Контроль влажности древесной щепы

Объект автоматизации: завод строительных материалов,
2 линии приготовления цементно-стружечной смеси.

Место установки: ленточный конвейер.
Материал: стружка хвойных деревьев.
Цель: замена вышедших из строя оптических влагомеров GreСon. Влагомеры используется для определения количества влаги в стружке для последующего вычисления ПЛК объема добавляемой в замес воды.

Решение: 
Для решения задачи подобран контактный влагомер Sono Vario LD.
Отличительной особенностью данного влагомера является то, что он основан на контактном способе измерения, в отличие от своего предшественника GreCon.
В связи с этим он и в 3 раза дешевле.
Установка на конвейер с помощью монтажного комплекта.

Особенность применения

Проблема №1 – древесная стружка обладает плохой текучестью.

В связи с этим необходимо правильно установить влагомер на конвейер так, чтобы при движении ленты перед влагомером не образовывалось скопление материала, и под влагомером плотность материала была постоянной. На самом деле, задача не тривиальная и требует времени для поиска необходимой позиции. Но, к сожалению, даже ее подбор не всегда обеспечивает однородность (стабильность в насыпной плотности материала).

Поэтому для плохо текущих материалов не рекомендуется установка на конвейер, самое лучшее решение – установка в шнек или бункер. Но в данном случае такой возможности не было, поэтому пришлось искать максимально оптимальное положение установки датчика относительно потока материала в динамичном режиме.

Проблема №2 – Процесс измерений длится менее 2 минут.

Менее 2 минут – время работы конвейера, за которое происходит наполнение промежуточного (взвешивающего) бункера. Проблема состоит в том, что для выхода датчика на реальные (фактические) показания требуется определённое время (как и для любого измерительного прибора).

Большое значение здесь играет настройка параметров обработки сигнала (усреднение и фильтрация), которая происходит в «голове» влагомера. Благодаря применению фильтра Калмана и подбору коэффициентов удалось достичь времени выхода датчика на корректные показания за 15 секунд. При увеличении времени рабочего цикла в несколько раз и более, данная проблема утрачивает свою актуальность.

Проблема №3 – В каких единицах необходимо измерять влажность?

Нюанс заключался в следующем: принимающий сигнал оборудование (ПЛК) воспринимает токовый сигнал 4-20мА, приведённый к АБСОЛЮТНОЙ влажности, а влагомер Sono Vario LD преобразует измеренное значение в ОТНОСИТЕЛЬНУЮ. Кроме того, у заказчика не было доступа к программе ПЛК.

Данный нюанс решился с помощью программируемого реле с аналоговыми входами/выходами, на котором реализовали пересчет относительной влажности в абсолютную. Зависимость между абсолютной и относительной влажностью не линейна, поэтому реализовать необходимые преобразования применением только лишь коэффициента к входному сигналу невозможно.

В итоге завод получил решение в три раза дешевле предшественника, с погрешностью измерений, удовлетворяющей требованиям заказчика.