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轉(zhuǎn)速傳感器的實時控制將為干散貨裝卸作業(yè)提升效率

來源：上海自動化儀表有限公司作者：發(fā)表時間：2018-01-25 10:14:36【小中大】

     五十年前的時候，船上的船只都是手動裝卸的，所以每一個港口都雇傭了一群強壯的人，他們在一艘船進港后不久就努力工作。然而，裝卸作業(yè)拖延了，所以船只在港口停留了很長時間。同樣值得注意的是，當時的健康和安全立法幾乎是不為人知的，而且?guī)缀醪豢赡軠蚀_地解釋整個貨物。

    然而，碼頭業(yè)務(wù)已經(jīng)有了很長時間的變化，甚至在發(fā)展中國家，港口也有起重機、電梯和裝載機。
    有一個簡單的規(guī)則驅(qū)動著這類技術(shù)的發(fā)展——海上的一艘船正在為它的所有者賺錢;港口的一艘船正在花費它的主人的錢。因此，航運公司推動港口運營商不斷改進服務(wù)，如有必要，將會轉(zhuǎn)移對新碼頭的忠誠度。簡單地說，快速裝卸對航運公司的成功至關(guān)重要，因此碼頭技術(shù)繼續(xù)發(fā)展以提供更快的速度和效率。
    因此，從人工操作，起重機，電梯，加料機和裝載機，每一個都適合處理不同的產(chǎn)品-谷物，煤，砂礫或化學(xué)品。雖然這些都是由人工操作的，但它們是由人工操作人員控制的——不管操作人員有多么熟練，他們都沒有真正的方法來判斷他們是否在優(yōu)化加工和高效工作。然后計算機被引入來自動化計算和決策，效率也得到了改善;此外，計算機還可以自動收集操作數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為商業(yè)信息以供計費客戶使用。
    今天，另一種新技術(shù)正在出現(xiàn)，它正在將散貨處理操作提高到新的效率、準確性和靈活性。簡單地說，堅固的內(nèi)置傳感器安裝在碼頭裝卸設(shè)備上;這些設(shè)備可以實時地測量機器的操作參數(shù)，并將實時信息反饋給控制計算機，這樣就可以對飛行進行調(diào)整，從而保持效率。此外，所有這些數(shù)據(jù)都可以被整理以提供賬單信息，并分析這些數(shù)據(jù)，以確定機器已經(jīng)完成了多少工作，從而可以安排預(yù)防性的維護，以減少對正常操作的干擾。
    卸載器有許多不同的設(shè)計，每一個都適合不同的材料。核心技術(shù)包括:斗輪、垂直輸送機、升降機、提升機、水平帶式輸送機和氣動系統(tǒng)。這些設(shè)備的機械原理都是不言自明的，但對這些設(shè)備的控制和監(jiān)控始終是必不可少的，既保證了無故障運行，又計算了卸貨重量。
    新的傳感器
    要測量的基本參數(shù)是負載(也可以稱為重量或質(zhì)量)。稱重秤是古代發(fā)明的，但在現(xiàn)代散貨作業(yè)中沒有使用;需要一個加載單元。這是一個轉(zhuǎn)速傳感器(在一個堅固的外殼中，如果它被用于惡劣的工作環(huán)境)，它會不斷地向遠程計算機發(fā)送信號，與在每一個時刻所經(jīng)歷的負荷成正比。
    因此，很容易看到負載傳感器在起重機上非常有用;每個負載都是稱重的，這些數(shù)字加起來可以使貨物的總量被提升。
    然而，在輸送機、螺旋輸送機或其他設(shè)備上，一個負荷單元不適合在飛行中不斷地有大量貨物。飛行的數(shù)量大約是恒定的，操作的持續(xù)時間將決定所處理的材料總量。對于這種類型的處理系統(tǒng)，你測量電機的驅(qū)動軸的扭矩。
    轉(zhuǎn)矩實際上是測量在旋轉(zhuǎn)方向上傳輸?shù)墓β实牧?。一個簡單的例子，幫助理解是騎自行車:加速或上坡，你需要加大油門——或者通過腿部肌肉施加更多的扭矩。同樣的原理也適用于輸送機、增強器等;負荷越重，驅(qū)動電機需要的功率就越大，因此隨時間而提供的電能總量與所處理的總負荷成正比。
    將扭矩和/或負載傳感器用于處理設(shè)備以獲得對其性能的實時測量越來越普遍。他們不斷地將信息反饋給控制計算機，這樣就可以調(diào)整機器的設(shè)置來優(yōu)化操作。計算機還收集用于商業(yè)目的和維護計劃的數(shù)據(jù)。
    如前所述，這些傳感器安裝在堅固的外殼內(nèi)，這樣它們就能經(jīng)受住碼頭生活的嚴酷考驗。值得注意的是，他們必須將數(shù)據(jù)傳輸回控制計算機;正常的做法是使用電線，但在繁忙的港口的苛刻環(huán)境中，這是不可能持續(xù)很長時間的。一種解決方案是使用鎧裝電纜，并通過最良性的區(qū)域;然而，更好的解決方案是無線傳輸信號。
