ما هي الفروق بين أنظمة الجرعات الوزنية والحجمية؟

بين أنظمة الجرعات الوزنية والحجمية ؟

 

في المنشآت الصناعية، تُعدّ عملية المعايرة من أهم المراحل في وضع معايير الإنتاج، والحفاظ على جودة المنتج، والتحكم في تكاليف المواد الخام . فخلط المواد الخام بدقة متناهية، وفي الوقت المناسب وبالنسب الصحيحة، يؤثر بشكل مباشر على كل شيء بدءًا من المتانة الميكانيكية وصولًا إلى تجانس لون المنتج النهائي. وتضطر المصانع العاملة في قطاعات مثل البلاستيك، والكيماويات، والأغذية، والزراعة إلى التخلص من أطنان من المواد الخام أو بيع منتجات رديئة الجودة (من الدرجة الثانية) إذا لم تتمكن من تحقيق النسب الصحيحة للمكونات.

في هذه العملية، فإن التقنيتين الرئيسيتين اللتين يواجههما بشكل متكرر متخصصو الصيانة والإصلاح والإنتاج الصناعي هما التقنية الوزنية والتقنية الحجمية. هذه أنظمة جرعات . كلا النظامين مصممان لنقل المواد من نقطة إلى أخرى، لكن خوارزميات الحساب وقدرات القياس الميكانيكية فيهما مختلفة تمامًا. في مجال الصناعة، سندرس بالتفصيل الاختلافات الميكانيكية والإلكترونية والبرمجية بين هاتين التقنيتين لتتمكن من اختيار النظام الأنسب لمنشأتك.

 

الحجمي الجرعات : المبادئ الأساسية والقيود الميكانيكية

 

 

الحجمي نظام الجرعات هو نظام ميكانيكي يُقاس فيه حجم المادة، أي أن كمية المادة التي تتسع في مساحة محددة (عادةً بين شفرات ناقل لولبي) تُنقل على مدار فترة زمنية. ومن خلال الحفاظ على سرعة ثابتة (عدد الدورات في الدقيقة) للناقل اللولبي أو اللولب أو الصمام الدوار عبر تردد التشغيل في لوحة التحكم بالمحرك، يتم نقل حجم ثابت من المادة إلى النظام في فترة زمنية محددة.

السبب الرئيسي لانتشار استخدام هذا النظام في الصناعة هو انخفاض تكلفة الاستثمار فيه. فهو لا يتطلب أنظمة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) معقدة أو أجهزة استشعار وزن دقيقة . وبفضل بنيته الميكانيكية البسيطة، فإن معايير الصيانة والإصلاح الميكانيكية منخفضة؛ إذ يستطيع الفنيون تحديد الأعطال وإصلاحها بسرعة. مع ذلك، فإن هذه البساطة في المكونات المادية تُسبب بعض العيوب التشغيلية .

 

الكثافة الظاهرية لماذا تُعدّ الكثافة مشكلة؟

 

أكبر نقطة ضعف في القياس الحجمي هي اختلاف الكثافة الظاهرية للمادة . يُعدّ عجز النظام الحجمي عن رصد التغيرات في الكتلة ( الكثافة ) مشكلةً. فالمواد الخام ، سواءً كانت مسحوقة أو مطحونة، قد تتعرض للضغط أثناء تخزينها في الصومعة، أو تتأثر بالرطوبة المحيطة، أو تتعرض للهواء أثناء النقل. على سبيل المثال، قد تنخفض كتلة مادة تزن 800 غرام لكل لتر في الصباح عند رطوبة 50% إلى 750 غرام لكل لتر في فترة ما بعد الظهر بعد التجفيف أو التهوية. وبما أن محرك النظام الحجمي يستمر في الدوران بنفس السرعة، فإن الكتلة الفعلية (بالغرام) الداخلة في الوصفة تتذبذب، مما يؤدي إلى تدهور جودة المنتج النهائي.

