cân phễu định lượng silo

Giới thiệu cân phễu định lượng silo 

• Trong các tiêu chí kỹ thuật đã nêu, có 3 giải pháp cốt lõi mang tính quyết định, chiếm tới 90% sự thành bại về độ chính xác và độ bền của một hệ thống cân phễu silo. Nếu không xử lý triệt để 3 yếu tố này, hệ thống cân sẽ bị sai số tích lũy, nhảy số liên tục hoặc thậm chí gây hỏng hóc thiết bị chỉ sau một thời gian ngắn vận hành.
  1. Giải pháp chống sai số do Ngoại lực (Mechanical Isolation)

  Silo không phải là một thực thể đứng yên độc lập; nó kết nối với đường ống nạp, ống xả, quạt hút bụi và thường xuyên chịu rung động từ động cơ khuấy hoặc máy rung rũ liệu.

  • Tuyệt đối không dùng kết nối cứng: Tất cả các điểm liên kết vào/ra bồn bắt buộc phải sử dụng khớp nối mềm bằng vải bạt, cao su hoặc silicone chống nở.
  • Nguyên lý đi ống nằm ngang: Các đường ống nối mềm phải được thiết kế đi theo phương ngang (nguồn liệu vào/ra bẻ góc 90 độ trước khi vào silo). Nếu đi ống mềm theo phương thẳng đứng, áp lực từ dòng nguyên liệu dịch chuyển bên trong ống hoặc áp suất khí nén dòng khí nạp sẽ tạo ra một lực đẩy trực tiếp dọc trục, tì lên bồn cân và làm sai lệch nghiêm trọng kết quả khối lượng.
  2. Giải pháp phân bổ lực vuông góc và chống lật (Mounting Optimization)

  Để cảm biến lực (Loadcell) hoạt động đúng thiết kế, lực tác động phải truyền hoàn toàn theo phương thẳng đứng vuông góc vào tâm của cảm biến. Bản thân Loadcell trần chịu lực cắt ngang và lực vặn xoắn cực kỳ kém.

  • Bắt buộc sử dụng Module gá đặt tích hợp (Mounting Kit): Module này bảo vệ Loadcell thông qua các cơ cấu cơ khí thông minh:
    • Tấm khóa chống lật (Anti-lift-off devices): Khống chế biên độ nhấc lên của bồn. Giải pháp này đặc biệt quan trọng đối với các silo cao đặt ngoài trời để chống lại lực lật từ các cơn gió bão lớn khi bồn rỗng.
    • Thanh định hướng (Stay Rods): Giữ cố định bồn chứa theo phương ngang, triệt tiêu toàn bộ lực cắt phát sinh từ momen xoắn của motor cánh khuấy bên trong bồn, nhưng vẫn để bồn tự do chuyển động theo phương thẳng đứng để ép lực xuống Loadcell.
  • Quy tắc phân bổ số chân bồn:
    • Bồn tiết diện tròn: Ưu tiên thiết kế 3 chân (3 điểm gá Loadcell). Theo nguyên lý hình học, 3 điểm luôn tạo thành một mặt phẳng duy nhất, giúp tải trọng phân bổ đều tự nhiên lên cả 3 Loadcell mà không lo bồn bị bập bênh.
    • Bồn tiết diện vuông/chữ nhật hoặc bồn quá lớn: Sử dụng 4 chân. Tuy nhiên, kết cấu dầm đỡ bắt buộc phải gia công cực kỳ chính xác để tránh hiện tượng một chân bị “treo” nhẹ dẫn đến lệch tải.
  3. Giải pháp bảo vệ mạch điện và tiếp địa bypass (Electrical & Grounding Protection)

  Loadcell là một thiết bị điện tử siêu nhạy (tín hiệu analog xuất ra dạng điện áp siêu nhỏ từ 0 đến vài chục mV). Do đó, chúng rất dễ bị phá hủy bởi dòng điện cường độ cao hoặc bị nhiễu do từ trường.

