大学课件饲料设备制造与工艺.ppt

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1、优秀精品课件文档资料,第三章,饲料的配料计量,主要内容：,（1）概述,（2）电子配料秤的组成及工作过程,（3）配料工艺流程,第三章 饲料的配料计量,饲料的配料计量是按照预设的饲料配方要求，采用特定的配料计量系统，对不同品种的饲用原料进行投料及称量的工艺过程。,前 言,饲料配料计量系统,配料秤,配料仓,给料器,卸料机构,供给、称量及排料,一、配料计量秤的型式,容积式,重量式,连续式,分批式,配料计量秤,配料计量秤,第一节 配料计量秤概述,重量分批式配料计量秤,重量分批式配料计量秤,机械配料秤,电子配料秤,机械杠杆的平衡性,电子传感器阻值变化,重量的变化,物料的流量,配料准确度和自动化程度较高，物

2、料适应性好。,电子配料秤以称重传感器为核心，通过信号放大和微处理器进行A/D（模/数）转换并能自动显示示值，将重量值变成电信号输出，可应用计算机进行数据处理。,电子配料秤,特点,响应速度快,准确度,结构简单、重量轻,密封性良好,分辨率高,稳定性好,称量准确度：称量结果与被称量物料的真值之间的一致程度。,二、配料计量秤的计量性能,（一）称量准确度：,鉴别力：配料计量秤对载荷微小变化的反应能力。,（二）鉴别力,鉴别力阈 对于处于平衡状态的配料秤，在其秤斗上轻缓地放上或取下一个微小的附加载荷而使其发生一个可察觉到的变化，这种附加载荷的最小值被称为鉴别力阈。,在实际相同的工作条件下，采用同一方式，将同

3、一载荷多次放到秤斗上，配料计量秤提供相互一致结果的能力。,（三）重复性,配料计量秤在经过规定的使用周期后，仍然保持其计量特性的能力。,（四）耐久性,配料计量秤的准确度等级执行的是JJG555-96“非自动秤通用检定规程”(等效地采用OIML R76)和JJG648-96“非连续累计自动衡器检定规程”(等效地采用OIML R 107)的相关规定。秤的准确度等级按照国际法制计量组织（OIML）的规定和国际惯例，根据其检定分度值和检定分度数的大小来划分的。,三、配料计量秤的准确度等级,实际分度值就是数字分度值d，其定义为连续显示的数字中，相邻两个数字之差所代表的质量值（以质量单位表示的）。也就是显示

4、器末位数每跳动一个字所代表的质量值。,检定分度值,检定分度值是对衡器划分准确度等级和进行检定时使用的、以质量单位表示的值。,每个等级所特有的最小和最大分度数的范围,准确度等级的划分,相对准确度,确定每个等级的最小分度值,绝对准确度,准确度,级,级,级,级,特种准确度,高准确度,普通准确度,中准确度,饲料生产企业使用的配料计量秤,重量分批式配料计量,对于调整好操作状态且空秤时已调到零的秤，其示值与标准砝码确定的相应真值之间由规程或规范所允许的误差极限值,四、配料计量秤的最大允许误差,秤的最大允许误差是按照自动秤与非自动秤的划分来进行规定的。,自动称量的最大允许误差,非自动称量的最大允许误差,饲料

5、生产企业中使用的配料计量秤,自动配料计量,自动称量的最大允许误差的规定,标准载荷进行静态检定及进行非自动称量,非自动称量的最大允许误差的规定,五、配料计量秤的主要技术参数,主要技术参数,最大秤量,最小秤量,检定分度值,量程,配料周期,影响量,250；500；1000；2000kg,温度,电源电压,六、配料计量秤结构上应满足的要求,（三）结构上应符合JJG555-96和JJG648-96相应条款的测试要求，在秤斗上必须有方便放置砝码的位置，保证砝码方便的、绝对安全的放置其上。,（一）满足饲料生产的工艺要求，适应配料计量中原料品种和配比的变化。,（二）结构上应精细、坚固、耐用，保证在使用周期内保持

