Systemy wagowe

Systemy wagowe do zastosowań przemysłowych

Przemysłowe systemy wagowe umożliwiają dokładny i powtarzalny pomiar masy w maszynach, zbiornikach, dozownikach oraz na liniach produkcyjnych. Podstawowym elementem układu jest czujnik wagowy wykorzystujący technologię tensometryczną, który przekształca działające obciążenie w sygnał elektryczny.

W zależności od konstrukcji urządzenia oraz sposobu przenoszenia obciążenia stosuje się belki tensometryczne albo jednopunktowe czujniki wagowe. Uzupełnieniem systemu są elementy montażowe, sumatory sygnału i wzmacniacze umożliwiające przekazanie wyniku pomiaru do sterownika PLC lub innego systemu automatyki.

Belki tensometryczne do zbiorników, silosów i systemów dozowania

Belki tensometryczne są przeznaczone przede wszystkim do budowy przemysłowych układów ważenia, w których obciążenie rozkłada się na kilku punktach pomiarowych. Stosuje się je pod zbiornikami, silosami, platformami wagowymi, przenośnikami oraz urządzeniami dozującymi.

W ofercie znajdują się między innymi belki tensometryczne F3203 o zakresach od 20 do 500 kg oraz F3201 przeznaczone do obciążeń od 500 do 2000 kg. Konstrukcja ze stali nierdzewnej i wysoki stopień ochrony IP68/IP69K pozwalają wykorzystywać je w wymagających warunkach przemysłowych. Wybrane modele spełniają również wymagania OIML.

W systemach wykorzystujących kilka belek sygnały z poszczególnych punktów pomiarowych mogą zostać połączone za pomocą sumatora. Pozwala to uzyskać jeden sygnał reprezentujący całkowitą masę ważonego zbiornika lub platformy.

Jednopunktowe czujniki wagowe

Jednopunktowe czujniki wagowe stosuje się najczęściej w mniejszych platformach, wagach stołowych, urządzeniach pakujących, maszynach porcjujących oraz kompaktowych systemach kontroli masy. Ich konstrukcja umożliwia prawidłowy pomiar również wtedy, gdy produkt nie znajduje się dokładnie w centralnej części platformy.

Modele F4801, F4802 i F4818 obejmują zakresy pomiarowe od 1 do 350 kg. Dzięki temu mogą być wykorzystywane zarówno do ważenia niewielkich produktów, jak i w większych platformach oraz urządzeniach przemysłowych. Aluminiowa konstrukcja i stopień ochrony IP65 sprawdzają się w typowych warunkach pracy maszyn i linii produkcyjnych.

Jak dobrać odpowiedni czujnik wagowy?

Przy wyborze belki tensometrycznej lub jednopunktowego czujnika wagowego należy uwzględnić:

• maksymalną masę ważonego materiału,
• masę własną platformy, zbiornika lub konstrukcji,
• liczbę punktów podparcia i czujników,
• sposób przyłożenia obciążenia,
• wymiary platformy wagowej,
• wymaganą dokładność i powtarzalność,
• możliwość występowania przeciążeń,
• temperaturę, wilgotność i warunki mycia,
• sposób przekazania sygnału do systemu sterowania.

Zakres pomiarowy powinien obejmować nie tylko masę produktu, ale także ciężar konstrukcji działający na czujniki. Należy również pozostawić odpowiednią rezerwę na przeciążenia dynamiczne, nierównomierne rozłożenie materiału i chwilowe skoki obciążenia.

Jeżeli układ wykorzystuje kilka belek tensometrycznych, całkowite obciążenie rozkłada się pomiędzy poszczególne punkty pomiarowe. Przy doborze trzeba jednak uwzględnić możliwość nierównomiernego rozkładu masy.

Jak podłączyć system wagowy do PLC?

Typowy czujnik tensometryczny generuje sygnał o wartości wyrażanej w mV/V. Takiego sygnału zazwyczaj nie podłącza się bezpośrednio do standardowego wejścia analogowego sterownika PLC.

