

Tenzometrické vážicí buňky Siemens s váživostí od 3 kg do 280 t jsou pružná vážicí tělesa z hliníku nebo korozivzdorné oceli. Mají tvar jednoduchého nosníku, dvojitého nosníku tvaru S nebo membrány. Celek i s nalepenými fóliovými tenzometry má krytí až IP68, a vážicí buňky je tedy možné používat i v náročném průmyslovém prostředí. K tomu přispívají též provedení určená do prostředí s nebezpečím výbuchu až do zóny 0/20 podle ATEX. Třída přesnosti je podle OIML R60 (Metrological Regulation for Load Cells) C3 až C5.
 

Pásové váhy

Pásové váhy jsou tvořeny vážicím můstkem, tj. válečkovou stolicí s tenzometrickými snímači, které měří hmotnost materiálu na pásu. Pro zvýšení přesnosti je možné hmotnost měřit na dvou válečkových stolicích za sebou. Součástí vah je dále snímač rychlosti pásu. Vyhodnocovací elektronika potom z hmotnosti materiálu na pásu a jeho rychlosti spočítá hmotnost dopravovaného materiálu za jednotku času, popř. celkové množství dopraveného materiálu.

Vážicí můstek je zkonstruován tak, aby měřil jen svislou složku působící síly (tíhu materiálu). Aby nedošlo k poškození snímačů při přetížení, je můstek vybaven ochranným dorazem. Ačkoliv se princip měření zdá být jednoduchý, je třeba při instalaci vah dodržovat mnohá pravidla a doporučení. Protože přesnost měření může být nepříznivě ovlivňována silami působícími na dopravníkový pás při nakládání materiálu, doporučuje se váhy instalovat v koncové části dopravníku. Váhy by také měly být dostatečně vzdálené od všech zařízení vyvolávajících nežádoucí vibrace. Ideální je montovat váhy na vodorovný úsek dopravníku, ale dobrých výsledků lze při správném seřízení dosáhnout i u šikmých dopravníků.

Naprosto základní pro přesné měření je však vyrovnání válečkových stolic. Je třeba přesně seřídit minimálně dvě válečkové stolice před měřicím můstkem a za ním; pro přesnější měření se vyrovnávají na každé straně tři stolice a více. Pro vyrovnání se používá dostatečně napnutá struna, drát nebo vlasec. Je žádoucí, aby všechny válečky v oblasti měření měly stejný průměr, tvar a u korýtkových dopravníků také úhel sklonu. Velmi důležitá je také správná instalace kabeláže mezi tenzometrickými senzory a převodníkem. Pro zajištění odolnosti proti elektromagnetickému rušení je třeba správně zvolit umístění kabelů, jejich stínění a uzemnění.
 

Průtokoměry sypkých látek

Další skupinou dynamických vah jsou průtokoměry sypkých látek. Principem je měření silového účinku proudu materiálu na skloněnou desku. Průtokoměry se instalují v gravitační násypce. Tok materiálu je veden tak, že šikmo naráží na měřicí desku. Senzor, který je zde instalován, měří vodorovnou složku síly, jejíž velikost je dána hmotností dopadajících částic, jejich rychlostí a pružností. Měření tak není ovlivňováno materiálem ulpívajícím na desce. Pro měření silového účinku se používají tenzometrické snímače. Druhou možností je měřit sílu působící na desku prostřednictvím lineárního diferenciálního transformátoru LVDT. Výhoda tohoto řešení je v tom, že snímač síly je umístěn mimo měřicí prostor a není ovlivňován fyzikálními vlastnostmi média.

Výhodou těchto průtokoměrů je utěsněné, zcela prachotěsné provedení. Díky tomu nevznikají ztráty měřeného materiálu ani nedochází ke kontaminaci pracovního prostředí prachem. To je zvlášť důležité u měření nebezpečných materiálů.

Rozsah měření je od 1 do 900 t/h. Tyto průtokoměry jsou vhodné k měření průtoku sypkých a suchých látek: prášků, granulátů, obilovin apod. Měří ve velkém rozsahu hustot, od pufované rýže po železnou rudu, a ve velkém rozsahu sypkosti, od polétavého popílku až po špony od obrábění kovů. Typická měřená média jsou cement, drobný štěrk, koks, dřevěná štěpka, obiloviny, luštěniny, osiva, škrob, cukr, obilné vločky, obilný šrot, granulovaná krmiva nebo plastové granule.

K dispozici je speciální provedení určené pro provzdušněné materiály, které zabraňuje silovému účinku vzduchu dopravovaného s médiem na měřicí desku.
 

Dávkovací váhy

V podstatě jde o pásové váhy nebo vážicí desky, které nejen měří, ale také současně řídí rychlost přísunu materiálu. Jejich výstup je zpětnou vazbou regulátoru rychlosti dopravníku. Dávkovací váhy se vždy přizpůsobují požadavkům dané úlohy a řídicímu systému, který řídí pohyb navažovacího dopravníku. Sestavují se tedy na zakázku z jednotlivých modulů.

