Lắp đặt và bảo trì hệ thống loadcell và cân định lượng
- Khi thi công hệ thống cân định lượng (như cân đóng bao, cân phối trộn, cân băng tải), kỹ sư luôn phải đối mặt với những yêu cầu khắt khe về độ chính xác. Khác với các loại cân tĩnh (như cân ô tô hay cân sàn), cân định lượng hoạt động trong môi trường động, liên tục xả – nạp vật liệu và chịu lực quán tính lớn.Dưới đây là chi tiết về những khó khăn thực tế và quy trình chuẩn để lắp đặt, bảo trì dòng thiết bị này.
- Những Khó Khăn Thường Gặp Khi Lắp Đặt & Bảo Trì
- Lực xô ngang và lực động (Dynamic Forces): Khi phễu xả hoặc motor trộn hoạt động, lực quán tính và lực lắc ngang xuất hiện liên tục. Nếu không có bộ gá chống xô, các lực này sẽ làm vặn vẹo loadcell, gây sai số nhảy số hoặc làm mỏi cơ học dẫn đến hỏng cảm biến.
- Sự giãn nở nhiệt của cơ khí: Khung bồn chứa bằng kim loại sẽ co giãn khi nhiệt độ môi trường hoặc nhiệt độ nguyên liệu thay đổi. Sự co giãn này vô tình tạo ra một lực tì ép lên loadcell, gây ra hiện tượng trôi điểm không (Zero Drift) – tức là cân tự động tăng/giảm ký dù không có nguyên liệu.
- Phân bổ lực không đều: Trong hệ thống phễu dùng 3 hoặc 4 loadcell, chỉ cần một góc chân đế bị lệch cao hơn vài milimet, loadcell đó sẽ phải gánh tới 70-80% trọng lượng, trong khi các loadcell khác bị “hẫng”. Điều này gây chết loadcell do quá tải cục bộ.
- Nhiễu điện từ trường trường và rung động cơ khí: Hệ thống định lượng thường đặt gần các motor công suất lớn, biến tần, hoặc xylanh khí nén. Các thiết bị này tạo ra rung động cơ học trực tiếp và sóng nhiễu điện từ chạy theo dây cáp, khiến đầu cân (indicator) bị loạn số.
- Môi trường khắc nghiệt: Bụi mịn nguyên liệu (bột mì, xi măng, thức ăn gia súc) bám keo lại ở khe hở hành trình của cân, hoặc hóa chất ăn mòn ăn sâu vào thân loadcell gây rỉ sét, bó cứng cơ khí.
- Quy Trình Lắp Đặt Chuẩn Kỹ Thuật
Quy trình lắp đặt phải được chia làm 3 giai đoạn độc lập:
Bước 1: Chuẩn bị cơ khí và lắp gá thử (Dummy Loadcell)
- Kiểm tra mặt phẳng: Dùng thước thủy chuẩn (thước nivo) để kiểm tra độ bằng phẳng của các bản mã (chân đế) gá đặt loadcell. Độ nghiêng không được vượt quá 0.5°.
- Sử dụng Loadcell giả (Dummy): Trong quá trình hàn xì và lắp ráp khung cơ khí, tuyệt đối không lắp loadcell thật. Hãy dùng các khối sắt có kích thước tương đương (loadcell giả) để gá thế mạng.
- Lưu ý cốt lõi: Dòng điện từ máy hàn có thể chạy qua thân loadcell và phá hủy hoàn toàn mạch cầu điện trở (Strain gauge) bên trong ngay lập tức.
Bước 2: Thay loadcell thật và căn chỉnh lực (Corner chỉnh góc)
- Lắp đặt loadcell thật: Sau khi các mối hàn nguội hoàn toàn và khung cơ khí đã cố định, tiến hành thay thế loadcell thật vào vị trí. Sử dụng cờ-lê lực để siết ốc định vị theo đúng lực siết quy định của nhà sản xuất.
- Lắp đặt phụ kiện chống xô: Đảm bảo các khớp lắc, thanh giằng chống xô ngang (Stay rods) có một độ rơ (khe hở) tự do nhỏ, không được siết cứng ngắc làm triệt tiêu lực truyền thẳng đứng của cân.
- Cân bằng tải các góc (Cân góc):
- Đấu nối các loadcell vào hộp nối (Junction Box).