 

الوزنية الجرعات : قوة قياس الكتلة والأتمتة

 

 

الوزنية المواد مباشرةً بناءً على وزنها (كتلتها) بدلاً من حجمها. تُثبّت الآلة بأكملها أو صينية الوزن على مستشعرات خلايا تحميل عالية الحساسية . وبفضل هذا النظام، تُحسب كمية المواد المفقودة في الثانية الواحدة بدقة تصل إلى أجزاء من الألف من الثانية. حتى في حال تغيّر كثافة المادة أو حجم جزيئاتها أو محتواها من الرطوبة أو لزوجتها بشكل فوري، يقوم النظام تلقائيًا بمعايرة سرعة المحرك في الوقت الفعلي للحفاظ على الوزن المستهدف.

 

أنظمة PID ذاتية المعايرة

 

تعتمد تقنية القياس الوزني بشكل أساسي على خوارزميات وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) التي ترسل ترددات تصحيح مستمرة إلى مشغلات المحركات ( العاكسات ) عبر حلقات تحكم تناسبية تكاملية تفاضلية (PID). في حال انضغاط المادة المسحوقة وتكثفها فجأة، ترصد خلية الحمل هذا التغير في غضون أجزاء من الثانية، مما يزيد من الكتلة المفرغة من ناقل البرغي، وتقوم وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) تلقائيًا بتقليل سرعة المحرك. تتيح آلية التغذية الراجعة المستمرة هذه إنتاجًا متواصلًا بدقة استثنائية تتراوح بين 0.1% و0.5% دون الحاجة إلى تدخل بشري أو أخذ عينات .

 

المواصفات الفنية والتشغيلية	الحجمي الجرعات	الوزنية الجرعات
مبدأ القياس	الحجمي (نسبة سرعة البرغي / الوقت)	الكتلة (فقدان الوزن / الوقت)
دقة الوزن	منخفض - متوسط (يعتمد بشكل كبير على كثافة المادة)	مرتفع جداً (بغض النظر عن اختلافات الكثافة)
تكلفة الاستثمار (النفقات الرأسمالية)	أكثر اقتصادية، ومناسب للميزانيات المنخفضة.	استثمار أعلى (لكن عائد الاستثمار سريع جداً)
لوحات الأتمتة والتحكم	التحكم الأساسي في المحرك، موصل بسيط أو محرك.	وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة متطورة، وحدة وزن SIWAREX، حلقة PID.
يلزم إجراء معايرة	يتطلب الأمر أخذ عينات يدوية وتعديلها مع كل تغيير في الدفعة.	معايرة ذاتية ) ومستمر عبر البرمجيات.

 

 

أي نظام يجب أن تختار؟ مصفوفة القرار

 

إذا كانت المواد الخام المستخدمة في خط إنتاجك تتدفق بكثافة ثابتة (مثل حبيبات البلاستيك المتجانسة تمامًا، أو القمح، أو الحبوب القياسية) ولديك نطاق تفاوت واسع في تركيبة منتجك، فإن أنظمة النقل الحجمي ستلبي احتياجاتك بكفاءة عالية من حيث السعر والأداء. وخاصة في نقل المنتجات الزراعية أو التعدين، توفر ناقلات البرغي الحجمية سنوات من الخدمة الموثوقة.

 

مع ذلك، إذا كانت خصائص المواد الخام تتغير باستمرار على أساس كل دفعة، أو إذا كنت تستخدم بلاستيكًا معاد تدويره، أو إذا كنت تعمل في صناعة مثل الأدوية أو الخلطات الملونة أو مواد البناء الكيميائية حيث يمكن أن يؤدي خطأ بنسبة 1% إلى رفض المنتج، فإن أنظمة القياس الوزني تصبح ضرورية للغاية. تمنع هذه الأنظمة تمامًا الإفراط في استخدام المواد الخام باهظة الثمن، مما يوفر مبالغ كبيرة تُعوّض فرق السعر في غضون أشهر.