Do integracji potrzebny jest odpowiedni wzmacniacz pomiarowy, przetwornik wagowy lub dedykowany moduł tensometryczny. Wzmacniacz może przekształcić sygnał z czujnika na przemysłowy standard 0–10 V albo 4–20 mA, który następnie jest odczytywany przez sterownik PLC.

W instalacjach wykorzystujących kilka czujników można zastosować sumator sygnału. Ułatwia on połączenie belek tensometrycznych, regulację poszczególnych punktów pomiarowych oraz przekazanie wspólnego sygnału do dalszego przetwarzania.

Akcesoria do systemów wagowych

Kompletny układ ważenia może wymagać dodatkowych elementów odpowiedzialnych za montaż, sumowanie i przetwarzanie sygnału. Akcesoria do systemów wagowych, jakie znajdziesz u nas:

• wzmacniacze sygnału mV/V na 0–10 V,
• wzmacniacze sygnału mV/V na 4–20 mA,
• wielokanałowe sumatory sygnału,
• zestawy montażowe do belek tensometrycznych.

Prawidłowo dobrane akcesoria pomagają ograniczyć wpływ naprężeń konstrukcji, poprawiają stabilność wskazań i ułatwiają integrację systemu wagowego z automatyką przemysłową.

Gdzie stosuje się systemy wagowe?

Systemy ważenia przemysłowego znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie wymagane jest dozowanie, kontrolowanie ilości materiału lub rejestrowanie masy produktu. Najczęściej wykorzystuje się je w:

• zbiornikach technologicznych i silosach,
• systemach dozowania surowców,
• liniach produkcyjnych i pakujących,
• platformach wagowych,
• maszynach porcjujących,
• przenośnikach i systemach transportu materiałów,
• instalacjach napełniania i opróżniania zbiorników,
• systemach kontroli masy produktów.

System wagowy należy dobierać do rodzaju konstrukcji, zakresu obciążenia i warunków pracy. Jeżeli celem aplikacji jest przede wszystkim pomiar nacisku, rozciągania lub siły działającej na element maszyny, właściwym rozwiązaniem może być osobna grupa urządzeń przeznaczonych do pomiaru siły.

FAQ – systemy wagowe

Czym jest przemysłowy system wagowy?

Jest to układ przeznaczony do pomiaru masy, składający się z jednego lub kilku czujników tensometrycznych oraz elementów odpowiedzialnych za montaż, przetwarzanie i przekazanie sygnału do systemu sterowania.

Czym różni się belka tensometryczna od jednopunktowego czujnika wagowego?

Belki tensometryczne stosuje się najczęściej w większych zbiornikach, platformach i układach wielopunktowych. Jednopunktowe czujniki wagowe są przeznaczone głównie do mniejszych platform oraz kompaktowych wag wykorzystujących jeden punkt pomiarowy.

Jak dobrać zakres pomiarowy czujnika wagowego?

Należy uwzględnić maksymalną masę produktu, masę własną konstrukcji, liczbę czujników oraz rezerwę na przeciążenia i nierównomierne rozłożenie obciążenia.

Czy czujnik wagowy można podłączyć bezpośrednio do PLC?

Najczęściej potrzebny jest wzmacniacz, przetwornik wagowy albo dedykowany moduł tensometryczny. Element ten przekształca sygnał mV/V na format obsługiwany przez system sterowania, na przykład 0–10 V lub 4–20 mA.

Czy można połączyć kilka belek tensometrycznych?

Tak. W układach wielopunktowych belki można połączyć za pomocą odpowiedniego sumatora sygnału. Rozwiązanie to jest często stosowane w zbiornikach, silosach i platformach wagowych.

Jaki stopień ochrony powinien mieć czujnik wagowy?

Dobór zależy od warunków pracy. IP65 może być wystarczające w typowym środowisku maszynowym, natomiast w miejscach narażonych na wodę, pył lub intensywne mycie warto zastosować modele o ochronie IP68 lub IP69K.

Czy pomiar masy i pomiar siły oznaczają to samo?

Nie. Czujniki wagowe są konfigurowane przede wszystkim do określania masy. W aplikacjach służących do pomiaru nacisku, rozciągania lub siły procesowej należy zastosować czujniki przeznaczone do pomiaru siły.