    現(xiàn)在，經(jīng)過20多年的研究和發(fā)展成為數(shù)字非接觸式轉(zhuǎn)矩監(jiān)測，上海自動化儀表有限公司處于一項重要的支持技術(shù)的前沿。它的扭矩傳感器是基于測量旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的表面聲波的共振頻率變化的專利技術(shù)。這是一項已被證實的技術(shù)，已經(jīng)解決了許多行業(yè)的扭矩測量挑戰(zhàn)。
    上自儀公司的扭矩傳感器使用由陶瓷壓電材料制成的兩個微型電鋸探測器，其中包含頻率共振梳。這些都安全地安裝在傳動軸上，以90度角的角度相互連接。當扭矩增加時，旋轉(zhuǎn)的軸沿其長度稍微彎曲，使一個梳向膨脹，另一個與所經(jīng)歷的扭矩成比例收縮。
    一個相鄰的拾取裝置發(fā)射無線電波，使用不受限制的2.4 GHz波段，向鋸。梳子將它們反射回來，但是因為一個梳子被擴大了，另一個被收縮了，它們以兩個不同的頻率返回。反射波的頻率的差正比于任何時刻的力矩。這種排列方式意味著沒有必要為電鋸提供電源，因此傳感器是非接觸式和無線的。
    在現(xiàn)實中，扭矩測量和它所提供的數(shù)字輸出通常是在苛刻的工作環(huán)境中測量扭矩的唯一實用方法。一旦你以這種方式收集轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)并將其輸入電腦，你就能很好地掌握復(fù)雜過程的實時控制。
    我們上海自動化儀表公司最初是為解決汽車行業(yè)的一項特殊挑戰(zhàn)而開發(fā)的，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)，包括許多散裝固體處理操作、液體泵送應(yīng)用、混合器、核工業(yè)、用于測試航空航天部件和運行藥物試驗。它適用于各種大小的扭矩測量任務(wù)，從分配微量的活性藥物成分，通過攪拌工業(yè)數(shù)量的烹飪冷卻的曲線，模擬風暴和洪水的流動- - -確實監(jiān)測散裝固體貨物裝卸的噸位。
    這種測量扭矩的創(chuàng)新方法為處理干散貨產(chǎn)品帶來了明顯的優(yōu)勢。一個曾經(jīng)被認為非常難以監(jiān)測的過程現(xiàn)在可以獲得與許多其他工業(yè)過程一樣的好處，使操作得以優(yōu)化，從而以最低的成本達到最高的生產(chǎn)力水平。
    轉(zhuǎn)矩和負載
    當上自儀開發(fā)完成后，傳感器技術(shù)發(fā)現(xiàn)自己忙于項目后的項目。由于扭矩是一個基本參數(shù)，它被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的各個領(lǐng)域。傳感器技術(shù)可以花一天與面包師談?wù)撁鎴F混合,接下來在制藥工廠分配活性成分微克水平的準確性,第三天在采石場輸送機或挖泥船工作,然后再移到碼頭起重機應(yīng)用程序中,一個機器人手臂或電動汽車驅(qū)動器。
    事實上，這家公司太忙了，以至于在大約五年前，它都找不到時間來開發(fā)它的下一個想法。只有符合邏輯，才能使射頻技術(shù)適用于直線負荷監(jiān)測，如起重機和起重機在運送貨物到船只時所需要的。這將使無線優(yōu)勢所有類型的散裝固體處理植物和允許所有貨物裝卸技術(shù)要監(jiān)視在任何特定情況下使用相同的系統(tǒng),這將導(dǎo)致顯著節(jié)省管理時間和成本多個報告沒有被集成。
    有趣的是，值得注意的是，雖然LoadSense可以測量任何直線的負載，但可以按任意大小的大小進行縮放，并在水平和對角和垂直方向上工作，它實際上是為大量的礦物應(yīng)用而開發(fā)的(種類)。事實上，它首先被用來稱重由直升飛機運載的多塊石頭。在英國最受歡迎的國家公園——皮克區(qū)，這塊石頭被用來建造遠足者的小徑。對于機載應(yīng)用，LoadSense集成了一個GPS(全球定位系統(tǒng))，用于定位墜落區(qū)域和計算飛行距離。
    回到干散貨處理的世界，我們可以得出這樣的結(jié)論:現(xiàn)代世界需要從大陸到大陸的快速高效的貨物運輸。除了處理速度，準確的記錄也是必不可少的。我們上海自動化儀表有限公司和它的姊妹產(chǎn)品LoadSense允許收集實時數(shù)據(jù)，不斷更新并立即轉(zhuǎn)換為高效物流所需的關(guān)鍵信息。