  • Hàn dây đồng tiếp địa bypass (Earthing/Grounding Strap): Tại mỗi chân bồn, kỹ sư phải lắp đặt một sợi dây đồng bện bản lớn, nối tắt trực tiếp từ mặt bệ đỡ phía trên bồn chứa xuống mặt móng dầm thép bên dưới, chạy vòng qua, hoàn toàn không chạm vào Loadcell.
    • Mục đích: Khi công nhân tiến hành bảo trì hàn xì trực tiếp trên thân silo, hoặc khi có hiện tượng sét đánh, tĩnh điện tích tụ do hạt nguyên liệu ma sát, dòng điện cao áp sẽ đi theo đường dây đồng bện này xuống đất, thay vì chạy xuyên qua cơ cấu cảm biến biến tính và làm cháy rụi bo mạch của Loadcell.
  • Cách ly cáp tín hiệu: Cáp tín hiệu từ Loadcell về tủ điện điều khiển phải đi trong ống ruột gà lõi thép độc lập. Tuyệt đối không đi chung máng cáp với dây động lực của biến tần, motor công suất lớn để tránh hiện tượng nhiễu sóng điện từ làm số cân bị nhảy liên tục.

  

• Các phương thức cân phễu định lượng silo phổ biến

  Phương thức	Nguyên lý hoạt động	Ứng dụng tiêu biểu
  Định lượng cộng mẻ (Gain-in-Weight)	Cấp nguyên liệu từ các silo chứa vào một phễu cân trung gian. Cân sẽ đo khối lượng tăng dần cho đến khi đủ công thức.	Phối trộn thức ăn chăn nuôi, trạm trộn bê tông, sản xuất thực phẩm.
  Định lượng trừ mẻ (Loss-in-Weight)	Loadcell gắn trực tiếp dưới chân silo/bồn chứa liệu chính. Hệ thống đo khối lượng giảm đi khi cơ cấu xả đáy hoạt động.	Cấp liệu liên tục cho máy đùn hạt nhựa, dây chuyền đóng bao, lò nung.

• Để chế tạo một hệ thống cân phễu định lượng hoạt động ổn định, chính xác cao và bền bỉ trong môi trường công nghiệp, quy trình chế tạo thường được chia thành 4 giai đoạn cốt lõi: Thiết kế cơ khí, Lựa chọn thiết bị điều khiển, Lắp ráp hiệu chuẩn và Lập trình điều khiển.Dưới đây là cẩm nang chi tiết từng bước để chế tạo một hệ thống cân phễu tiêu chuẩn:

GIAI ĐOẠN 1: THIẾT KẾ CƠ KHÍ (PHẦN CỨNG)

Kết cấu cơ khí vững chắc, chống rung lắc là yếu tố tiên quyết quyết định độ chính xác của cân.

• Vật liệu phễu cân:
  • Sử dụng Inox 304 (đối với ngành thực phẩm, hóa chất, thức ăn chăn nuôi) để chống bám dính và chống rỉ sét.
  • Sử dụng Thép tấm chịu lực (SS400 / Q235) sơn tĩnh điện dày từ 3mm – 5mm cho các vật liệu nặng như cát, đá, xi măng.
• Hình dáng phễu: Thiết kế đáy phễu có góc nghiêng lớn (thường từ 60° – 70°) để tránh hiện tượng nguyên liệu bị nghẽn (vòm hóa). Nên thiết kế miệng phễu dạng tròn hoặc vuông, đáy thu hẹp dần về phía van xả.
• Thiết kế cụm treo/đỡ Loadcell:
  • Phễu nhỏ (< 100kg): Có thể dùng kết cấu 1 Loadcell dạng thanh (Single Point) hoặc dạng chữ S.
  • Phễu trung bình và lớn (> 200kg): Bắt buộc dùng kết cấu 3 hoặc 4 Loadcell phân bổ đều quanh góc phễu để triệt tiêu độ nghiêng và chia đều tải trọng.
• Van xả đáy phễu: Dùng van bướm điều khiển bằng xi lanh khí nén (đối với nguyên liệu dạng hạt/bột) hoặc van cổng hành trình (đối với vật liệu thô đá, cát).
• Khớp nối mềm (Flexible Connection): Tại cổ nạp nguyên liệu vào phễu và cổ xả liệu ra, bắt buộc phải dùng ống nối mềm bằng vải bạt cao cấp hoặc cao su mềm. Tuyệt đối không để ống dẫn cứng chạm vào phễu cân vì sẽ gây sai số nặng.

GIAI ĐOẠN 2: LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN & ĐO LƯỜNG

Thiết bị đo lường phải được tính toán dư tải an toàn để tránh hư hỏng khi có sự cố va đập liệu.