 

مجال التطبيق المستهدف	نوع النظام الموصى به	أسباب هندسية
بثق البلاستيك ( الخلطة الرئيسية )	بالتأكيد قياس الوزن	لتقليل اختلافات الألوان ومنع هدر الطلاء المكلف.
معالجة الحبوب والأعلاف	الحجمي / الوزني	إن البنية الحبيبية المستقرة نسبياً تجعلها مناسبة للقياسات الحجمية ، ولكن يفضل استخدام القياسات الوزنية لمراقبة المستودعات .
مواد كيميائية للبناء (أسمنت، إضافات)	بالتأكيد قياس الوزن	يُعد القياس الدقيق بالملليمترات للأسمنت والمواد المضافة المقاومة للتجمد أمراً ضرورياً لقوة المنتج.

 

الأسئلة الشائعة

 

الوزنية ما مدى دقة جهاز تحديد الجرعات ؟

أنظمة الوزن الوزني عموماً بدقة وزن ممتازة، تتراوح بين 0.1% و0.5%، وذلك تبعاً لجودة خلية الحمل المستخدمة، والعزل الميكانيكي، والاهتزازات البيئية. ويمكن تحسين هذه النسبة بشكل أكبر في تصميمات الجرعات الدقيقة.

 

الأنظمة الحجمية لاحقاً إلى هياكل وزنية ؟

إذا كانت الهيكل الميكانيكي والمحرك والمثقب اللولبي للآلة الحالية مستقرة بدرجة كافية، فيمكن تعديل النظام بإضافة خلايا قياس الحمل من نوع المنصة ، ووحدات قراءة الوزن، ولوحة تحكم وزنية متطورة . مع ذلك، تتطلب هذه العملية خبرة فنية عالية المستوى في مجال الأجهزة.

 

أي نظام أسهل في الصيانة والإصلاح الميكانيكي؟

الحجمية بسهولة تشخيص الأعطال وصيانتها نظرًا لبساطة مكوناتها الميكانيكية ولوحاتها الكهربائية. أما الأنظمة الوزنية فتستخدم مستشعرات إلكترونية حساسة ، إلا أن إمكانيات التشخيص البرمجية القائمة على وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) تُسرّع عملية تشخيص الأعطال بشكل ملحوظ.

 

كيفية ضبط سرعة محرك ناقل البرغي أثناء عملية الجرعات ؟

مشغلات المحركات عالية الدقة (VFD/ العاكس ) في لوحة التشغيل الآلي، يتم ضبط التردد (هرتز) الذي يصل إلى المحرك بدقة المليمتر، مما يسمح بالتحكم في سرعة المحرك (RPM) دون أي فقدان لعزم الدوران .

 

الكثافة الظاهرية ما هي الكثافة ولماذا تتغير؟

الحجم هو كتلة المادة لكل وحدة حجم عندما تكون في صورة مسحوق أو حبيبات أو سائل. تزيد الرطوبة في البيئة من وزن المسحوق، بينما يؤدي التهوية أثناء النقل إلى تخفيفه. هذه التغيرات الحجمية قد تُضلل عملية الوزن الحجمي .

 

الوزنية ما هو متوسط العائد على الاستثمار (ROI) للجرعات ؟

والإفراط في استخدام الإضافات باهظة الثمن، فإنه عادة ما يستهلك تكلفة الاستثمار بالكامل في غضون 6 إلى 12 شهرًا، اعتمادًا على الطاقة الإنتاجية.

 

للاطلاع على التطبيقات العملية ومجالات الاستخدام القطاعية لأنظمة جرعات المساحيق في مختلف المجالات الصناعية ، يرجى مراجعة مقالتنا "حلول خاصة بالقطاع في اختيار الجرعات ". يمكنك إلقاء نظرة.

 

جرعات المساحيق المخصصة لمصنعك وجميع المعلومات التقنية اللازمة، يرجى مراجعة منتج أنظمة الجرعات لدينا.