  

Reference JSP v oblasti průmyslových vah

Vážení těsta - Pekárenský komplex La Lorraine

Zajímavým projektem bylo vážení těsta na dvou místech jednoho pásového dopravníku: nejdříve se váží samotné těsto bez tuku a o 1 m dále těsto s tukem. Poměrem těchto hodnot je obsah tuku v těstě. Vážení je v tomto místě technologického procesu velmi důležité proto, že linka vyrábí trvanlivé pekařské produkty určené pro export do různých zemí, kde podléhají místním zvyklostem a normám z hlediska obsahu tuku.

V tomto projektu byly instalovány deskové váhy WD600 s přesnými tenzometry o váživosti do 9 kg, snímač rychlosti SITRANS WS300 a vyhodnocovací jednotka SIWAREX WP241.

Výsledky se zobrazují na dotykovém operátorském panelu SIMATIC HMI TP700.

Tato instalace napomáhá udržení kontinuity výroby (minimalizaci počtu a doby zastavení pásu) a tím k výrazným ekonomickým úsporám.

Vše muselo být v provedení splňujícím zvýšené požadavky na hygienu. Často se setkáváme s problémy, kdy navrhované technické řešení je potřeba umístit do stávající technologie. Také v tomto případě museli konstruktéři řešit nedostatek vhodného místa pro instalaci: bylo třeba zvolit takové místo, aby měření neovlivňovala ani řezací kotouče pro oddělování vzorku těsta na laboratorní rozbory, ani škrabku čistící pás.

  

Zauhlování kotlů - Plzeňská energetika

Předmětem projektu byla instalace dvou pásových vah Milltronics MSI, včetně demontáže starých vah, návrhu a instalace všech souvisejících komponent na pásech 5A a 5B. Jedná se o stanovená měřidla, vyžadující kalibraci a schválení ČMI. Všechny komponenty musely splňovat použití do Ex zóny.

Pásové váhy mají váživost do 250 t/h. Dopravovaným materiálem bylo uhlí o zrnitosti do 40 mm. Dopravník byl klasický korýtkový, tříválečkový, s rychlostí 1,77 m/s.

Projekt byl náročný také tím, že zařízení pracuje ve značně nepříznivých podmínkách, ve velké prašnosti a za teplot od –20 do +40 °C. Certifikát OIML přesně specifikuje sestavu, která může být schválena pro obchodní účely.

V tomto případě tvoří řešení pásové váhy MSI, snímač rychlosti pásu SITRANS WS300, převodník pro pásové váhy BW500 a Totalizer Terminal Box. Tento terminál hlídá správné zatížení pásu materiálem pro přesné vážení.

Pásové váhy Siemens Milltronics vyžadují jen minimální údržbu a lze je rychle a snadno nainstalovat a kalibrovat. Nemají žádné pohyblivé součásti, obsahují snímače zatížení odolné vůči korozi a jsou navrženy na 150 % jmenovité únosnosti a 300 % únosnosti snímačů zatížení.

Milltronics MSI má jednoduchou prověřenou konstrukci s nejúčinnější technologií snímačů zatížení. Konstrukčně jsou spolehlivé pro většinu náročných aplikací. Jejich instalace je rychlá a tedy hospodárná – k přerušení provozu dochází jen na krátký čas. Milltronics pásové váhy se také vyznačují nejjednodušší údržbou na trhu.

 

Komplexní řešení od JSP

Průmyslové vážení neznamená pouze dodávku komponent, ale především celkový návrh řešení aplikace na míru pro konkrétního zákazníka, včetně uvedení do provozu, kalibrace a následného servisu.

V roce 2017 jsme rozšířili naše portfolio o dodávky moderních elektromechanických vah a vážních systémů pro průmyslové aplikace. Předcházela tomu dlouhá příprava: standardizování postupů při projektování, strojní a elektrotechnické montáži, programování a další. Několik pracovníků JSP prošlo náročným technickým školením.  Díky tomu jsme se stali autorizovaným dodavatelem kompletních vážních systémů včetně projektové dokumentace, strojních i elektro montáží, vyhodnocovací elektroniky a uvedení do provozu.

Nabízíme kompletní sortiment vážních systémů firmy Siemens – Milltronics.  Od různých typů tenzometrů SIWAREX R a WL, přes unikátní kompletní dávkovací váhy SITRANS WW, pásové váhy Milltronics, průtokové váhy SITRANS WF, až po vyhodnocovací moduly SIWAREX a Milltronics.

Spolupráce firem Siemens a JSP vytváří předpoklady k tomu, aby zákazník dostal řešení úlohy přesně vyhovující jeho zadání a s co nejnižšími nejen pořizovacími, ale i celkovými náklady.