• Cảm biến lực (Loadcell):
  • Công thức tính tải trọng Loadcell: \(Tổng\_Tải = (Khối\_lượng\_phễu\_không\_tải + Khối\_lượng\_liệu\_tối\_đa) \times 1.5\) (hệ số an toàn). Sau đó chia cho số lượng Loadcell để ra tải trọng của từng con.
  • Thương hiệu khuyên dùng: Mettler Toledo, HBM (Đức), Keli, Laumas, CAS.
• Hộp nối tín hiệu (Junction Box): Chọn loại inox chống nước (chuẩn IP65/IP67) để kết nối tín hiệu từ các Loadcell lại trước khi truyền về bộ điều khiển. Nên chọn loại có biến trở để hiệu chuẩn góc (cân bằng tải bốn góc phễu).
• Bộ chỉ thị cân (Weighing Indicator/Controller): Chọn các dòng đầu cân chuyên dụng cho định lượng mẻ (Batching), hỗ trợ các cổng truyền thông công nghiệp (Modbus RTU, Profinet, Analog 4-20mA) để kết nối với PLC. Ví dụ: Laumas TLB, Kingbird, KM05, hoặc các module cân chuyên dụng như Siemens Siwarex.

GIAI ĐOẠN 3: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN & THUẬT TOÁN cân phễu định lượng silo phổ biến

Để cân đạt độ chính xác cao và tốc độ nhanh, thuật toán PLC/Đầu cân cần xử lý tốt 3 thông số sau:

1. Chế độ nạp 2 cấp tốc độ (Fast/Slow Feed):
   • Nạp thô (Fast): Mở van nạp tối đa hoặc cho vít tải chạy tần số cao (50Hz) để đưa nhanh 85% lượng liệu vào phễu.
   • Nạp tinh (Slow): Khép bớt van hoặc giảm tần số vít tải xuống thấp (10-15Hz) để liệu rơi từ từ từng chút một vào phễu cho đến khi đủ 100%.
2. Bù dòng rơi tự do (Free Fall/In-flight Compensation): Khi van nạp vừa đóng sập lại, vẫn còn một lượng nguyên liệu đang bay lơ lửng trên không trung chưa kịp rơi xuống phễu. Thuật toán phải tự động tính toán khối lượng “đang bay” này để ra lệnh đóng van nạp trước khi đạt đích một khoảng nhỏ.
3. Lọc nhiễu kỹ thuật số (Digital Filter): Động cơ của các thiết bị xung quanh hoạt động sẽ gây rung lắc phễu cân. Bộ điều khiển cần được cài đặt hàm lọc số (Filter) thích hợp để làm mịn tín hiệu trọng lượng, tránh nhảy số ảo.

GIAI ĐOẠN 4: LẮP RÁP, CÂN CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH

• Kiểm tra cơ khí cân phễu định lượng silo : Đảm bảo phễu cân hoàn toàn “tự do”, không bị kẹt hay chạm vào bất kỳ khung đỡ tĩnh nào xung quanh.
• Cân bằng góc (Corner Calibration): Đặt một khối lượng độc lập vào lần lượt từng vị trí góc của phễu (phía trên các Loadcell). Điều chỉnh biến trở trong hộp nối (Junction Box) sao cho trọng lượng hiển thị ở các góc đều bằng nhau.
• Hiệu chuẩn Zero và Span (Calib cân):
  • Đảm bảo phễu rỗng hoàn toàn để lấy điểm Zero.
  • Đặt quả cân chuẩn (đạt từ 20% – 80% tải trọng cực đại của cân) vào phễu hoặc treo lên phễu để thực hiện hiệu chuẩn điểm Span.
• Chạy thử và tối ưu: Tiến hành chạy thử tải thực tế với nguyên liệu để căn chỉnh thời gian đóng mở van, độ trễ và thông số bù dòng rơi tự do cho đến khi sai số đạt mức yêu cầu (thường là ≤ ± 0.2%).

Nếu bạn đang lên kế hoạch chế tạo một hệ thống cân phễu cụ thể, hãy cho tôi biết:

• 1. Bạn dự định dùng PLC làm bộ điều khiển trung tâm hay chỉ cần dùng một đầu hiển thị cân có ngõ ra Relay tự động?
  2. Khối lượng tối đa một mẻ cần cân là bao nhiêu kg?
  3. Bạn muốn chế tạo hệ thống tự động hoàn toàn (kết nối máy tính/SCADA) hay chỉ cần hiển thị tại tủ điện?
• Cân phễu định lượng silo là một hệ thống cân công nghiệp tự động, được thiết kế để đo lường và kiểm soát chính xác khối lượng của vật liệu (thường là dạng hạt, bột, lỏng hoặc rời) chứa trong một phễu hoặc bồn chứa.
• Mục đích chính của nó là định lượng—tức là lấy ra một lượng vật liệu với khối lượng đã được cài đặt trước một cách chính xác—phục vụ cho các công đoạn tiếp theo trong dây chuyền sản xuất.