- Đặt một khối lượng tải thử (khoảng 20% – 30% max tải) lên lần lượt từng vị trí phía trên mỗi loadcell.
- Đo điện áp đầu ra (mV) của từng góc. Nếu có sự chênh lệch, điều chỉnh các biến trở trong hộp nối hoặc chêm thêm lá thép (shims) dưới chân loadcell cho đến khi điện áp các góc bằng nhau (sai lệch dưới 0.1%).
Bước 3: Đấu nối điện và Hiệu chuẩn (Calibration)
- Đi dây chống nhiễu: Dây tín hiệu từ các loadcell về hộp nối và về đầu cân phải được đi trong ống ruột gà lõi thép, đi tách biệt hoàn toàn với máng cáp nguồn động lực (380V).
- Nối đất (Grounding): Nối dây tiếp địa cho toàn bộ khung cân và vỏ hộp nối để triệt tiêu tĩnh điện và dòng rò.
- Hiệu chuẩn hệ thống: Sử dụng quả cân chuẩn (tối thiểu đạt 20% đến 50% tải trọng cực đại của hệ thống) để tiến hành Calib Zero và Calib Span trên đầu hiển thị.
III. Quy Trình Bảo Trì Hệ Thống Định Kỳ
Để hệ thống định lượng chạy ổn định, không bị lỗi “đóng bao thừa/thiếu ký”, cần áp dụng lịch bảo trì 3 cấp:
[BẢO TRÌ ĐỊNH KỲ]
Hàng ngày: Vệ sinh cơ khí bên ngoài & Kiểm tra Zero
Hàng tháng: Kiểm tra hộp nối & Đo điện trở cách điện
Hàng quý: Thử tải bằng quả cân & Calib lại sai số
- Kiểm tra cơ khí (Hàng tuần)
- Vệ sinh khe hở: Dùng khí nén thổi sạch bụi bẩn, dị vật bám ở khe hở hành trình giữa phễu cân và khung đỡ. Bảo đảm phễu cân ở trạng thái “treo tự do”, không chạm vào bất kỳ cấu kiện nào xung quanh.
- Kiểm tra ống nối mềm: Các ống dẫn nguyên liệu vào và ra khỏi phễu cân định lượng phải là dạng ống nối mềm (Flexible connection) và có độ chùng vừa phải. Nếu ống này bị kéo căng hoặc bị cứng đơ do thời tiết, nó sẽ đỡ một phần lực thay cho loadcell, gây sai ký.
- Kiểm tra điện học (Hàng tháng)
Nếu cân có hiện tượng nhảy số liên tục mà cơ khí không bị kẹt, hãy dùng đồng hồ vạn năng (VOM) kiểm tra:
- Kiểm tra hộp nối: Mở nắp hộp nối xem có bị ẩm, thấm nước hay không. Dùng máy sấy tóc sấy khô nếu phát hiện hơi ẩm.
- Đo điện trở thông số (Đo nguội): Rút dây loadcell ra khỏi hộp nối và đo:
- Điện trở ngõ vào (Input Resistance – giữa 2 dây cấp nguồn Ex+ và Ex-): Thường từ 350 Ω – 400 Ω hoặc 700 Ω – 800 Ω tùy loại.
- Điện trở ngõ ra (Output Resistance – giữa 2 dây tín hiệu Sig+ và Sig-): Thường xấp xỉ 350 Ω hoặc 700 Ω.
- Độ cách điện: Đo điện trở giữa các lõi dây với dây bọc giáp (Shield) và thân loadcell. Kết quả phải đạt giá trị Mega-Ohm (> 5000 MΩ). Nếu chỉ số này sụt giảm, chứng tỏ loadcell đã bị nhiễm ẩm hoặc nứt vỏ.
- Kiểm thử và Hiệu chuẩn lại (Hàng quý)
- Sau một thời gian chịu lực nén liên tục, lò xo bên trong loadcell sẽ có hiện tượng mỏi cơ học tự nhiên. Cứ mỗi 3 – 6 tháng, hãy dùng quả cân chuẩn để kiểm tra lại độ tuyến tính và độ lặp lại của cân để căn chỉnh lại các thông số trên bộ chỉ thị điều khiển PLC.
Để có thể đưa ra giải pháp xử lý chính xác nhất cho hệ thống của bạn, bạn có thể chia sẻ thêm:
- Hệ thống của bạn là dòng cân định lượng dạng gì (Cân đóng bao vít tải/băng tải, hay hệ thống cân phễu phối trộn)?
