液位 - 重量" 聯動計量通過液位計算體積、結合地磅重量反推密度(密度 = 重量 / 體積),適用于化工原料、食品配料等場景,可實現雙重計量驗證,具體方案如下:
聯動計量實現方案:
硬件連接與參數配置:
信號聯動:投入式液位變送器(4-20mA 輸出液位,精度 ±0.1% FS)接入 PLC,地磅(4-20mA 輸出重量,精度 ±0.05% FS)通過 RS485 協議與 PLC 通信;提前在 PLC 中輸入儲罐底面積(如圓形罐底面積 =πr2,精度 ±0.01m2)。
計量邏輯:PLC 通過 “體積 = 底面積 × 液位" 計算介質體積,結合地磅重量計算實時密度(密度 = 重量 / 體積),并累計總重量(總重量 = 實時密度 × 累計體積);設置密度偏差閾值(如 ±0.5%),當密度超出正常范圍(如甲醇正常密度 791kg/m3,顯示 820kg/m3),觸發報警。
校準與驗證:
靜態校準:向儲罐內注入已知重量的介質(如 1000kg 甲醇),記錄液位與重量,計算體積(1000/791≈1.264m3),核對 PLC 計算的體積(底面積 × 液位),誤差需≤0.2%;
動態驗證:進料過程中實時對比 PLC 計算重量與地磅重量,偏差≤0.3% 為正常,超出則檢查設備或參數。
常見計量偏差原因與排查:
儲罐底面積參數錯誤:
原因:若儲罐為橢圓罐,誤輸入圓形罐底面積(如實際底面積 10m2,誤輸 12m2),體積計算偏大 20%,導致重量計算偏大 20%。
排查:重新測量儲罐尺寸(橢圓罐測量長軸 a、短軸 b,底面積 =πab/4),在 PLC 中更新參數,重新靜態校準。
液位測量漂移:
原因:變送器零點漂移(如空罐時輸出 4.1mA,顯示液位 0.0625m),導致體積計算偏大;或介質附著膜片(如粘稠介質殘留),產生額外壓力(0.5kPa),對應液位偏高 0.05m。
排查:空罐時校準變送器零點(輸出 4mA);拆卸探頭清潔膜片,重新安裝后測試液位與重量的對應關系。
地磅稱重誤差:
原因:地磅傳感器老化(如稱重 1000kg 顯示 990kg)、秤體變形(如支撐腳不均勻),導致重量輸入偏差。
排查:用地磅標準砝碼(如 1000kg)校準地磅,若偏差超 0.05%,更換傳感器或調整秤體水平;檢查地磅與儲罐是否剛性連接(若連接會傳遞儲罐壓力,導致稱重偏大),需保持獨立支撐。