Cấu tạo và Nguyên lý hoạt động Hệ thống này hoạt động dựa trên sự kết hợp của các thành phần chính:

1. Phễu chứa (Hopper/Bin): Đây là bộ phận dùng để chứa vật liệu cần cân. Kích thước và vật liệu của phễu (thường là thép không gỉ hoặc thép carbon) phụ thuộc vào loại vật liệu và môi trường sử dụng.
2. Cảm biến tải (Load Cells): Đây là “trái tim” của hệ thống. Phễu chứa được đặt trực tiếp lên các cảm biến tải này. Load cell sẽ chuyển đổi lực (trọng lượng) của vật liệu trong phễu thành tín hiệu điện.
3. Bộ điều khiển/Đầu hiển thị (Controller/Indicator): Tín hiệu điện từ load cell được gửi đến bộ điều khiển. Bộ này sẽ xử lý tín hiệu, hiển thị khối lượng hiện tại và điều khiển toàn bộ quá trình:
   • Nguyên lý hoạt động: Người vận hành sẽ cài đặt khối lượng mục tiêu (setpoint) trên bộ điều khiển.
   • Hệ thống cấp liệu (như vít tải, băng tải, van rung) bắt đầu nạp vật liệu vào phễu.
   • Bộ điều khiển liên tục đọc khối lượng từ load cell.
   • Khi khối lượng vật liệu trong phễu đạt đến giá trị cài đặt, bộ điều khiển sẽ gửi tín hiệu dừng hệ thống cấp liệu.
4. Cơ cấu xả liệu (Discharge Gate): Sau khi cân đủ khối lượng, một van hoặc cổng xả ở đáy phễu sẽ mở ra để xả vật liệu xuống công đoạn tiếp theo (ví dụ: máy trộn, máy đóng bao).

• Cân phễu định lượng hỗ trợ thủ công cho các công đoạn đóng bao, cân tự động, vận chuyển tự động và khâu bao;
• Sử dụng phương pháp cấp liệu theo trọng lực và kiểm soát bằng dụng cụ để đảm bảo tốc độ cấp liệu và độ chính xác;
• Giải quyết vấn đề đóng gói của một số nguyên liệu hóa chất đặc biệt, có phạm vi ứng dụng rộng rãi và thao tác đơn giản;
• Sử dụng cảm biến có độ chính xác cao và bộ điều khiển cân thông minh, có độ chính xác đo lường cao và hiệu suất ổn định;
• Phần tiếp xúc với vật liệu được làm bằng thép không gỉ, có khả năng chống ăn mòn cao;
• Linh kiện điện và khí nén, tuổi thọ cao và độ ổn định cao;
• Tủ điều khiển sử dụng dạng kín, phù hợp với môi trường bụi bẩn khắc nghiệt;
• Tự động hiệu chỉnh dung sai vật liệu, tự động theo dõi điểm không, cảnh báo thừa hoặc thiếu số lượn
• Chức năng cắt chỉ tự động khâu túi tùy chọn: khâu túi tự động bằng cảm ứng quang điện và cắt chỉ bằng khí nén, tiết kiệm nhân công.
• cân phễu định lượng là thiết bị cân điện tử dùng để đo trọng lượng của vật liệu trong phễu. Nó chủ yếu bao gồm thùng cân, giá đỡ, van khí nén, cảm biến cân có độ chính xác cao, hộp nối, cáp tín hiệu, màn hình hiển thị cân thông minh, v.v. Thiết bị điều khiển thiết bị cấp liệu để cấp liệu vào phễu cân hoặc gầu cẩu để đo và tích lũy trọng lượng, mở van phễu và tự động đóng van xả sau khi hoàn tất việc dỡ hàng. Quá trình trên có thể được thực hiện tự động. Thiết bị này có thể tự động in và tích lũy trọng lượng vật liệu. Kết quả cũng có thể được tải lên máy tính.
• ứng dụng cân phễu định lượng Thích hợp cho việc vận hành và theo dõi quá trình khuấy, định lượng và lưu trữ các lò phản ứng, phễu, silo, bể chứa, bể trộn, bể chứa và các thùng chứa khác, để kiểm soát các quá trình trạng thái của nhiều loại vật liệu khác nhau khi vào và ra khỏi hệ thống.
• Phễu nạp liệu là thiết bị điều chỉnh nhiệt độ của bộ phận điều chỉnh nhiệt độ trong phễu nạp liệu của máy ép phun. Nó có thân chính là thiết bị điều chỉnh nhiệt độ được kết nối bằng lỗ làm mát và ống dẫn chất làm lạnh được bố trí trên bộ phận điều chỉnh nhiệt độ của phễu nạp liệu. Thân chính của thiết bị kiểm soát nhiệt độ có một bình chứa môi chất làm mát, một máy bơm, một bộ tản nhiệt và một quạt được dẫn động bởi một động cơ điện để làm mát không khí cho bộ tản nhiệt. Việc vận hành máy bơm khiến môi trường làm mát lưu thông giữa bộ phận điều chỉnh nhiệt độ bên dưới phễu nạp và thân thiết bị điều chỉnh nhiệt độ. Cảm biến nhiệt độ được lắp ở bộ phận điều chỉnh nhiệt độ bên dưới phễu nạp liệu. Khi nhiệt độ được cảm biến nhiệt độ phát hiện cao hơn nhiệt độ cài đặt, thiết bị điều khiển của máy ép phun sẽ sử dụng quạt để làm mát môi trường làm mát tuần hoàn và phản hồi để điều khiển nhiệt độ của bộ phận điều chỉnh nhiệt độ bên dưới phễu nạp.
• Quá trình cân phễuThiết bị điều khiển thiết bị cấp liệu để cấp liệu vào phễu định lượng hoặc gầu cẩu → để đo và tích lũy trọng lượng → để mở phễu để xả vật liệu → để xả vật liệu qua van → để xả vật liệu sau khi xả xong → tự động đóng van xả.Quá trình trên được thực hiện tuần hoàn tự động, thiết bị có thể tự động in và tích lũy trọng lượng vật liệu, đồng thời có thể tải kết quả lên máy tính.Thông số kỹ thuật cân phễu Sức chứa phễu: Sản phẩm của chúng tôi có thể được tùy chỉnh theo nhu cầu của khách hàng, từ 15L đến hàng chục tấnPhạm vi độ chính xác: Độ chính xác: Cấp độ 3, nind=3000, độ chính xác hiển thị 1/30000Nguồn điện hoạt động: DC24V~220V, v.v.Nhiệt độ và độ ẩm môi trường làm việc: 0℃～40℃; ≤90％RHChất liệu sản phẩm: thép cacbon, thép không gỉ, lựa chọn theo nhu cầu của khách hàng