- Cân đang sử dụng loại loadcell dạng thanh (Shear Beam), dạng nén (Canister/Spoke) hay dạng chữ S?
- Hiện tại hệ thống của bạn có đang xuất hiện mã lỗi cụ thể nào trên đầu cân (ví dụ: OL, Err, nhảy số không dừng) không?
- Phụ kiện lắp đặt được thiết kế cho con lăn, bệ, bồn, phễu, v.v.; Được trang bị chân khớp tự định tâm bằng thép không gỉ, có thể điều chỉnh chiều cao, chống lại lực bên và chống nghiêng để bù cho sự không thẳng hàng của các tấm đỡ
- Kết nối tất cả các tấm dưới với hệ thống tiếp địa.
- Trong trường hợp kết cấu có bốn điểm tựa, nếu một điểm không chạm vào đế đỡ của chân, bạn phải tiến hành điều chỉnh chiều cao chân.
Dây dẫn tiêu chuẩn: 0,5t-3t là dây bốn lõi; 5t-20t là dây sáu lõi;
chiều dài dây tiêu chuẩn: 0,5t/1t-3 mét; 2t/3t-3,8 mét; 5t/8t-5 mét; 10t-6 mét; 20t-10 mét.
Tùy chọn: tấm chuyển tiếp, bu lông cố định, cáp, hộp nối, dụng cụ hiển thị, màn hình hiển thị lớn, v.v.
Các tính năng:
cấu trúc linh hoạt, có thể dễ dàng lắp đặt trên nhiều loại bể khác nhau
Ba cấu trúc tấm trên cùng (cố định, bán nổi, nổi) có thể loại bỏ lỗi cân do sự giãn nở và co lại vì nhiệt của bể
Bu lông hỗ trợ để ngăn thiết bị bị lật
Thép hợp kim chất lượng cao, bề mặt mạ gương
Lắp đặt đơn giản và nhanh chóng,
bảo trì thuận tiện, tiết kiệm thời gian chết để bảo trì
Thích hợp để kiểm soát cân trong quá trình trộn bể
- suất mô-đun: 0,5t, 1t, 2t, 3t, 5t, 7,5t, 10t, 15t, 20t ứng dụng cho Lò phản ứng, bồn trộn, băng tải và dây chuyền lắp ráp có lực ngangThiết
kế đầu áp suất tự ổn định luôn duy trì vị trí tải chính xác và có khả năng lặp lại cân tốtĐược trang bị
bu lông giới hạn ngang
có thể điều chỉnhCấu trúc lắp đặt nhỏ gọn, không cần lắp thêm các phụ kiện khácThiết
bị nối đất để bảo vệ cảm biến khỏi các đợt tăng điện ápThiết bị bảo vệ quá tải
để bảo vệ cảm biến một cách hiệu quả và toàn
diệnVật liệu thép không gỉ và vàng phù hợp tùy chọnTùy chọn
chống ăn mòn và chống cháy nổỨng dụngMô-đun
cân có độ chính xác cao phù hợp cho những dịp có độ chính xác cao chỉ với lực dọc và lực ngang nhỏ. Mô-đun cân có thể dễ dàng lắp đặt trên các thùng chứa có nhiều hình dạng khác nhau để trở thành một hệ thống cân. - cảm biến lực được sử dụng rộng rãi trong ngành của chúng tôi. Sự xuất hiện của cảm biến lực đã dần đưa các doanh nghiệp tiến tới trí tuệ và liên tục cải thiện an toàn sản xuất và hiệu quả làm việc của các nhà máy. Thay vì lao động thủ công, nếu chúng ta không biết mục đích của cảm biến lực, chúng ta có thể hiểu nguyên lý của cảm biến lực và một số yếu tố của cảm biến lực: tính tuyến tính, độ nhạy, độ trễ, khả năng lặp lại, tần số phản hồi và độ lệch bằng không. Vậy phương pháp lắp đặt cảm biến lực là gì? Tôi xin giới thiệu với bạn như sau.
Cách lắp đặt cảm biến lực cho loadcell
1. Thiết kế của thiết bị tải và thiết bị phải đảm bảo rằng dây của cảm biến lực tải trùng với trục ứng suất của cảm biến cân và phải giảm thiểu ảnh hưởng của góc của lực bên nghiêng và góc lệch của điểm lực trung tâm.
