Phần đo lường của hệ thống điều khiển dây chuyền phối liệu gồm: -Đo trọng lượng vật liệu trên băng tải.
-Đo tốc độ băng tải.
Sơ đồ bố trí thiết bị đo đối với một băng tải:
Hình I.17: Sơ đồ bố trí thiết bị đo đối với một băng tải
Theo hình một băng tải có thể có một hay nhiều cảm biến trọng lực (LC) và một cảm biến tốc độ.
21
Chương I Tổng quan về hệ thống điều khiển dây chuyền phối liệu
Các cảm biến trọng lượng đo khối lượng vật liệu trên băng tải các cảm biến tốc độ, đo tốc độ băng tải.
• Đo trọng lượng vật liệu trên băng tải a. Các loại cảm biến đo trọng lượng
Cảm biến trọng lượng được dùng để đo trọng lượng của một vật. Cảm biến trọng lượng được phân loại dựa trên nguyên lý hoạt động của nó gồm :
-Cảm biến trọng lượng kiểu từ -Cảm biến trọng lượng kiểu dây rung
-Cảm biến trọng lượng kiểu biến trở lực căng
Đầu ra của các sensor trọng lượng là dòng điện 0-20mA tỉ lệ tuyến tính với trọng lượng tác động lên cảm biến
Đối với băng tải thì cảm biến trọng lượng chủ yếu là biến trở lực căng. b. Tính toán trọng lượng tác động lên cảm biến trọng lượng
Trọng lượng tác động lên cảm biến trọng lượng PM (kg) được cho bởi công thức sau:
PM=PN +PB + PD
với PN là trọng lượng của vật liệu trên băng, PB là trọng lượng của băng, PD
là trọng lượng của con lăn.
Các thông số có liên quan đến việc tính trọng lượng của vật liệu trên băng
PN là
M V
a, b, c : Khoảng cách giữ các con lăn
Có nhiều cách bố trí cảm biến trọng lực tương ứng với các công thức tính toán khác nhau:
a. Một con lăn
22
Hình I.18: Một con lăn trên một cầu cân b. Nhiều con lăn trên một cầu cân
P
N
Hình I.19: Nhiều con lăn trên một cầu cân c. Nhiều con lăn trên một cầu cân hai thanh đòn
PN = q a +
2 b
Hình I.20: Nhiều con lăn trên một cầu cân hai thanh đòn
23
Chương I Tổng quan về hệ thống điều khiển dây chuyền phối liệu
với q (kg/m) là trọng lượng vật liệu trên 1 đơn vị dài của băng tương ứng hình I.20. • Các nguồn sai số khi đo
Sai số của phép đo trọng lượng vật liệu trên băng gồm có :
-Sai số của cảm biến đo trọng lực, sai số này phụ thuộc vào cấp chính xác của cảm biến
-Sai số do việc lắp đặt con lăn: nếu con lăn không được lắp đặt đúng vị trí sẽ gây sai số rất lớn đối với phép đo. Vì vậy cần cân chỉnh vị trí lắp đặt con lăn theo đúng qui cách qui định.
• Đo tốc độ băng tải
a. Tốc độ của băng có thể được tiến hành theo những cách sau :
- Dùng tachomet với đầu ra là điện áp 1 chiều có giá trị tỉ lệ tuyến tính với vận tốc của băng hay nguồn xung có tần số xung tỉ lệ tuyến tính với tốc độ của băng.
- Đánh dấu từng phần trên băng bằng sơn hay kim loại. Khi các phần bị đánh dấu này đi qua tế bào quang điện hay các bộ phận cảm ứng kim loại dấu này được ghi lại rồi cộng để đưa ra tốc độ của băng.
-Đánh dấu một điểm của băng và bố trí hai thiết bị cảm nhận điểm đánh dấu bằng laser hay tế bào quang điện. Khoảng cách giữa hai thiết bị phát hiện và khoảng thời gian khi thiết bị phát hiện đầu phát hiện điểm đánh dấu cho tới khi thiết bị phát hiện thứ hai phát hiện điểm đánh dấu sẽ cho ta tốc độ của băng tải. b. Lắp đặt cảm biến tốc độ
Đối với các băng tải ngắn tốc độ của băng được đo thông qua tốc độ quay của động cơ kéo. Còn đối với các băng tải dài thì tốc độ của băng được đo thông qua một một bánh chạy, tốc độ dài của băng được tỉ lệ với tốc độ quay của bánh chạy.
Việc đánh dấu băng có ưu điểm là bộ cảm biến không cần phải được gắn trực tiếp vào băng và như vậy thì các bộ cảm biến này có thể được gắn cùng chỗ với cảm biến trọng lực và đo trực tiếp chính xác chiều dài của băng. Vì thế đo tốc độ bằng
24
phương pháp đánh dấu băng là phương pháp đạt độ chính xác cao nhất khi điều kiện vận hành cho phép sử dụng lắp đặt các cảm biến loại này.
c. Sai số của cảm biến tốc độ
Sai số của tachomet có đầu ra là điện áp có sai số tuyến tính hoá trong phạm
vi0.1%-0.5% đặc biệt là đối với các cân băng phối liệu khi tốc độ cấp liệu của băng được điều chỉnh qua tốc độ của băng. Đối với các bộ cảm biến tốc độ có đầu ra là bộ phát xung, sai số tuyến tính hoá là không đáng kể nhưng lại có sai số do vòng đo bị bẩn. Sai số tốc độ này làδv (%), được cho bởi công thức dưới đây:
δ = Dc
−D
m 100
v Dc
với Dc là đường kính của bánh đo tại thời điểm chỉnh định và Dm đường kính của bánh đo khi bị bẩn. Tuy nhiên sai số này thường nhỏ hơn nhiều sai số của cảm biến trọng lượng.
Lực căng của băng tỉ lệ thuận với trọng lượng của vật liệu trên băng và làm cho băng bị kéo dãn. Độ kéo dãn của băng làδL (mm), được tính theo:
δ
L = L
ET.A
với L (mm) là chiều dài, E (N/mm2) là suất dão của băng, và A (mm2) là diện tích mặt cắt ngang của băng. Khi ta cần đo tốc độ băng tại vị trí đặt cảm biến trọng lượng mà bộ cảm biến đo tốc độ phát xung đặt cách bộ cảm biến trọng lượng là L thì sai số,δF (%), được tính như sau:
δ
δ
F =
L+LδL
100