6、其计量性能。,（六）控制器的设计应使其控制的动作通常只能进入设计预定的位置，除非控制期间所有的指示程序都不能执行。控制器上的各键均应有清楚的标志。,（四）对已单独通过定型鉴定的装置应能够识别，如称重传感器、称重显示器等。,（五）结构上应保证当控制元件的偶然损坏或失调不出现明显影响时，配料秤的功能不受到干扰。,七、配料计量秤工艺上应满足的要求,（一）可以将配料秤配置为一机一秤或一机多秤的工作方式，并适用于秤下混合机前面带有缓冲斗的工艺，而且控制合理。,（二）实现快、慢速给料，可使用双螺旋给料（以提高给料速度）、使用变频调速器（以提高配料准确度）等先进技术。,（五）配料计量秤应有自身检测功能，对故

7、障、配料超差等实行声光报警；配料系统应有停电保护功能等。,（三）配料控制器应使用先进软件、编程合理，应能针对现场振动大小而设置不同的数字滤波值，应使示值显示稳定，提高配料准确度。,（四）应配有开关输入量，使秤门、混合机门、缓冲斗门和添加剂门等联锁，以保证配料混合系统正常运转、协调有序。,本节小结,课后思考,配料计量秤技术性能与主要技术参数包括哪些？2.简述配料计量秤结构与工艺上应满足的要求。,1.配料计量秤的型式、技术性能、准确度等级、最大允许误差、主要技术参数。2.配料计量秤结构与工艺上应满足的要求。,第一节 配料计量秤概述,一、电子配料秤的组成,电子配料秤,秤斗,传力连接件,称重传感器,重

8、量显示仪表,电子线路,电源,信号放大器,模数转换,调节元件,补偿元件,第二节 电子配料秤的组成及工作过程,（一）秤斗,用来承受待称物料重量并将其传递给传感器的箱形部件，由秤体和秤门组成。,秤体,圆形,方形,矩形,秤门,电动,气动,秤门,水平插板式秤门,垂直翻板式秤门,吊耳、砝码架,连接法兰,插板,滑道,汽缸,推杆(活塞杆),电磁阀,行程开关,气动水平插板式秤门,（二）传力连接件,传力连接件是保证将待称物料的质量完全作用于称重传感器上的机械装置。,吊挂式传力连接件,平压式传力连接件,刚度、强度、准确、重复性、稳定性、可靠性、弹性变形一致性,（三）称重传感器,1传感器,传感器是能将非电的物理量(如

9、重力、拉力、位移、速度、流量等)转换成电量(电压、电流、电阻或电容)或电信号并传送出去的一种转换元件。,拉力传感器,压力传感器,重力传感器,速度传感器,扭矩传感器,电阻式,电容式,压磁式,谐振式,传感器,传感器,9340 称重传感器 材料:合金钢防护等级:IP 67精度:0.02量程:10,15,20,25,30,40,50,80,100,200 t,9330 称重传感器材料:合金钢防护等级:IP 65精度:0.03量程:10,20,30,50 t,9320称重传感器材料:合金钢，不锈钢防护等级:IP 66/67精度:0.03量程:4540,6810,9080,11350,22700,3405

10、0 kg,9363 重传感器材料:合金钢，不锈钢防护等级:IP 65精度:0.03量程:25,50,100,200,250,500,750 kg 1,1.5,2,2.5,5,7.5,10 t,9370 称重传感器材料:铝合金m防护等级:IP 65精度:0.02量程:100,150,200,250,300,500 600,1000 kg,9355 称重传感器材料:合金钢，不锈钢防护等级:IP 67精度:0.02量程:5,10,20,50,100,200,250,500 kg,9350 称重传感器材料:合金钢，不锈钢防护等级:IP 66/67精度:0.03量程:5,7,10,15,20,30,50

11、,75,100 kg,9310 称重传感器材料:合金钢，不锈钢防护等级:IP 66/67精度:0.03 量程:250,500 kg,1,1.5,2,2.5,5,7.5,10,15,20 t,电阻应变片式称重传感器是将电阻应变片粘贴在弹性敏感元件(弹性体)上，然后以适当方式组成电桥电路。弹性体可把被测的重量转换成弹性体的应变值，而由作为传感元件的电阻应变片将弹性体的应变同步地转换为电阻值的变化，实现非电物理量转换成电量以便输出。,2、电阻应变片式称重传感器,圆柱形电阻应变片式传感器的工作原理,称重传感器的性能衡量指标,非线性误差,滞后,重复性误差,额定载荷下的输出灵敏度,抗侧向力的大小,耐过载能