2. Phạm vi điều chỉnh. Nếu sử dụng một cảm biến lực đo lực đơn, đế phẳng của thiết bị có thể được điều chỉnh theo ứng dụng; nếu nhiều cảm biến được đo cùng lúc, hãy cố gắng dán chúng vào độ và bề mặt thiết bị của đế. Mục đích chính của việc này là đảm bảo độ mạnh của mỗi cảm biến là gần như nhau.
3. Cảm biến trọng lượng và lực cần được xử lý một cách nhẹ nhàng. Đặc biệt đối với các cảm biến có công suất nhỏ với thân đàn hồi bằng hợp kim nhôm, bất kỳ rung động nào cũng có thể gây va đập hoặc rơi, có khả năng gây ra lỗi đầu ra lớn.
4. Bề mặt lắp của đế cảm biến phải càng nhẵn và sạch càng tốt, không có dầu hoặc màng bám. Bản thân đế thiết bị phải có đủ độ bền và độ cứng, thường cao hơn độ bền và độ cứng của chính cảm biến.
5. Cảm biến phải được đặt trong phòng khí chống thấm nước, chống ẩm, thông gió và không ăn mòn.
6. Vỏ cảm biến, nắp bảo trì và đầu nối dây dẫn phải được bịt kín và người dùng không được phép mở.
7. Tải trọng định mức của cảm biến được sử dụng phải được xác định dựa trên phạm vi cân và đo của cảm biến lực được hiển thị.
8. Nếu không thể tránh khỏi, cần phải bổ sung các thiết bị bảo vệ hoặc thiết bị cứu hộ.
9. Để tránh dòng điện lớn chạy trực tiếp qua thân cảm biến và làm hỏng cảm biến, hãy dừng hàn sau khi lắp đặt cảm biến hoàn tất.
10. Tránh ăn mòn hóa học. Vaseline thích hợp để sử dụng bên ngoài các cảm biến lực và máy đo lực kế. Tránh tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và thay đổi nhiệt độ môi trường.
11. Không nên kéo dài cáp, mối hàn phải được kéo dài tại mối nối và được bịt kín bằng keo chống ẩm.
12. Trong các ứng dụng có độ chính xác cao, cân, cảm biến lực và dụng cụ đo cần được làm nóng trước trong 30 phút.
13. Tốt nhất là sử dụng các tấm chắn xung quanh cảm biến lực và cảm biến cân để che phủ cảm biến. Việc này được thực hiện để tránh các mảnh vụn rơi vào các bộ phận chuyển động của cảm biến và ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo.
14. Thêm một đường dây đồng bện ở cả hai đầu của thiết bị tải cảm biến lực.
15. Dựa trên phạm vi cân và đo của cảm biến, có thể xác định được tải trọng định mức của cảm biến. Cảm biến trọng lượng và lực có khả năng quá tải nhất định, tuy nhiên cần tránh trong quá trình lắp đặt và vận hành. Đôi khi tình trạng quá tải ngắn hạn có thể gây hư hỏng vĩnh viễn cho cảm biến.
16. Cáp cảm biến phải được giữ cách xa đường dây điện mạnh hoặc sóng xung. Khi không thể tránh được sự cạnh tranh, các dây cáp của cảm biến lực nên được luồn riêng vào ống sắt để rút ngắn khoảng cách kết nối càng nhiều càng tốt. Nội dung trên là phần giới thiệu về phương pháp lắp đặt cảm biến lực. Trong quá trình lắp đặt và sử dụng cảm biến cân cần lưu ý đến nhiều chi tiết như yêu cầu về hành vi công cộng trong nhà, chú ý đến chênh lệch nhiệt độ, độ ẩm, v.v. Trong môi trường sống hàng ngày, chúng ta nên chú ý tới những thay đổi nhỏ của khí hậu.
- Bạn đang lắp đặt cho loại cân định lượng nào? (Cân đóng bao, cân băng tải liên tục, hay cân phối trộn nhiều thành phần?)
- Hệ thống của bạn đang sử dụng mấy loadcell và thuộc thương hiệu nào (Keli, Mettler Toledo, CAS, Minebea Intec…)?
- Cân của bạn hiện tại có đang gặp sự cố cụ thể nào (như nhảy số, sai ký, báo lỗi Overload…) cần xử lý gấp không?
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
-
){kind=icon}