Ứng dụng phổ biến cân phễu định lượng silo

• Cân phễu định lượng đóng vai trò quan trọng trong việc tự động hóa và đảm bảo chất lượng sản phẩm trong nhiều ngành công nghiệp:
  • Sản xuất thực phẩm & Thức ăn chăn nuôi: Dùng để cân và phối trộn chính xác các thành phần nguyên liệu như ngũ cốc, bột, đường, phụ gia theo một công thức định trước.
  • Đóng gói sản phẩm: Định lượng chính xác khối lượng sản phẩm (như gạo, cà phê, hạt điều, bột mì, snack) trước khi cho vào túi hoặc bao bì.
  • Xây dựng (Trạm trộn bê tông): Cân chính xác xi măng, cát, đá, nước và phụ gia để đảm bảo đúng mác bê tông.
  • Hóa chất & Nhựa: Định lượng các loại hóa chất, bột màu, hoặc hạt nhựa trong quá trình sản xuất.
  • Quản lý kho (Cân Silo): Hệ thống phễu/silo lớn được gắn load cell để theo dõi và quản lý lượng nguyên vật liệu tồn kho trong thời gian thực.

Công ty TNHH Băng tải Thành Công

• • • • Địa chỉ: 63 N, đường HT5, Khu phố 3, Phường Tân Thới Hiệp, TPHCM
      • Hotline: 0909 704 744 (Mr. Ngọc)
      • Email: info@bangtaithanhcong.com
      • website : www.bangtaithanhcong.com

Nguyễn Ngọc

CEO & Nhà sáng lập – Công ty TNHH Băng Tải Thành Công

Doanh nhân kỹ thuật với hơn 15 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực cơ khí chế tạo và tự động hóa. Ngọc là người sáng lập và dẫn dắt Băng Tải Thành Công trở thành đơn vị tiên phong về giải pháp máy móc công nghiệp. Với tầm nhìn chiến lược và nền tảng kỹ thuật vững chắc, Tôi không chỉ phát triển sản phẩm mà còn thúc đẩy chuyển đổi số trong ngành máy móc công nghiệp hiện đại.

Xem thêm 205 bài viết