12、力,温度变化对输出灵敏度和零点的影响,蠕变,选用称重传感器的原则,良好的线性度,较高的输出灵敏度,长期稳定性能好,抗侧向能力强,结构简单,易于安装和调整,3.传感器的数量与排列,电子配料秤传感器的量程可据下式选定：W1+W2C=R N式中，C-传感器量程，kg；R-余量系数，一般取1.11.4；W1-秤斗自重，kg；W2-被称物料的最大秤量，kg。N传感器的数目,4.传感器量程的选择,5.传感器的组合方式,组合方式,串联,并联,串并联混用,电子称重显示仪表的作用是将称重传感器的称重结果用模拟形式或数字形式显示出来。,（四）称重仪表,称重仪表的结构,称重传感器将重量线性变换成直流电压，一般020

13、 mv(传感器并联方式)；而A/D转换器的输入电压一般为0.2510v，故要求用放大器将传感器输出电压放大。,1.称重仪表的结构,称重传感器,滤波器的作用是将叠加在有用称重电压信号上面的无用干扰信号去掉，干扰主要来自秤斗振动和电磁干扰。,滤波器,模数转换器,模数转换器(ADC)的作用是把电压信号线性变换成单片微处理器接受与处理的数字信号。,低速,中速,高速,逐次比较型,双积分型,-型,4位,8位,12位,18位,24位,工业用称重仪表ADC,大于12位,转换速度,50次/秒,分辨率,商业用称重仪表,单片微处理器的作用是以ADC采样得到的数据信号，经过软件滤波和量纲处理，将重量值实时地、精确地传

14、送到显示器，并通过通信接口传输至上位管理机或经打印机将重量报表打印出来。如果称重仪表还具有控制功能，单片微处理器还将通过开关量的I/O，自动控制设备的工作流程。此外，为了使用方便，还可设有其它功能，如键盘设定、统计数据显示、零位跟踪、自动去皮、静态准确度软件校验、自检自测等功能。,单片微处理器,用户可以根据自己的要求对称重仪表进行最大量程的设定，其中包括对显示分辨率(0.1%至0.01%)及小数点的设定，使传感器与称重仪表的量程相匹配。,2.称重仪表的功能,（1）最大量程可以设定,零点自动跟踪功能主要是消除传感器和称重仪表的温度、时间漂移对示值准确度所产生的误差。,（2）置零及零点自动跟踪功能

15、：,第三种是置零后对空秤重量(皮重)实现保护，当判断出皮重异常(例如秤斗上有外力作用)称重仪表应停止工作并发出故障信号。,置零功能是指以下状态下所应实现的功能,第一种是置零以后可以实现显示净重、准确读数和静态准确度校验；,第二种是电子秤在开始运行前对空秤重量的自动置零；,（5）超载报警功能：当载荷超出传感器的最大量程时，称重仪表应报警，以免损坏传感器。,（3）空中量(料柱)自动修正功能：目的是清除因空中料柱的变化而引起的配料误差，提高配料秤的配料准确度。,（4）数字滤波设定功能：数字滤波值越大，影响量对称重仪表显示值的影响越小。这一功能可确保在现场出现秤台振动、秤斗摆动或3级以上风力的不利条件

16、下，称重仪表显示值仍有较好的稳定性。,（2）统计数据远传功能：称重仪表应能把统计数据及当前实时重量通过通信接口远传给上位管理计算机，以实现计算机连网的定量管理。,称重仪表的主要服务性能:,（1）报表数据统计与掉电保护功能：对所需的报表数据如批次、包数、原料消耗、产量等应能显示打印和掉电保护。,（4）静态准确度软件自校验功能：可简化静态准确度校验的工作量，提高准确度校验的精确性。,（3）自动控制功能：根据称重设备的要求，完成自身设备时序的自动控制，以及对上下相关设备的工艺联锁。配料秤由配料控制器来实现自动控制功能。,（5）自检及故障自动提示报警功能。,（五）配料控制器的模式,电子配料秤的计量性能

17、、控制和实现功能都是由配料控制器来完成的。,称重显示控制仪表模式,以IBMPCXT为代表的配料控制器,由称重显示仪表加工业控制机组成的配料控制器。,配料控制模式,1.称重显示控制仪表模式,8位单片微处理器,称重、显示和配料混合时序控制,LED数字显示位数有限,控制,显示,批次,混合时间,缺料,定量误差,故障提示,存储容量有限,配方存储量,生产统计报表管理的扩展,制约,操作复杂,2.以IBMPCXT为代表的配料控制器,克服了第一种模式的缺点,称重、显示和控制一体化,最大的缺点,3.由称重显示仪表加工业控制机组成的配料控制器,称重显示仪表,工业控制机,控制与管理的上位机,称重及显示用,二、电子配料

18、秤的配料工作过程,电子配料秤的工作过程是一种多品种物料依序连续、累计称量、示值停顿显示，并分批周期作业、自动控制操作的一种动态的、复杂的称量过程。,电子配料秤的准备工作,称量校对,确定生产参数,确定饲料配方,零位校对,称重校对,秤数、料仓数、首号仓及下料顺序,向计算机输入所选用的配方号，显示料仓号与料名，向配料仓输入配料原料，并输入混合时间、放料时间等工艺参数,1.电子配料秤的准备工作,2.电子配料秤的配料工作过程,电子配料秤工作时，将每批(每秤)被称物料按品种(或料仓)排列成一份份不连续的序列，依次称重(可实时显示单次称量和累计称量结果)，将示值累加得出累计称量结果，得出该批物料总重量。完成

19、一个配料周期之后，由配料混合控制系统指令，再进入下一个配料周期，称量第二批料。如此配料生产得以协调与连续进行。,3个称重传感器,电压放大,模数转换,数码管,译码电路,输入输出接口(PIO),工控机,光电耦合器,继电器,给料器,重量转换成电讯号,二进制码(BCD),显示,数字信号,比较,控制信号,操作人员,监视与判断,设备的运行状况,输入配料生产参数,配方,落料差调整,混合时间和混合机门打开时间,掌握,微机的磁盘操作系统,数据存储、调用、修改、传送和打印,及时排除故障,称重超差、空仓、秤斗门和混合机门开闭,3.操作人员职能,电子配料秤的典型工作顺序为：接通电源给出启动信号，此后整个配料过程即全自

20、动进行。首先是首号仓开始给料，给料量达到只剩下设定料柱量时，转为慢给料。仅剩空中料时，停止慢加料。第二号仓开始给料直到所有料仓给料完毕，检测混合机中是否有料、混合机门是否关闭到位；如无料且料门关闭到位，则打开秤斗门，物料进入混合机。在物料进入混合机过程中，如需加入添加剂，则报警提示添加剂加入，添加剂加完后人工给一信号，添加剂门关上。可根据秤斗门关闭或添加剂门关闭信号开始计算混合时间。秤斗门关闭后，下一批料的配料周期又可开始。当第一批料的混合时间达到，混合机开门放料，放料完毕混合机门关闭，此时第一批料就已经配料混合完毕。下批料自动重复循环作业。,4.电子配料秤的典型工作顺序,三、电子配料秤的检定

21、,JJG555-96“非自动秤通用检定规程”,JJG648-96“非连续累计自动衡器检定规程”及其强制性附录A、B、C,行业标准QB1078-91“电子料斗秤”,电子配料秤的检定标准,出厂检验,型式检验,静态负荷检定,抗干扰性能试验,物料试验,年检免检,检定,三、电子配料秤的检定,1.试验用质量标准器为四等砝码，其最小量值应符合相关的规定。其余部分可用相应被检秤准确度3倍以上的已知质量的替代物进行试验。2.试验用标准秤的允许误差应为被检电子配料秤允许误差的1/3以内。3.计时器、调压器、500V兆欧表和1500V高压试验设备。测焊缝尺及样板。4.试验用被称物料的粒度、密度(容重)等物理特性应尽

22、可能与被检秤实际称量的物料特性相一致。5.试验条件包括：气温1535，相对湿度45%75%；通电预热不大于30min；各功能键的动作正常。,(一)试验器具与条件,三、电子配料秤的检定,(六)安全性能试验,(二)零点稳定性试验,(三)非自动称量准确度试验,偏载试验,静态误差试验,鉴别力试验,最大安全负荷试验,重复性试验,(四)自动称量准确度试验,(五)抗电磁干扰试验,外观试验、电源电压试验、以及称重显示控制器、称重传感器等检定项目,本节小结,电子配料秤的组成、工作过程及检定,课后思考,1.简述电子配料秤的组成及其工作过程.2.电子配料秤检定的条件与内容一般有哪些？,第二节 电子配料秤的组成及工作

23、过程,一、配料生产工艺,设计合理的配料工艺流程，在于正确地选定配料计量装置的规格、数量，并使其与配料给料设备、混合机组等设备的组合充分协调。优化的配料工艺流程可提高配料准确度、缩短配料周期，有利于实现配料生产过程的自动化和生产管理的科学化。,第三节 配料工艺及其给料设备,一、配料生产工艺,工艺流程,多仓数秤,多仓一秤,一仓一秤,810个配料仓,610个配料仓,1216个配料仓,第三节 配料工艺及其给料设备,1624个,二、分配设备,分配设备,分配螺旋输送机,分配器,旋转分配器,安装高度低易交叉污染配置受限制,三通阀,摆动分配器,三通阀可将输送来的物流自流下落至2个配料仓中的任何一个仓体内。两溜

24、管间的夹角为60或45。有手动及电动两种形式。电动三通阀是由电机经减速器带动阀门板及撞块转动，转至预定角度后由撞块控制行程开关，使电机停转。阀门板位置变换就改变了物流的方向，阀门板可作正反两个方向的转动。,（1）三通阀,采用电动推杆与连杆等构成的四杆机构，带动分配管（活动溜管）运动，当分配管到达预定的仓号位置上时，通过分配管上的磁铁使相应位置上的干簧管信号线路接通，指令电动推杆停转，从而实现了分配管定位于预定仓号位的固定溜管上。摆动分配器的优点：既可垂直安装，又可倾斜安装，用于一行排列的配料仓比较方便。其次采用了无触点式的干簧管作限位开关，控制可靠。缺点是受物料自流角的限制，一般只能做到6个工

25、位(即工作位置)。,（2）摆动式分配器,（3）旋转分配器,三、配料仓及其防结拱,（1）料仓内的粉体流动,重力流动,整体流动,漏斗流动,先进先出,先进后出,（2）料仓的形状,斗仓形式,对称斗仓,非对称斗仓,凿形斗仓,曲线斗仓,二次斗仓,鼻形斗仓,料仓,仓体,斗仓,（3）卸料口的位置、形状和尺寸,粒料,4555,6575,斗仓倾角,粉料,卸料口位置,卸料口形状,居中,侧边,角部,圆形,方形,矩形,1+n A=k(a+80)tan 2n式中，n-卸料口长边B与短边A之比；k-经验系数，对经筛分物料取2.6；普通物料取2.4；a-物料颗粒最大尺寸，mm；tan-物料的内摩擦系数。,矩形卸料口的宽度A（

26、mm）,配料仓的容积应根据保证配料可正常连续协调进行而定。仓容过小，会造成生产节奏的混乱或中断；仓容过大，则会使设备和基建投资增加、料仓结拱堵塞的危险加大。,（4）配料仓容积的确定,妨碍配料仓内粉体物料卸出的粉体拱，主要是静态拱（俗称架桥），其中又以压缩拱为最常见。,（5）防止料仓结拱的措施,压缩拱:粉体受仓内物料自重压力的作用，使其固结强度增加而成拱。,三、配料仓及其防结拱,防止结拱的措施有三类,改善斗仓的几何形状,降低粉体压力,减小仓壁的摩擦阻力,增大斗仓卸料口尺寸，尽可能采用条形卸料口;采用非对称斗仓；采用曲线斗仓或和偏心卸料口,减小仓体高度，采用浅仓以降低粉体压力配料仓内嵌入改流体可改

27、善物料的流动性,增大斗仓壁倾角，使斗仓壁尽可能陡峭而光滑改善仓壁材料或仓内壁刷涂环氧树脂等光滑材料，以增强粉体的流动性能。,在必要时，可采用振动，气力或螺旋搅拌等强制性破拱设施。,四、料位指示器,料位指示器（简称料位器）是用来显示配料仓内物料的位置（满仓、空仓或某一高度的料位）的一种监控传感元件。,料位器,机械式,电测式,叶轮（片）式,阻旋式,薄膜式,电阻式,感应式,电容式,料位器,五、秤斗的给料器,传动,双速电机传动,变频电机,螺旋叶片,进料段,输料段,变直径螺旋,变距螺旋,等距等径,本节小结,配料的工艺分配设备配料仓及其防结拱料位指示器及秤斗指示器,课后思考,简述配料的工艺过程及其特点.如何防止配料仓的物料结拱？,第三节 配料工艺及其给料设备,